[发明专利]一种双层管数控弯曲用模具及其成型方法

说明书

本发明公开了一种双层管数控弯曲用模具及其成型方法，模具包括阶梯排列的压力模、阶梯排列的夹持模、弯曲模、防皱模、辅助模和芯模，所述模具安装到弯管机上，采用数控弯曲技术弯曲双层管，过程中无需对双层管间隙密封填料，从而加快了制造效率，降低制造成本；其次本发明模具采用阶梯夹持方式，能够有效的对内、外层管进行夹持，避免弯曲过程中内层管的打滑现象，提高双层管件的成形质量；且采用的阶梯状压力模和辅助模能够有效的压紧内、外层管件，实现对内、外层管件的助推，改善弯曲塑性变形的材料流动。本发明构思巧妙，结构紧凑布局合理，制造精度高，工作效率快、能耗低，具有很高的工程利用价值。

技术领域

本发明涉及管材弯曲加工技术领域，尤其涉及一种双层管数控弯曲用模具及其成型方法。

背景技术

目前，高性能轻量化的薄壁导管构件，在航空、航天、航海和汽车制造领域的利用日益广泛。双层管得益于其间隙结构和两管之间低的传热系数，可望满足导管类零件对防泄漏和隔热等高功效的需求，已经展现了其相对于单壁类管件的优越性及广泛的利用前景。但是，传统的管材弯曲工艺，诸如数控绕弯、压弯、推弯和自由弯曲等方法大都针对于单壁管弯曲的形式，对于有间隙结构的双层管的整体弯曲，适用性不强。其中数控绕弯工艺是传统绕弯工艺结合数控技术而产生的一种先进管材弯曲成形技术，可满足弯管件对高精度、高效率和数字化加工的要求。然而若采用传统的数控弯曲模具的设置，即外模具(包括弯曲模、夹持模、防皱模、压力模)的设计按照外管尺寸和弯曲半径，芯模(包括芯棒和芯球)的设计按照内管的尺寸和弯曲半径，则在双层管整体弯曲过程中，夹持模无法对内管形成有效的夹持，压力模无法对内管形成有效的压紧力和助推，芯模无法对外管形成有效的支撑。上述原因会使得双层管弯曲过程中内管易打滑，由绕弯状态变为纯弯状态，引起内管扁化和起皱等缺陷，而内管的扁化或起皱同时使得外管内部支撑不足，引起外管的成形缺陷。因此迫切需要开发双层管所需数控绕弯模具装置。

通过检索国内外文献及专利，发现：目前已经拥有了双层管弯曲成形的方法和成形模具的介绍。在授权公告号为CN 101804429 A和CN 1583311A的发明专利中均提出了一种两层管间加入专用固态填充物的弯曲工艺。该方法将装配好的双层管一端制成扩口端，另一端作为封堵端，然后将内外层管组装焊接后进行弯曲，最后将固态填充物进行溶解后全部排出。上述方法所采用的填充介质虽可保证一定双壁间隙的支撑，但其融化、填充、融化及取出的过程复杂，制造周期长，能量消耗高，尤其对于大口径的双层管弯曲。在授权公开号为CN 105618532 A的发明专利中提出了一种双层管的间隙支撑单元，该支撑单元由连接成一串的多个支撑条组成，支撑条呈与内管半径相同的圆弧形状，在弯曲完成过后可以将其取出。该成形方法对内外层管间环形间隙起到了有效支撑，可以保证较好的成形质量。但上述发明专利采用的弯曲工艺并非数控绕弯，且内容均针对于双层管间隙的支撑方式，并未考虑到双层管的特有结构对其余工模具的影响。

在授权公告号为CN 203695746 U的发明专利中提出了一种同轴的双层管弯管模具，该模具弯曲模具部分凹槽设置为椭圆形，通过非正圆反变形原理，可以有效防止同轴双层管弯曲部分的变形。此发明专利虽考虑到了双层管弯曲成形过程中弯曲模和夹持模等型腔设计，但传统的单一型腔的设置难以对内外层管同时进行有效的夹持、助推以及支撑等，故其成形极限较低，成形精度难以保证，难以满足航空航天对导管的精度需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种双层管数控弯曲用模具，提高双层管件数控弯曲成形极限和成形精度，解决传统的单一型腔难以对内外层管同时进行有效的夹持、助推以及支撑等，其成形极限较低，成形精度难以保证的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明一种双层管数控弯曲用模具，包括阶梯排列的压力模、阶梯排列的夹持模、弯曲模、防皱模、辅助模和芯模；