本发明专利技术公开了一种两端带直段的大直径薄壁小弯曲半径弯管及其液压成形装置和成形方法，属于薄壁管材弯管技术领域。该弯管成形工艺流程为：准备直管坯‑数控弯管‑弯管坯放入模具并合模‑推头进给‑充液加压‑取管‑切割。该方法同时具有数控弯管和液压成形弯管的优势，对于两段具有长直段、小弯曲半径的弯管具有良好的成形效果。液压成形工序的模具采用带有阻尼筋的镶块结构，避免了传统方法成形两端带直段的小弯曲半径管所产生的外侧破裂和内侧起皱的问题。该方法流程简单，效率高，所生产的零件减薄率低。
【技术实现步骤摘要】
两端带直段的大直径薄壁小弯曲半径弯管及其液压成形装置和成形方法
本专利技术涉及薄壁管材弯管
，具体涉及一种两端带直段的大直径薄壁小弯曲半径弯管的液压成形装置和成形方法。
技术介绍
弯管成形普遍采用数控弯管、球推弯管、充液弯管和半壳拉深后拼焊等工艺方法。数控弯管工艺弯曲半径R一般都在(为管径)，当弯曲半径时，数控弯管效率低，零件可靠性差，弯头内壁有划伤，口部易椭圆，弯曲半径时，不能弯曲。球推弯管工艺效率低，可靠性差，虽然可以成形弯曲半径的弯管，但是不能成形两端带有20mm以上直段的弯管，弯曲半径且管壁厚度低于1.5mm时内侧易起皱。充液弯管工艺虽然可以成形弯曲半径的弯管，但是模具会随着弯管两端直段长度的增加而增加，外R的减薄也随之增加，会出现起皱、屈曲、破裂等缺陷。半壳拉深加拼焊的弯管工艺采用分体制造的方法，先使用板料成形弯管的一半，然后焊接成形，该方法效率低，零件尺寸精度和可靠性差。
技术实现思路
为克服成形薄壁弯管时存在的上述不足之处，本专利技术的目的在于提供一种两端带直段的大直径薄壁小弯曲半径弯管的液压成形装置和成形方法，该成形装置和成形方法兼具数控弯管和液压成形弯管工艺的优势，对于两端具有长直段、小弯曲半径的弯管具有良好的成形效果。为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：一种带直段的大直径薄壁小弯曲半径弯管，所述弯管产品两端均具有超过20mm的直段，弯管外径≥95mm，0.8mm≤弯管壁厚≤2mm，0.5倍的弯管直径≤弯管的弯曲半径≤弯管直径；弯管的弯曲角度为90°～170°。所述弯管产品两端直段长度相等或不相等，所述弯管可以只有一个弯，也可以有多个弯。用于所述带直段的大直径薄壁小弯曲半径弯管的液压成形装置，包括上模具、下模具、上固定板、下固定板、带有阻尼筋的镶块、左推头和右推头；其中：所述上模具和下模具的内表面分别开设内凹槽，合模后两个内凹槽形成模具型腔，型腔内放置弯管坯；所述型腔周向对应于弯管产品两端直段的位置均设有带有阻尼筋的镶块，所述带有阻尼筋的镶块用于对型腔中放置的弯管坯实施固定；所述上固定板和下固定板分别设于上模具的上方和下模具的下方；所述左推头和右推头与型腔中放置的弯管坯的两个端部分别对接，用于向弯管坯的两个端部施加轴向压力同时实现对型腔的密封。所述型腔的结构与所需成形弯管产品形状相适应，型腔两端口为开放式结构；所述弯管坯放入型腔并合模后，弯管坯的两端到型腔两端口的距离为1-2cm。所述左推头和右推头分别伸入型腔两端口并与型腔中放置的弯管坯的两个端部相接，所述左推头和右推头的直径与型腔两端口的内径相等，从而使得伸入型腔两端口的部分与端口处的内表面能够紧密接触，实现对型腔的密封。