[发明专利]一种双助推式薄壁管件大曲率无芯弯曲成形模具及其成形方法

说明书

技术领域

本发明属于管件弯曲成形技术领域，特别涉及一种双助推式薄壁管件大曲率无芯弯曲成形模具及其成形方法。

背景技术

现代社会对节能和环保要求越来越严格，结构轻量化产品越来越受重视。弯管具有结构合理、尺寸精确、强韧化和低能耗等优点，同时也与现代社会提出的轻量(中空结构)、强环保等要求相吻合，被广泛应用于航空航天、船舶、汽车及锅炉等行业。目前，通过有芯或者无芯弯曲弯制相对弯曲半径较大(大于2.5)的钢管基本都可以达到较理想效果，但相对弯曲半径太大不能节省使用场合所占空间。相对弯曲半径较小(1.0～1.5)的管材虽然很大程度上节省使用场合所占空间，但由于技术条件限制，弯制相对弯曲半径过小的管材极易出现外侧壁过度减薄、内侧壁起皱以及截面过度瘪化等缺陷，使得弯管件成品率较低，现阶段钢管有芯弯曲可以弯制最小相对弯曲半径1.1～1.3之间的管材，而无芯弯曲相比有芯弯曲难度较大，据资料可查通过现在已有的技术弯制薄壁钢管，最小相对弯曲半径(目前生产中最常用的简易机架尾部助推装置条件下)为1.5～2.0，相对弯曲半径R/D(R–弯曲半径，D–钢管外径)越小，弯管外侧壁厚减薄率越大，内外侧壁厚越不均匀，且截面畸变也越严重。钢管沿轴向前进过程中与压力模和防皱模内凹槽面均产生一定滑动摩擦，弯曲模转动时需有一个附加切向拉应力来平衡管坯进给方向上摩擦反力，与此同时附加切向拉应力加大了钢管外侧减壁程度，同时缓解了内侧壁厚增厚程度，钢管内外侧壁厚均匀度较差。其他弯曲条件相同情况下，使用有芯棒弯曲时虽然可以在一定程度上减轻薄壁圆管型腔被“压瘪”的程度，也可以弯制出相对弯曲半径较小的管材，但是同时也会过度增大外侧壁厚减薄程度，综合指标不理想。申请公布号为CN 104525740 A的发明创造中虽然提出了一种拉拔缠绕式小弯曲半径弯管模具及弯管方法，通过提出一种滑槽和非对称弯曲模槽贴在一起的弯管模具槽，使得弯曲后相对弯曲半径达到1.1左右，椭圆度效应较小，但是该发明创造中没有明确提出是有芯还是无芯弯曲，也没有给出弯曲后管壁变化情况，但是管壁变化情况是弯曲质量一个很重要的指标，外侧壁厚减小过大必然降低弯管的承载能力和使用性能；内侧壁厚增大严重使得内侧壁表面不光滑，甚至有起皱现象，严重影响了其疏导能力。

发明内容

为了解决现有技术中存在的不足，解决现有薄壁管件无芯弯曲成形过程中弯曲难度较大、管件成品率较低的技术问题，克服现有技术条件在室温下进行薄壁管件大曲率(小弯曲半径)无芯弯曲成形的不足，提高相对弯曲半径为1.0～1.5之间的管材弯曲成形质量/成形极限，提供一种双助推式薄壁管件大曲率无芯弯曲成形模具及其成形方法。

本发明通过以下技术方案予以实现。

一种双助推式薄壁管件大曲率无芯弯曲成形模具，它包括弯曲模、镶模、夹持模、缓冲模、压力模、防皱模和助推模，其特征在于：

所述助推模安装于待弯曲管件的尾部位置处，所述助推模包括外助推模和内助推模，外助推模设置于待弯曲管件弯曲方向的外侧，内助推模设置于待弯曲管件弯曲方向的内侧，外助推模和内助推模与待弯曲管件管外壁的接触的面上分别对应设置有凹槽；

所述压力模和防皱模设置于待弯曲管件的中部，压力模设置于待弯曲管件弯曲方向的外侧，防皱模设置于待弯曲管件弯曲方向的内侧，防皱模上设置有与待弯曲管件的管壁相配合的凹槽，压力模与待弯曲管件的管壁的接触面上设置有压力模槽，压力模槽相对一侧的压力模表面设置为与机床相配合的装配面；所述压力模槽为弧形凹槽面，压力模槽底部设置为底部圆弧凹槽面，底部圆弧凹槽面的曲率半径为R_压底＝10.36～22.36mm，底部圆弧凹槽面的弧顶与压力模表面之间的距离为B_压＝18.62～40.62mm，底部圆弧凹槽面的两侧分别通过过渡圆弧凹槽面过渡连接，过渡圆弧凹槽面的曲率半径为R_压过＝25.82～55.93mm，过渡圆弧凹槽面的另一侧与压力模表面通过过渡圆角过渡连接，过渡圆角的曲率半径为R_压角＝1.0～2.0mm；