[发明专利]一种超薄壁弯管旋弯成形方法及装置

说明书

本发明公开了一种超薄壁弯管旋弯成形方法及装置，包括推进机构(1)、压紧机构(2)、旋轮面外运动驱动机构、旋轮面内运动驱动机构、若干个旋轮(6)；若干个旋轮(6)的旋轮面在同一个圆平面内组成旋轮组，旋轮面内运动驱动机构用于驱动各个旋轮(6)在该圆平面内自转、公转和/或沿该圆平面的径向运动，旋轮面外运动驱动机构(3)用于驱动旋轮(6)所在的圆平面沿着一定轨迹运动，达到改变旋轮(6)的公转平面的目的。本发明通过改变旋轮的运动轨迹以及柔性芯棒的方向来改变管材的弯曲方向、弯曲半径，以实现超薄壁管材的空间三维弯曲，本发明方法简单可行，可以大幅度提高生产效率。

技术领域

本发明属于超薄壁管材先进制造技术领域，特别涉及一种超薄壁弯管旋弯成形方法及装置。

背景技术

对于管材的壁厚较薄(直径/壁厚≥20)，特别是直径与壁厚之比大于100的超薄壁管，既有较大的断面强度，又能够减轻零件的重量，还可以使材料的强度、刚度得到最大程度的展现，实现结构轻量化，超薄壁管在航空航天、船舶制造、工程机械、管道工程等领域有着广泛的需求。

随的各行各业的迅速发展，对超薄壁管的成形质量有着越来越高的要求，超薄壁管材弯曲成形是一项复杂的管材成形技术。传统的超薄壁管材成形工艺，由于管材弯曲时会造成管坯的较大变形量，容易造成失稳起皱、截面畸变以及管材破裂等成形缺陷的产生，管材的成形质量与成形精度很难达到要求。

发明内容

针对现有成形技术的局限性与不足，本发明提供了一种超薄壁弯管旋弯成形方法及装置，通过改变旋轮的运动轨迹以及柔性芯棒的方向来改变管材的弯曲方向、弯曲半径，以实现超薄壁管材的空间三维弯曲。

本发明的技术方案如下：

一种超薄壁弯管旋弯成形装置，包括推进机构(1)、压紧机构(2)、旋轮面外运动驱动机构、旋轮面内运动驱动机构、若干个旋轮(6)；若干个旋轮(6)的旋轮面在同一个圆平面内组成旋轮组，旋轮面内运动驱动机构用于驱动各个旋轮(6)在该圆平面内自转、公转和/或沿该圆平面的径向运动，旋轮面外运动驱动机构(3)用于驱动旋轮(6)所在的圆平面沿着一定轨迹运动，达到改变旋轮(6)的公转平面的目的。

所述的超薄壁弯管旋弯成形装置，旋轮面内运动驱动机构包括第一齿轮(4)、与第一齿轮(4)啮合的第二齿轮(10)，第一齿轮(4)上开设有和旋轮数量相同的移动滑槽(12)，旋轮(6)在移动滑槽(12)中根据设定沿第一齿轮()4径向进行运动，旋轮(6)还保持沿自身转轴进行自转，第一齿轮(4)中心设置用于管材(7)进入的通孔，第二齿轮(10)驱动第一齿轮(4)转动，各个旋轮围绕管材(7)公转。

所述的超薄壁弯管旋弯成形装置，旋轮面外运动驱动机构包括旋轮转盘(3)、蜗杆(11)，所述的第一齿轮(4)和第二齿轮(10)以及旋轮都安装固定在旋轮转盘(3)内部空腔中，旋轮转盘(3)底部设置和蜗杆配合的齿形，在蜗杆(11)的驱动下旋轮转盘(3)能够沿着一定轨迹运动，达到改变旋轮(6)的公转平面的目的。

所述的超薄壁弯管旋弯成形装置，第一齿轮(4)中心设置用于管材(7)进入的通孔的直径大于1.25倍管材直径。

所述的超薄壁弯管旋弯成形装置，所述旋轮(6)的个数为3个，它们之间的夹角为120度。

所述的超薄壁弯管旋弯成形装置，所述推进机构(1)推动管坯产生微小进给量Δ的数值相较于管材弯曲半径应很小。

所述的超薄壁弯管旋弯成形装置，还包括有设置在管材(7)内部的柔性芯模(8)，所述柔性芯模(8)的半径成一定锥度变化，并且大端半径略小于管坯半径以使喂料顺利进行；柔性芯模(8)在支撑管壁不发生塌陷的同时，被动跟随管材的弯曲方向和弯曲半径发生相应的变形和调整。

根据任一所述的装置进行超薄壁弯管旋弯成形方法，通过下列步骤来实现：