[发明专利]一种小半径弯曲管件的加工装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属压力加工领域，具体领域为一种小半径弯曲管件的加工装置及方法。

背景技术

目前，金属加工行业的技术人员对于小半径弯曲管件的加工方法已进行了广泛的研究且取得了显著的进步，其中小半径弯曲管件是指相对弯曲半径小于1的弯曲管件，其中相对弯曲半径是指弯曲半径R与管径D的比值，比如小半径弯曲管件的弯曲半径R＝15mm，管径D＝20mm，其相对弯曲半径为0.75。

现有的小半径弯曲管件的成型方法主要包括数控绕弯、压弯和推弯等，但是这些方法存在下列问题：

(1)采用数控绕弯方法制成的小半径弯曲管件即使在最佳工艺下制出的管件相对弯曲半径也不能低于1，即相对弯曲半径过大；

(2)压弯方法所采用的设备极易造成管件内壁起皱凹陷，外壁不饱满而使弯曲段直径过分减小，外壁过度减薄，甚至拉裂，因此很难成型小半径弯曲管件；

(3)推弯方法虽然成型方法和设备简单，但是加工效率相对较低，而且加工出来的管件容易有凹陷，内壁还容易起皱。

发明内容

本发明的目的在于提供一种小半径弯曲管件的加工装置及方法，以解决现有技术中加工的小半径弯曲管件相对弯曲半径过大、管件容易破裂、管件有凹陷、管件内壁容易起皱以及弯曲部位变形量过大等问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种小半径弯曲管件的加工装置，包括冲头、成型夹模和预制弯管，所述冲头的冲芯为圆柱体，所述冲芯的端头具有弧形端面，所述冲芯的直径与所述预制弯管的内径一致，所述成型夹模包括上模和下模，所述下模的上表面凹陷形成一个半U形槽，所述半U形槽的纵截面为半圆形，所述上模与下模结构相同且对称，所述上模设置在下模的正上方，所述上模上的半U形槽与下模上的半U形槽相接形成容纳所述预制弯管的包络型腔。

优选的，所述弧形端面的弯曲半径与所述冲芯的直径的比值为第一相对弯曲半径，所述第一相对弯曲半径为0.6-0.8。

优选的，所述预制弯管的弯曲半径与外径的比值为第二相对弯曲半径，所述第二相对弯曲半径为1.5以上。

优选的，所述半U形槽分为弯曲部位和直线部位，所述直线部位包括夹持段和推制段，所述夹持段与所述推制段分别位于所述弯曲部位的两端，所述夹持段与所述预制弯管夹紧配合，所述弯曲部位包括内侧弧面和外侧弧面，所述内侧弧面与外侧弧面通过平面连接，所述内侧弧面的弯曲半径与所述预制弯管外径的比值为第三相对弯曲半径，所述第三相对弯曲半径与第二相对弯曲半径相同，所述外侧弧面的弯曲半径与所述预制弯管的外径比值为第四相对弯曲半径，所述第四相对弯曲半径与第一相对弯曲半径相同。

一种小半径弯曲管件的加工方法，至少包括如下步骤：

步骤1、使用绕弯式弯管机将初始管材绕弯，得到第二相对弯曲半径为1.5以上的预制弯管；

步骤2、将步骤1得到的预制弯管，放入下模的半U形槽中；

步骤3、合上上模，夹紧预制弯管；

步骤4、使用冲头推制预制弯管，得到小半径弯曲管件，所述小半径弯曲管件的弯曲半径与管件外径的比值为第五相对弯曲半径，所述第五相对弯曲半径与第四相对弯曲半径相同；

步骤5、打开上模，取出小半径弯曲管件。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供的小弯曲半径管件的加工装置及方法，避免了推弯成型过程中由于内部压力不均引起的凹陷起皱的缺陷，且本发明提供的小弯曲半径管件的加工装置及方法消除了现有技术中加工的小半径弯曲管件相对弯曲半径过大、管件容易破裂、管件有凹陷、管件内壁容易起皱以及弯曲部位变形量过大等缺点，本发明通过使用相对弯曲半径较小的冲头推制管件，使管件的弯曲半径变小，从而降低管件的相对弯曲半径，使管件的相对弯曲半径能达到0.6-0.8，本发明提供的小弯曲半径管件的加工装置及方法简单可行，单人即可操作，提高加工效率的同时还降低了人工成本。

附图说明

图1为本发明提供的一种小半径弯曲管件的加工装置的结构示意图；

图2为本发明提供的一种小半径弯曲管件的加工装置中冲头的结构示意图；

图3为本发明提供的一种小半径弯曲管件的加工装置中成型夹模的结构示意图；

图4为本发明提供的一种小半径弯曲管件的加工装置中预制弯管的结构示意图；

图5为本发明提供的一种小半径弯曲管件的加工方法推制后得到的小半径弯曲管件的结构示意图；

图6为本发明提供的一种小半径弯曲管件的加工方法的管件相对弯曲半径变化示意图；