[实用新型]一种小弯曲半径弯管模具

说明书

本实用新型提供一种小弯曲半径弯管模具，小弯曲半径弯管模具包括模具，所述模具通过弯管机的夹具夹持，并且模具与夹具之间隔离有绝缘垫；所述模具内设置空腔，所述空腔内容置管材，所述管材的两端分别安装电极，所述电极与脉冲电路之间电连接形成回路；本实用新型在原有的数控弯曲成形过程中引入脉冲电流并将成形过程合理的拆分为若干个子弯曲过程，其中每个子弯曲过程包含力加载步和脉冲电流加载步。本实用新型避免了电阻加热弯曲带来的加热效率低、耗时长、温度分布不均匀、管材表面氧化等问题，在加工过程中由于电致塑性效应，钛合金变形抗力小、塑性高、变形时不会呈现强烈的各向异性，提高难变形钛合金管材的弯曲成形极限和成形质量。

技术领域

本实用新型涉及管材数控加工及电流辅助加工成形领域，具体是一种用于脉冲电流异步加载辅助难变形弯管模具及弯管的弯曲方法。

背景技术

数控弯管工艺是传统弯管工艺结合数控技术而产生的一种先进管件弯曲成形技术，可以满足弯管件对高精度、高效率和数字化加工的要求，在航空、航天、航海、医疗等高科技领域占据了重要地位并展示了广阔的应用前景。钛合金弯管件质量轻并能承受较高的工作压力，应用于飞机液压、燃油、空调等管路系统，能够满足先进飞机研制对高性能、轻量化和高功效等方面的迫切需求。纯钛和TC4等钛合金材料具有良好的生物相容易，在人工骨骼、人工血管等领域有着广阔的应用前景。

然而，由于钛合金材料流动性差，塑性变形时常表现出强烈的各向异性和拉压不对称性，使得管材室温数控弯曲过程中极易出现破裂、起皱、壁厚过度减薄、截面过度扁化等问题，弯管件成品率低，只能进行大弯曲半径(弯曲半径R/管材直径D＞2)的弯曲成形，无法满足在航空、航天、航海、医疗等高科技领域小弯曲半径钛合金弯管的迫切要求。授权公告号为CN 201127971Y、CN 102527848B、CN 105537342B的专利通过在弯曲模具中增加加热孔，使用电阻加热模具，通过热传导使管材升温，实现数控热弯以提高管材的成形极限；电阻加热模具的能源消耗量大，且模具与机床间的热传导易影响机床的使用性能，降低机床的使用寿命；同时不均匀热传递导致管材弯曲区域温度分布和热弯合理温度分布出现差异，不利于提高管材弯曲成形质量/成形极限；且电阻加热耗时长，管材表面容易出现氧化，降低弯管件的成形质量；这些原因均不利于钛合金管小弯曲半径精确弯曲成形，严重制约钛管弯曲成形质量/成形极限提高。

实用新型内容

一种小弯曲半径弯管模具，包括模具，所述模具通过弯管机的夹具夹持，并且模具与夹具之间隔离有绝缘垫；所述模具内设置空腔，所述空腔内容置管材，所述管材的两端分别安装电极，所述电极与脉冲电路之间电连接形成回路；

可选地，所述模具包括压力模、防皱模、夹持模、弯曲模；其中压力模和防皱模对合，并且压力模与防皱模之间具有第一空腔；所述压力模的一侧安装夹持模，所述防皱模的一端安装弯曲模，夹持模与弯曲模对合，并且夹持模与弯曲模之间具有第二空腔；所述第一空腔与第二空腔位于一条水平线上，所述第一空腔与第二空腔内容置管材。

可选地，所述管材内容置有芯轴，所述芯轴的两端分别开设有插口，与压力模对应方向的插口内插入绝缘棒；靠近夹持模方向的插口内插入连杆，所述连杆内插入有芯球，所述芯球位于管材弯曲后的过渡部分。

可选地，所述防皱模、芯轴上分别均匀喷涂有润滑剂。

可选地，所述润滑剂为耐高温固体润滑膏或石墨润滑剂。

可选地，所述管材的材质为钛合金。

可选地，所述管材通过多次弯曲的方式弯曲成形。

可选地，所述多次弯曲的次数为1～18次。

本实用新型还包括一种弯管的弯曲方法，包括小弯曲半径弯管模具，管材的弯曲步骤如下：

(1)模具与弯管机的绝缘；在模具的装配面与弯管机连接面之间安装绝缘垫；

(2)装配与调试模具，并在防皱模、芯轴及芯球上均匀喷涂润滑剂；