一种管材冷弯用模具及冷弯方法技术

本发明专利技术涉及一种管材冷弯用模具及冷弯方法，其中的管材冷弯用模具包括若干沿管材轴向依次布置的模芯，相邻的模芯通过弹性链连接，模芯的顶面和底面均为与管材内壁适配的弧面。本发明专利技术将模芯放入待弯管材内，利用模芯的支撑减小管材弯折处的内凹变形，各模芯之间通过弹性链连接，方便向管材内装入，牵拉一端的模芯即可带动其余模芯装入，弹性链处于自然状态时，实现模芯间距的固定，方便对模芯进行定位，利用弹性链的可伸长特性，满足冷弯时模芯间距的变化要求；将模芯的顶面和底面设为弧面，一方面避免模芯倾倒，另一方面通过增大与管材的接触面积，使成型后管壁更平滑，减小应力集中。

【技术实现步骤摘要】
一种管材冷弯用模具及冷弯方法
本专利技术涉及管材冷弯
，尤其涉及到核电用大直径冷却管的冷弯，具体为一种管材冷弯用模具及冷弯方法。
技术介绍
对管材进行冷弯是常见的一种加工方式，可以满足管材的多种使用要求，而且效率较高。对于工作人员可以进出的核电用大直径冷却管来说，对弯折处的管材内径要求较高，以满足液体流量要求，如果使用现有的弯折装置进行冷弯成型，弯折处的管壁向内凹陷严重，从而大幅缩小了内部通径，无法正常使用。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提供一种管材冷弯用模具，对管材弯折处进行支撑，达到减小管材内凹变形的目的。本专利技术是通过如下技术方案实现的，提供一种管材冷弯用模具，包括若干沿管材轴向依次布置的模芯，相邻的模芯通过弹性链连接，模芯的顶面和底面均为与管材内壁适配的弧面。本方案在使用时，将模芯放入待弯管材内，利用模芯的支撑减小管材弯折处的内凹变形，各模芯之间通过弹性链连接，方便向管材内装入，牵拉一端的模芯即可带动其余模芯装入，弹性链处于自然状态时，实现模芯间距的固定，方便对模芯进行定位，利用弹性链的可伸长特性，满足冷弯时模芯间距的变化要求；将模芯的顶面和底面设为弧面，一方面避免模芯倾倒，另一方面通过增大与管材的接触面积，使成型后管壁更平滑，减小应力集中。作为优化，模芯内填充有弹性球。本优化方案通过填充弹性球，在模芯受压时，弹性球发生微小变形后形成对模芯壳体的支撑，起到减小管材变形的作用，将弹性球取出后，失去对模芯壳体的支撑，便于模芯取出；本优化方案的弹性球的材质可采用为碳化硅，受压后的变形量较小，失去压力后可迅速恢复，以便重复使用，并且有利于提高填充的密实程度。作为优化，所述模芯包括通过支撑管连通的上模壳和下模壳，支撑管的侧壁上设有弹性球通过口，以及将弹性球通过口封堵的堵头。本优化方案的设置，方便从弹性球通过口向上模壳、下模壳和支撑管内填充弹性球，通过设置堵头，避免弹性球自行滚出。作为优化，弹性球通过口处设有与支撑管固接的弹性球通过管，所述堵头上设有与弹性球通过管螺纹连接的螺纹盲孔。本优化方案的堵头结构简单，而且安装和拆卸方便。作为优化，所述弹性链包括若干链节，所述链节包括固接为一体的前侧板和后侧板，以及一端穿设至前侧板和后侧板之间的连接杆，连接杆的另一端与后方相邻链节的前侧板固接，连接杆伸至前侧板和后侧板之间的一端设置限位台，限位台与后侧板之间设有弹簧。本优化方案的链节依次连接形成弹性链，弹性链受到拉力时，连接杆压缩弹簧，使相邻两链节的间距增大，实现伸长，失去拉力后，弹簧回弹，弹性链长度恢复，由于每一链节均设有弹簧，大幅提高了弹性链的弹力。作为优化，连接杆与后方相邻链节的前侧板通过螺纹连接。本优化方案的连接杆与前侧板螺纹连接，方便了相邻链节的连接，而且拆卸方便。作为优化，所述前侧板为球面。本优化方案将前侧板设置为球面，一方面提高了链节的结构强度，另一方面，增大了前一链节的后侧板两端与后一链节的前侧板两端的距离，避免弹性链弯曲时两相邻链节干涉。本方案还提供一种使用上述管材冷弯用模具进行的冷弯方法，包括如下步骤：S1、将模具从待弯管材的一端放入，并牵拉至折弯位置，使弹性链处于自然状态，实现对相邻模芯的定位，前后两端的模芯分别通过定位装置与待焊管材的两端相对固定；S2、将装有模具的待弯管材放于压力机下模，通过压力机上模的下压，对待焊管材进行弯折，弯折过程中，利用模芯和弹性球的作用限制管材折弯处的内凹变形，利用链节中的弹簧受压变形，使弹性链伸长，满足弯折过程中相邻模芯下端间距变大的要求；S3、弯折定型后，拆下最外端模芯上的堵头，将其内部的弹性球取出，使弹性球失去对模壳的支撑，从而使模壳与管材之间的压力变小，方便将模芯取出；S4、依次将剩余模芯从管材内取出。作为优化，压力机下模包括沿管材轴向分布的两支撑座，支撑座上设有与待弯管材外径适配的弧槽，支撑座通过水平设置的转轴与压力机主体转动连接，所述转轴与待弯管材垂直。本优化方案通过两支撑座对待弯管材进行支撑，通过设置弧槽，提高了支撑的稳定性，避免管材滚动；通过转轴的设置，使两支撑座可以随管材的弯折而发生转动，从而使管材在弯折过程中与支撑座保持相对固定，有利于对弯折长度的控制，同时避免管材与支撑座之间发生相对磨损和划伤。作为优化，两转轴间距的确定方法为：其中，θ为待弯管材的目标弯曲角度；L为两转轴中心点的距离；H为压力机上模中心到下模的垂直距离，通过本公式得到的转轴间距，使折弯成型段的长度更加准确。本专利技术的有益效果为：在管材内设置模芯进行支撑，减小了管材折弯处的内凹变形，将各模芯通过弹性链连接成串，方便模芯安装和间距控制，通过填充弹性形变较小的弹性球，在将弹性球取出后，方便模芯的取出。附图说明图1为本专利技术模具使用状态示意图；图2为模芯的主视图；图3为模芯的侧视图；图4为弹性链结构示意图；图5为冷弯初始状态图；图6为冷弯过程中状态图；图7为本专利技术管材冷弯过程应力变化示意图；图中所示：1、模芯，1.1、上模壳，1.2、支撑管，1.3、下模壳，1.4、弹性球，1.5、堵头，2、管材，3、弹性链，3.1、前侧板，3.2、限位台，3.3、后侧板，3.4、弹簧，3.5、连接杆，4、压力机上模，5、支撑座，6、转轴。具体实施方式为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。如图1所示一种管材冷弯用模具，包括若干沿管材2轴向依次布置的模芯1，模芯数量根据所要折弯处的长度确定，相邻模芯之间的间距不大于模芯轴向长度的1/2，相邻的模芯通过弹性链3连接，模芯的顶面和底面均为与管材内壁适配的弧面。模芯起到在直径方向上对管材的支撑作用，防止管道变形，本实施例模芯为中空结构，模芯内填充有弹性球1.4，弹性球的材质为碳化硅，受到一定的压力时，可发生微小变形，压力消失后，可迅速恢复至原始状态。具体的，模芯1包括通过支撑管1.2连通的上模壳1.1和下模壳1.3，支撑管的侧壁上设有弹性球通过口，以及将弹性球通过口封堵的堵头1.5，本实施例的堵头为一端封闭的螺母盖。上模壳的底面和下模壳的顶面均为平面，上模壳的顶面和下模壳的底面均为弧面，支撑管位于上模壳与下模壳之间，并且支撑管与上模壳的底面、下模壳的顶面垂直，支撑管的两端分别与上模壳内腔、下模壳内腔连通。弹性球通过口处设有与支撑管固接的弹性球通过管，所述堵头上设有与弹性球通过管螺纹连接的螺纹盲孔。使用前将弹性球通过弹性球通过管放入支撑管、上模壳和下模壳的内腔，并使弹性球填充密实，再通过堵头将弹性球通过管封堵，避免弹性球在管材弯折过程中滚出。弹性链的两端分别连接在相邻模芯的螺母盖上，弹性链包括若干链节，所述链节包括固接为一体的前侧板3.1和后侧板3.3，以及一端穿设至前侧板和后侧板之间的连接杆3.5，前侧板为球面，前侧板与后侧板之间形成空腔，连接杆3.5的另一端与其后方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种管材冷弯用模具，其特征在于：包括若干沿管材（2）轴向依次布置的模芯（1），相邻的模芯通过弹性链（3）连接，模芯的顶面和底面均为与管材内壁适配的弧面。/n

