專利名稱：高壓彎頭壓彎和臥式整形方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種模壓成形方法，特別是用于高壓管彎頭的模壓成形方法。
背景技術(shù)：
彎頭是管系中突出的薄弱環(huán)節(jié)，管道的可靠性主要由彎頭的工作能力決定。目前， 高壓壓彎頭常用生產(chǎn)方法有3種推制、彎制與壓制。推制是最常見的生產(chǎn)方法，然而這種工藝方法無法實現(xiàn)帶直端彎頭的成形；彎制方法會使管坯的壁厚減薄，不宜生產(chǎn)曲率半徑較小的彎頭?，F(xiàn)有的內(nèi)支撐壓彎成形方法主要是將直徑與彎頭相等的直管毛坯加熱至 800°C，放在下模上，在管坯內(nèi)腔放入墊塊，同時在管坯兩端內(nèi)放置堵頭，為了保證墊塊和堵頭的位置，主要依靠人工操作，壓制完成后，用鋼球通過彎頭的內(nèi)腔進(jìn)行過球矯圓。因此該壓彎成形方法存在以下不足1、模具附件多，壓制前期準(zhǔn)備工作繁瑣，生產(chǎn)效率低。2、一般需要操作人員在兩人以上，且在高溫環(huán)境下工作時間較長。3、該方法也不適用于帶直端彎頭的生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種模具簡單、操作方便、生產(chǎn)效率高、可生產(chǎn)各種帶直端和不帶直端高壓彎頭的高壓彎頭壓彎和臥式整形方法。本發(fā)明主要采用熱彎曲和熱減徑整形。具體方法如下
1、下料根據(jù)彎頭產(chǎn)品的尺寸規(guī)格，取周向壓縮系數(shù)5 ,依據(jù)不同的彎頭尺寸，δ的取
值在0.05、. 09之間，于是管坯外徑為彎頭公稱直徑的(1+句倍，壁厚與彎頭相同。根據(jù)上
述數(shù)值計算得到管坯的幾何尺寸，然后下料。最好管坯下料縱向截面為梯形，其中管坯縱向截面尺寸按彎頭展開尺寸計算得到。2、熱彎曲將直管毛坯加熱至奧氏體組織后，置于預(yù)熱至200°C -300°C彎曲模具的凹模上，當(dāng)管坯下料縱向截面為梯形時，要使兩端斜面向上。凸模隨壓機上橫梁下行至凸凹模閉合，進(jìn)行壓制彎曲變形，使得管坯整體彎曲的同時其截面變?yōu)闄E圓形狀。最好彎曲模具閉合后，垂直于軸線的形腔截面為橢圓，橢圓的長軸為彎頭公稱直徑的1.2倍，短軸為彎頭公稱直徑的0. 8倍；為了避免管坯中部與凸模接觸區(qū)域發(fā)生塌陷，凸模中部的彎曲半徑為彎頭半徑的1.5-2.0倍。3、熱減徑整形將彎曲后初步成形的管坯臥放于預(yù)熱至200°C -300°C且型腔尺寸與彎頭外壁尺寸相同的整形模具的凹模腔內(nèi)，此時管坯截面橢圓的長軸與整形凸模的運動方向相同。整形模具上下合模，使管坯產(chǎn)生周向壓縮，將管坯的橢圓截面整形成圓形截面， 當(dāng)管坯填充整形模具型腔時，其局部畸形便得到修復(fù)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點
1、本方法可用于生產(chