一种用于缩小管坯截面周长的模具及加工管坯的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于缩小管坯截面周长的模具及加工管坯的方法，包括上模和下模，上模的截面包括上模本体和上模腔，上模腔的截面成弧状的曲线，曲线的跨度等于上模本体的宽度，下模的截面包括下模本体和下模腔，下模腔的截面成U字形结构，U字形结构包括下模上口和下模底部，下模上口的两侧为平行的线段，下模底部为弧形曲线A，弧形曲线A的跨度等于下模上口的间距，且等于曲线的跨度，本发明专利技术还提供了使用该模具进行加工的方法。本发明专利技术提供了一种新的模具及对应的加工方法，无需高温热处理即可对管坯材料进行加工而获得相同金相结构。管坯材料进行加工而获得相同金相结构。管坯材料进行加工而获得相同金相结构。

【技术实现步骤摘要】
一种用于缩小管坯截面周长的模具及加工管坯的方法


[0001]本专利技术涉及一种用于缩小管坯截面周长的模具及加工管坯的方法，属于管坯加工


技术介绍

[0002]管坯能充分利用材料的刚性，具有更好的抗弯性能和安全性能，被广泛应用在机械结构中。一般的管坯在不同位置所需的截面周长是不同的。当前有多种技术能实现零件截面周长的变化，如申请号为202110664990.9的专利申请，提出了一种将管坯局部缩短的方法，其不足是需要在管坯内部施加刚性支撑，对于长度超过1m的零件，该方法实施性变差，对于弯曲轴线零件刚性支撑无法进出而无法实施；而另一申请号为202210195399.8的申请提出了一种加热过程中缩周长的办法，高温对模具寿命以及操作人员的舒适性，带来很大的弊端。因此本领域技术人员一直在寻求一种适用于常温下快速缩小管坯周长的方法。