所述带有阻尼筋的镶块包括设置在上下模具上的左阻尼筋镶块和右阻尼筋镶块，左阻尼筋镶块和右阻尼筋镶块均设有内凹面，上下模具合模后，上下模具上的左阻尼筋镶块的内凹面配合夹持弯管坯的一端直段，上下模具上的右阻尼筋镶块的内凹面配合夹持弯管坯的另一端直段。所述左阻尼筋镶块和右阻尼筋镶块的内凹面上均设置2-4个阻尼筋，所述阻尼筋为长方形、正方形、圆形、椭圆形或菱形凸起；所述凸起的高度为1mm-5mm。所述左阻尼筋镶块和右阻尼筋镶块的内凹面的形状与弯管坯外径相适应；阻尼筋的形状、数量、分布位置可根据管坯材料、弯曲半径等因素设计。利用所述液压成形装置进行的带直段的大直径薄壁小弯曲半径弯管的成形方法，流程依次为：准备直管坯-数控弯管-弯管坯放入模具并合模-推头进给-充液加压-取管-切割，具体包括如下步骤：(1)准备直管坯：直管坯外径要小于弯管成品的外径，直管坯壁厚要大于等于弯管成品的壁厚，直管坯为有缝管或无缝管；(2)数控弯管：直管坯经数控弯管后，形成弯管坯；成形弯管坯需要调整弯曲半径、弯曲角度等弯管工艺参数，以保证弯管坯能够顺利放入液压成形模具之中；(3)放入模具并合模：将步骤(2)所得弯管坯放入液压成形装置的下模中，上模具向下移动，与下模具完全闭合，通过上下模具上的带阻尼筋的镶块对弯管坯两端直段的挤压作用，将弯管坯夹紧于上下模具之间；(4)推头进给：左推头和右推头分别沿弯管两端直段的轴线向模具内部方向运动，将弯管坯两端夹持于模具和推头之间，实现弯管坯两端的密封作用；(5)充液加压：对模具施加合模力，使得上下模具紧密贴合，对推头施加的轴向力，使得弯管坯两端和模具紧密贴合，这样弯管坯内部形成了一个密闭空间；液压系统通过推头内的进液通道向弯管坯内部充液，并逐渐提高液体压力，使弯管坯在液体压力的作用下逐渐变形并贴模，形成液压成形管坯；(6)开模取管：开模后，将液压成形管坯取出；(7)切割：将液压成形管坯两端无用的部分切割，剩余中间部分即为最终弯管产品。上述步骤(2)中，弯管坯的弯曲半径R为：1.1D≤弯管坯弯曲半径R≤1.5D，D为弯管坯外径；弯管坯的胀幅为10-23％，所述弯管坯的胀幅＝(弯管产品外径-弯管坯外径)/弯管坯外径；胀幅低于10％容易起皱，胀幅超过23％外R破裂。上述步骤(3)中，将弯管坯放入液压成形装置的下模中时，使弯管坯的内R与模具型腔内R(模具型腔内R是指弯管成品内R对应的模具型腔内的位置)相接触为最佳状态，满足弯管坯不能露出模具型腔外的前提下尽可能的让弯曲半径R越大越好。本专利技术的优点和有益效果如下：1、本专利技术成形过程中，上模向下移动，与下模完全闭合，由于上下模均设有带阻尼筋的镶块，通过上下模具的带阻尼筋的镶块对弯管坯两端的挤压作用，将弯管坯夹紧于上下模具之间，实现固定。2、本专利技术液压成形工序的模具采用带有阻尼筋的镶块结构，镶块上的阻尼筋高度设计为1mm-5mm，成形时如不采用阻尼筋、或者阻尼筋的高度过高或过低均会导致弯管产品出现起皱。3、本专利技术在成形过程中，毛坯弯管的弯曲半径R为：1.1D≤弯曲半径R≤1.5D，D为毛坯弯管外径；将弯管坯放置于模具型腔中时，应使毛坯管内R与模具型腔内R刚刚接触，为最佳状态，满足毛坯管不能露出模具型腔外的前提下尽可能的让弯曲半径R越大越好。4、本专利技术中，毛坯管胀幅为10-23％，胀幅高于23％弯管外R易破裂，胀幅低于10％则弯管内R易起皱。5、本专利技术弯管成形方法流程简单，效率高，零件减薄率低；零件能够实现批量生产，成品率高。附图说明图1为弯管成品参数示意图；其中：是弯管产品直径，R是弯管弯曲半径，α是弯管角度，L1和L2分别是两端直段长度，并定义了弯管内侧和外侧。