[发明专利]一种型材或管材的弯曲设备和方法

说明书

本发明属于型材或管材领域，具体来说是一种型材或管材的弯曲设备和方法。该设备的加载单元，用于将外围设备提供的弯曲成形力F施加到柔性填料单元上；轴向套，沿着具有型腔的型材或管材坯料进给方向放置在加载单元下游，具有与型材或管材坯料外轮廓相同形状的通孔，用于抱紧型材或管材；弯曲套，沿着具有型腔的型材或管材坯料进给方向放置在轴向套下游，具有与型材或管材弯曲成形件外轮廓相同形状的通孔，用于抱紧和约束型材或管材，使其发生弯曲变形。本发明设备和工艺柔性大，用柔性填料代替现有的刚性芯棒，从而对不同口径的管材无需加工不同尺寸规格的刚性芯棒，通过改变一组弯曲套的空间排布，可以实现不同曲线形状的弯曲件的加工。

技术领域

本发明属于型材或管材领域，具体来说是一种型材或管材的弯曲设备和方法。

背景技术

根据变形过程中工件的受力特点，具有型腔的型材，例如：管材的弯曲工艺主要有绕弯、压弯、拉弯、滚弯、推弯等。具有型腔的型材，例如：管材弯曲工艺的技术问题主要包括弯曲内侧轴向压缩变形导致的失稳起皱、弯曲外侧轴向拉伸变形导致的壁厚减薄甚至破裂、横截面形状畸变以及弯曲变形后的回弹。相对于普通壁厚的管材，上述技术难题在薄壁管弯曲变形中表现的更为突出。

此外，具有型腔的型材，例如管材弯曲变形需要考虑工艺和设备的柔性。工艺和设备能够适应不同材料、不同尺寸、不同弯曲曲线形状的管材弯曲变形。

弯曲设备上，现有技术主要为US 7,878,037。弯曲工艺上，现有技术主要为US 5,111,675。两者存在的技术问题：弯曲变形过程中，具有型腔的型材，例如管材型腔内部采用刚性芯棒支撑，以避免起皱和横截面形状畸变。此时，外围弯曲设备提供的弯曲成形力直接作用在型材或管材上而非芯棒上，导致此种工艺和设备无法实现薄壁管，尤其是相对壁厚(管材壁厚与外径的比值)小于0.03mm的超薄壁型材或管材弯曲变形。

发明内容

本发明的目的在于提供一种型材或管材的弯曲设备和方法，采用柔性填料充满型材或管材的型腔，外围弯曲设备提供的弯曲成形力直接作用在柔性填料上，柔性填料将弯曲成形力传递到薄壁型材或管材上，完成薄壁型材或管材的弯曲变形。

本发明的技术方案是：

一种型材或管材的弯曲设备，该设备包括：柔性填料单元、加载单元、轴向套和弯曲套，具体结构如下：

加载单元，用于将外围设备提供的弯曲成形力F施加到柔性填料单元上；轴向套，沿着具有型腔的型材或管材坯料进给方向放置在加载单元下游，具有与型材或管材坯料外轮廓相同形状的通孔，用于抱紧型材或管材；弯曲套，沿着具有型腔的型材或管材坯料进给方向放置在轴向套下游，具有与型材或管材弯曲成形件外轮廓相同形状的通孔，用于抱紧和约束型材或管材，使其发生弯曲变形。

所述的型材或管材的弯曲设备，轴向套和弯曲套分别是一个或一组。

所述的型材或管材的弯曲设备，轴向套和弯曲套固定在外围设备上，通过外围设备控制轴向套和弯曲套的位置和空间排布。

所述的型材或管材的弯曲设备，该设备用于具有型腔的薄壁型材或管材的弯曲变形，包括但不限于柔性填料单元充满型材或管材的型腔，柔性填料单元充满型材或管材的型腔，型材或管材的型腔的横截面是闭合的曲线或不闭合的曲线。

所述的型材或管材的弯曲设备，柔性填料单元是柔性介质，包括但不局限于颗粒、液体或气体。