技术实现思路

[0003]本申请提供一种用于缩小管坯截面周长的模具及加工管坯的方法；其目的是为了能够在常温下，且在管坯内不填充支撑的状态下，对管坯进行缩短管坯周长的加工。
[0004]本专利技术是通过如下的技术方案解决上述技术问题：一种用于缩小管坯截面周长的模具，包括上模和下模，其特殊之处在于，所述上模的截面包括上模本体和上模腔，上模腔的截面成弧状的曲线，曲线的跨度等于上模本体的宽度；下模的截面包括下模本体和下模腔，所述下模腔的截面成U字形结构，所述U字形结构包括下模上口和下模底部，下模上口的两侧为平行的线段，下模底部为弧形曲线A，弧形曲线A的跨度等于下模上口的间距，且等于曲线的跨度。
[0005]在上述技术方案的基础上，本申请对上述技术方案，做出如下的完善及改进：进一步，所述曲线和弧形曲线A两端端点处的切线与下模上口的线段平行。
[0006]进一步，所述曲线的跨度不小于待加工管坯的直径。
[0007]进一步，所述模具沿轴向方向可以设置多个周长不同的上模腔和/或下模腔。
[0008]本专利技术模具采用缩小管坯截面周长加工管坯的方法包括以下步骤：步骤1，初始管坯选择，确定成品件各个截面的周长，找出其中的最大周长，根据最大周长选取管坯，并计算管坯的半径R，以及确定管坯的厚度t；步骤2，模具选择，根据成品件各部分截面的周长L，确定模具的上模腔和下模腔将对接时的模腔截面周长L0，L0大于L；上模腔的跨度等于2R，下模腔的跨度为2R，下模腔的上口间距为2R，下模底部为弧形曲线A的跨度为2R；步骤3，将上模和下模安装到压机上，将管坯放入下模腔内；步骤4，合模挤压成型。
[0009]本申请的优点在于，通过对模具内腔结构的设计，实现对上模和下模挤压工作时
对管坯受力的控制，保证管坯受力后，管坯与模具内腔贴合，各个部位的周长都能达到设计的长度。本申请的模具是将管坯周长在没有内部支撑和加热的情况下缩短，便于工程实施。
附图说明
[0010]图1为一种用于缩小管坯截面周长的模具的立体结构示意图；图2为图1所示模具的模腔截面结构示意图；图3为圆形管坯放入模腔内的受力示意图；图4为管坯压形过程中，分段受力示意图；图5为模腔内具有多个不同周长截面示意图；图6为采用实施例1的模具加工出来的管坯材料的金相组织；图7为图6管坯材料加工前的金相组织。
[0011]标记如下：上模
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1，上模本体
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1.1，上模腔
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1.2，曲线
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1.21；下模
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2，下模本体
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2.1，下模底部
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2.22，线段
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2.23；曲线段S
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101，直线段A
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102，直线段B
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103，曲线段G
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104。
具体实施方式
[0012]以下实施例结合图，仅是为了对权利要求书中所记载的技术方案加以说明，并非是对权利要求保护范围的限制。
[0013]实施例1结合图1
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2，一种用于缩小管坯截面周长的模具，包括上模1和下模2，上模1的截面包括上模本体1.1和上模腔1.2，上模腔1.2的截面成弧状的曲线1.21，曲线1.21的跨度等于上模本体1.1的宽度；下模2的截面包括下模本体2.1和下模腔2.2，所述下模腔2.2的截面成U字形结构，所述U字形结构包括下模上口2.21和下模底部2.22，下模上口2.21的两侧为平行的线段2.23；下模底部2.22为弧形曲线A；弧形曲线A的跨度等于下模上口2.21的间距，且等于曲线1.21的跨度；曲线1.21和弧形曲线A两端端点处的切线与下模上口2.21的线段平行；曲线1.21的跨度为待加工管坯的直径。
[0014]模具沿轴向方向可以设置多个周长不同的上模腔和/或下模腔，以适用于成品轴向上周长的变化。
[0015]上述模具通过如下步骤来实现对管坯周长的缩短：步骤1，初始管坯选择，确定成品件各个截面的周长，找出其中的最大周长，根据最大周长选取管坯，并计算管坯的半径R，以及确定管坯的厚度t；步骤2，模具选择，根据成品件各部分截面的周长L，确定模具的上模腔1.2和下模腔2.2将对接时的模腔截面周长L0，L0大于L；上模腔1.2的跨度等于2R，下模腔2.2的跨度为2R，下模腔2.2的上口间距为2R，下模底部2.22为弧形曲线A的跨度为2R；步骤3，将上模1和下模2安装到压机上，将管坯放入下模腔2.2内；步骤4，合模挤压成型。
[0016]实施例2结合图1
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5，以管坯为例说明其实施过程。
[0017]初始管坯选择：管坯的周长是依据成品最大截面周长确定；管坯的截面为圆形，半径为R、截面周长为L0；这里的成品是指管坯最终要加工成的产品，如成品可以指汽车的B柱。
[0018]结合图1，模具选择：用于缩小管坯截面周长的模具由上模1和下模2两部分组成；上模1内型面的截面为弧状曲线，曲线的跨度为2R，上模1宽度W为2R；下模2内型面的截面包括底部的弧状曲线A和两侧的线段2.23，弧状曲线A的连端和两侧的线段2.23相连接构成U型内型面；上模1和下模2接触，弧状的曲线1.21、弧状曲线A、两侧的线段2.23构成整个模腔，曲线1.21、弧状曲线A的曲率圆心需位于模腔内，即曲线躬向模腔外侧，曲线1.21、弧状曲线A端点处的切线需平行于线段2.23。
[0019]两侧的线段2.23平行，两者之间距离为2R，线段2.23平行于合模方向，保证能在下模腔内沿合模方向移动。弧状曲线的端部与线段2.23的上端点相接时，形成的模腔截面周长大于L0，关键是保证缩周长过程中管坯始终被包裹在模腔内，弧状曲线的端部与两侧线段2.23的下端点相接时，形成的模腔截面周长小于L0。
[0020]结合图2
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图4，以1/2管坯为对象来说明截面周长被压缩的力学原理：上模1沿合模方向向下移动与管坯接触，对管坯形成一个下压的力F1，与此同时下模2对管坯形成一个向上的力F2，F1和F2使管本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于缩小管坯截面周长的模具，包括上模（1）和下模（2），其特征在于，所述上模（1）的截面包括上模本体（1.1）和上模腔（1.2），上模腔（1.2）的截面成弧状的曲线（1.21），曲线（1.21）的跨度等于上模本体（1.1）的宽度；下模（2）的截面包括下模本体（2.1）和下模腔（2.2），所述下模腔（2.2）的截面成U字形结构，所述U字形结构包括下模上口（2.21）和下模底部（2.22），下模上口（2.21）的两侧为平行的线段，下模底部（2.22）为弧形曲线A，弧形曲线A的跨度等于下模上口（2.21）的间距，且等于曲线（1.21）的跨度。2.根据权利要求1所述的用于缩小管坯截面周长的模具，其特征在于，所述曲线（1.21）和弧形曲线A两端端点处的切线与下模上口（2.21）的线段平行。3.根据权利要求1所述的用于缩小管坯截面周长的模具，其特征在于，所述曲线（1.21）的跨...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙磊，初冠南，陈钢，张存生，刘培星，孟宪明，谢文才，
申请(专利权)人：初冠南，
类型：发明
国别省市：