图2为下模具和推头。图3为带圆形阻尼筋的镶块。图4为带长方形阻尼筋的镶块。图5为直管坯。图6为弯管坯。图7为弯管坯放入下模示意图。图8为合模示意图。图9为推头进给示意图。图10为充液加压并开模后的示意图。图11为液压成形后的管坯。图12为切割后的终成形零件。图13为两个弯的弯管坯。图14为两个弯的弯管坯放入两个弯下模本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种带直段的大直径薄壁小弯曲半径弯管，其特征在于：所述弯管产品两端均具有超过20mm的直段，弯管外径≥95mm，0.8mm≤弯管壁厚≤2mm，0.5倍的弯管直径≤弯管的弯曲半径≤弯管直径；弯管的弯曲角度为90°～170°。/n
【技术特征摘要】
1.一种带直段的大直径薄壁小弯曲半径弯管，其特征在于：所述弯管产品两端均具有超过20mm的直段，弯管外径≥95mm，0.8mm≤弯管壁厚≤2mm，0.5倍的弯管直径≤弯管的弯曲半径≤弯管直径；弯管的弯曲角度为90°～170°。
2.根据权利要求1所述的带直段的大直径薄壁小弯曲半径弯管，其特征在于：所述弯管产品两端直段长度相等或不相等，所述弯管可以只有一个弯，也可以有多个弯。
3.根据权利要求1所述的带直段的大直径薄壁小弯曲半径弯管的液压成形装置，其特征在于：该液压成形装置包括上模具、下模具、上固定板、下固定板、带有阻尼筋的镶块、左推头和右推头；其中：所述上模具和下模具的内表面分别开设内凹槽，合模后两个内凹槽形成模具型腔，型腔内放置弯管坯；所述型腔周向对应于弯管产品两端直段的位置均设有带有阻尼筋的镶块，所述带有阻尼筋的镶块用于对型腔中放置的弯管坯实施固定；所述上固定板和下固定板分别设于上模具的上方和下模具的下方；所述左推头和右推头与型腔中放置的弯管坯的两个端部分别对接，用于向弯管坯的两个端部施加轴向压力同时实现对型腔的密封。
4.根据权利要求3所述的带直段的大直径薄壁小弯曲半径弯管的液压成形装置，其特征在于：所述型腔的结构与所需成形弯管产品形状相适应，型腔两端口为开放式结构；所述弯管坯放入型腔并合模后，弯管坯的两端到型腔两端口的距离为1-2cm。
5.根据权利要求4所述的带直段的大直径薄壁小弯曲半径弯管的液压成形装置，其特征在于：所述左推头和右推头分别伸入型腔两端口并与型腔中放置的弯管坯的两个端部相接，所述左推头和右推头的直径与型腔两端口的内径相等，从而使得伸入型腔两端口的部分与端口处的内表面能够紧密接触，实现对型腔的密封。
6.根据权利要求3所述的带直段的大直径薄壁小弯曲半径弯管的液压成形装置，其特征在于：所述带有阻尼筋的镶块包括设置在上下模具上的左阻尼筋镶块和右阻尼筋镶块，左阻尼筋镶块和右阻尼筋镶块均设有内凹面，上下模具合模后，上下模具上的左阻尼筋镶块的内凹面配合夹持弯管坯的一端直段，上下模具上的右阻尼筋镶块的内凹面配合夹持弯管坯的另一端直段。
7.根据权利要求6所述的带直段的大直径薄壁小弯曲半径弯管的液压成形装置，其特征在于：所述左阻尼筋镶块和右阻尼筋镶块的...
【专利技术属性】
技术研发人员：王国，马彦，姚峰，王中海，
申请(专利权)人：王国，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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