【技术特征摘要】
1.一种管材冷弯用模具，其特征在于：包括若干沿管材（2）轴向依次布置的模芯（1），相邻的模芯通过弹性链（3）连接，模芯的顶面和底面均为与管材内壁适配的弧面。


2.根据权利要求1所述的一种管材冷弯用模芯，其特征在于：模芯内填充有弹性球（1.4）。


3.根据权利要求2所述的一种管材冷弯用模具，其特征在于：所述模芯（1）包括通过支撑管（1.2）连通的上模壳（1.1）和下模壳（1.3），支撑管的侧壁上设有弹性球通过口，以及将弹性球通过口封堵的堵头（1.5）。


4.根据权利要求3所述的一种管材冷弯用模具，其特征在于：弹性球通过口处设有与支撑管固接的弹性球通过管，所述堵头上设有与弹性球通过管螺纹连接的螺纹盲孔。


5.根据权利要求1所述的一种管材冷弯用模具，其特征在于：所述弹性链包括若干链节，所述链节包括固接为一体的前侧板（3.1）和后侧板（3.3），以及一端穿设至前侧板和后侧板之间的连接杆（3.5），连接杆（3.5）的另一端与后方相邻链节的前侧板固接，连接杆伸至前侧板和后侧板之间的一端设置限位台（3.2），限位台与后侧板之间设有弹簧（3.4）。


6.根据权利要求5所述的一种管材冷弯用模具，其特征在于：连接杆与后方相邻链节的前侧板通过螺纹连接。


7.根据权利要求5所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：李霞，周亚洲，张华，仝阳，朱礼龙，张尚洲，
申请(专利权)人：烟台大学，
类型：发明
国别省市：山东;37