專(zhuān)利名稱(chēng)：一種成形小角度彎曲管件擠壓面為不同曲面的成型裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及中、薄壁管材彎曲件的制備技術(shù)，特別是一種采用擠壓面為不同曲面的成型小角度彎曲管件的裝置。
背景技術(shù)：
隨著成型裝備及制造技術(shù)的發(fā)展，復(fù)雜形狀的管材彎曲件在工業(yè)領(lǐng)域特別是科技含量高的工業(yè)領(lǐng)域出現(xiàn)的越來(lái)越頻繁，如飛機(jī)、船舶、汽車(chē)的輸油，氣體管道，還有部分支架。因?yàn)槭褂脧澢芗嬖瓉?lái)的線(xiàn)材或者塑料管材，可以降低重量，提高耐用性能。隨著管材彎曲件的普遍應(yīng)用，人們對(duì)管材的彎曲質(zhì)量和成形工藝的要求也越來(lái)越高，傳統(tǒng)工藝方法如推彎，滾彎等生產(chǎn)的彎曲管件大多存在一些缺陷，如外側(cè)壁的減薄與破裂，內(nèi)側(cè)壁的增厚，起皺以及橫截面畸變等缺陷。并且對(duì)小角度彎曲管件，由于其角度的限制，在彎曲后回彈特別嚴(yán)重。實(shí)際彎曲時(shí)往往根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式加大彎曲角度，但由于材料、模具等的限制， 達(dá)不到較好的效果。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型目的是提供一種結(jié)構(gòu)合理、工藝簡(jiǎn)單、質(zhì)量可靠、壁厚均勻且不起皺、 橫截面無(wú)畸變，彎曲角度可控的小角度彎曲管件的擠壓成型裝置。本實(shí)用新型的技術(shù)方案一種成形小角度彎曲管件擠壓面為不同曲面的成型裝置，其特征在于包括模具成型部分、模具固定部分和導(dǎo)向部分；模具成型部分包括凹模、凸模、芯棒和擠壓塊，凹模的出料端為內(nèi)凸和內(nèi)凹的兩個(gè)曲面的組合，凸模由兩半圓環(huán)形柱體構(gòu)成(見(jiàn)附圖4)；模具固定部分包括下模板、凹模固定板、芯軸固定板、凸模固定板和上模板，下模板的中心設(shè)有出料口，模具成型部分位于凹模固定板內(nèi)，芯棒上端固定在芯軸固定板內(nèi)，芯棒下端位于凹模形出口處；導(dǎo)向部分包括導(dǎo)柱和導(dǎo)套，導(dǎo)柱固定在下模板上，導(dǎo)套固定在上模板上，導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間為動(dòng)滑動(dòng)，，保證模具在運(yùn)行時(shí)準(zhǔn)確定位。所述模具成型部分為不對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，即中心線(xiàn)兩邊部分不對(duì)稱(chēng)，一半為半圓，另一半為缺料半圓；凹模，凸模的中心線(xiàn)，坯料中心線(xiàn)與芯棒中心線(xiàn)之間無(wú)偏距，坯料為同心料。所述凹模出料端的曲面為球面、拋物面，曲面高度h為15mm 35mm，擠壓筒高度即凹模型腔內(nèi)圓柱形的高度H彡50mm。裝置成型彎曲管件壁厚3mm彡t彡0. 5mm。本實(shí)用新型的工作原理本實(shí)用新型通過(guò)擠壓面為不同曲面的成型裝置將金屬坯料擠壓成形，當(dāng)液壓機(jī)施壓作用于凸模上，坯料在凸模的作用下被擠入凹模曲面型腔內(nèi)，由于凹模曲面型腔一向內(nèi)凸一向內(nèi)凹，向內(nèi)凸的曲面對(duì)材料的向下流動(dòng)的阻力大于向內(nèi)凹的曲面，這種不平衡的阻力使得坯料在擠出過(guò)程中產(chǎn)生了一個(gè)不均勻的速度場(chǎng)。在宏觀(guān)上講，這個(gè)速度場(chǎng)導(dǎo)致坯料從凹模出口留出的材料體積的不同，從向內(nèi)凹的曲面一端流出的材料體積大于從向內(nèi)凸的一端流出的體積，同一水平面上，這部分多的體積材料將流向少的一端，導(dǎo)致管件的彎曲。 微觀(guān)上講，不均勻的速度場(chǎng)表現(xiàn)在材料流出時(shí)各質(zhì)點(diǎn)的流速不同，各材料質(zhì)點(diǎn)的速度差值導(dǎo)致了管坯在流出時(shí)的彎曲。通過(guò)控制對(duì)材料流動(dòng)阻力的大小，即改變凹模出料端曲面的形狀和凸凹程度，可以控制坯料的不均勻的流場(chǎng)，從而成型小角度和大曲率半徑的微彎管材彎曲件。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是在管材彎曲件的擠壓成型裝置中，模具成型部分的凹模與凸模、芯軸中心線(xiàn)在一條直線(xiàn)上，模具裝配方便易于調(diào)整。通過(guò)改變凹模出料端曲面的形狀和凸凹程度來(lái)制備管材彎曲件，該裝置結(jié)構(gòu)合理、工藝簡(jiǎn)單，管材彎曲件壁厚均勻且不起皺、橫截面無(wú)畸變，質(zhì)量可靠，具有廣泛的應(yīng)用前景。

圖1中，l-a，l_b為本發(fā)明的裝配結(jié)構(gòu)示意圖。圖2中，2-a，2_b為本發(fā)明的上模結(jié)構(gòu)示意圖。圖3中，3-a，3_b為本發(fā)明的下模結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為典型零件立體圖。圖1-3中1.上模板 2.螺釘-1 3.凸模固定板 4.圓柱銷(xiāo)_1 5螺釘_2 6.凸模1、2 7.導(dǎo)套8.螺釘-3 9芯軸 10.芯軸固定板 11.螺釘-4 12.凹模固定板13.螺釘-5 14.下模板15.圓銷(xiāo)釘2 16.凹模鑲塊1、2 17.坯料18.圓銷(xiāo)釘-3 19.凹模鑲塊3、4 20.擠壓塊21.頂出螺釘22.導(dǎo)柱；圖4中圖4-a凹模鑲塊1 ；圖4_b凹模鑲塊2 ；圖4_c凹模鑲塊組合；圖4_d坯料； 圖4-e擠壓塊；圖4-f凸模；圖4-g芯軸。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1 一種成形小角度彎曲管件擠壓面為不同曲面的成型裝置，包括模具成型部分、模具固定部分和導(dǎo)向部分；模具成型部分包括凹模鑲塊16和19，芯軸9和擠壓塊20，凹模鑲塊1、2拼合后通過(guò)螺釘-1和銷(xiāo)釘-3固定在凹模鑲塊3、4上，凸模由兩半圓環(huán)狀柱體通過(guò)螺釘2固定于凸模固定板3上，凹模鑲塊組成的凹模，芯軸和兩個(gè)凸模的幾何中心線(xiàn)在模具裝配后位于同一條直線(xiàn)；模具固定部分包括上下模板1、14，通過(guò)螺釘和壓塊固定于壓力機(jī)臺(tái)面上，凹模固定板12和下模板14通過(guò)螺釘13和銷(xiāo)釘15緊固和定位，凸模固定板3和上模板1通過(guò)螺釘5和銷(xiāo)釘4緊固和定位；芯軸固定板10和凹模固定板12通過(guò)螺釘11緊固， 芯軸固定板10與凹模固定板12之間為過(guò)渡配合，為方便芯軸固定板拆卸方便，又設(shè)置頂出螺釘21 ；模具加壓部分為凸模和擠壓快，液壓機(jī)上臺(tái)面攜帶模具上模下行時(shí)，首先凸模進(jìn)入芯軸固定板，模具導(dǎo)柱和導(dǎo)套之間為小間隙配合，保證凸模的準(zhǔn)確滑入，凸模與擠壓塊接觸后，擠壓塊擠壓坯料，使之產(chǎn)生塑性變形。本實(shí)施例中，彎管的內(nèi)徑是20mm，壁厚是3mm，坯料為5052鋁合金，凹模出料端為球面，球面半徑為20mm，液壓機(jī)的壓力為100t，坯料中心有中心孔，溫度為室溫。本實(shí)施例的工作程序?yàn)榭傃b模具完成并固定于液壓機(jī)上后，將坯料17放入凹模鑲塊19和16中，芯棒9上端固定在芯軸固定板10上，芯棒9下端穿過(guò)擠壓塊20和坯料17位于凹模鑲塊16的出口端；上模板1承接液壓機(jī)的加載，通過(guò)凸模6作用于擠壓塊20上， 由于向內(nèi)凸的曲面的阻礙作用，從向內(nèi)凹的曲面一端流出的材料體積大于從向內(nèi)凸的一端流出的體積，形成出口處金屬流動(dòng)的不平衡，這種金屬流動(dòng)的不平衡性使得管材發(fā)生彎曲， 從而獲得我們所需要的管材彎曲件。 本實(shí)施例制備的管材彎曲件壁厚均勻且不起皺、橫截面無(wú)畸變，應(yīng)用前景廣闊。
權(quán)利要求1.一種成形小角度彎曲管件擠壓面為不同曲面的成型裝置，其特征在于包括模具成型部分、模具固定部分和導(dǎo)向部分；模具成型部分包括凹模、凸模、芯棒和擠壓塊，凹模的出料端為內(nèi)凸和內(nèi)凹的兩個(gè)曲面的組合，凸模由兩半圓環(huán)形柱體構(gòu)成；模具固定部分包括下模板、凹模固定板、芯軸固定板、凸模固定板和上模板，下模板的中心設(shè)有出料口，模具成型部分位于凹模固定板內(nèi)，芯棒上端固定在芯軸固定板內(nèi)，芯棒下端位于凹模形出口處；導(dǎo)向部分包括導(dǎo)柱和導(dǎo)套，導(dǎo)柱固定在下模板上，導(dǎo)套固定在上模板上，導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間為動(dòng)滑動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述成形小角度彎曲管件擠壓面為不同曲面的成型裝置，其特征在于所述模具成型部分為不對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，即中心線(xiàn)兩邊部分不對(duì)稱(chēng)，一半為半圓，另一半為缺料半圓；凹模，凸模的中心線(xiàn)，坯料中心線(xiàn)與芯棒中心線(xiàn)之間無(wú)偏距，坯料為同心料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述成形小角度彎曲管件擠壓面為不同曲面的成型裝置，其特征在于所述凹模出料端的曲面為球面、拋物面，曲面高度h為15mm 35mm，擠壓筒高度即凹模型腔內(nèi)圓柱形的高度H彡50mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述成形小角度彎曲管件擠壓面為不同曲面的成型裝置，其特征在于裝置成型彎曲管件壁厚3mm彡t彡0. 5mm。
專(zhuān)利摘要一種成形小角度彎曲管件擠壓面為不同曲面的成型裝置，涉及中、薄壁管材彎曲件的制備技術(shù)。通過(guò)擠壓面為不同曲面的成型裝置將金屬坯料擠壓成形，此成型裝置包括模具成型部分、模具固定部分和導(dǎo)向部分。通過(guò)改變凹模出料端曲面的形狀和凸凹程度來(lái)制備管材彎曲件，該裝置結(jié)構(gòu)合理、工藝簡(jiǎn)單，管材彎曲件壁厚均勻且不起皺、橫截面無(wú)畸變，質(zhì)量可靠，具有廣泛的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)B21C23/21GK201930977SQ201020588069
公開(kāi)日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2010年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月3日
發(fā)明者宋繼順, 封志龍, 馬敘, 馬靜云 申請(qǐng)人:天津理工大學(xué)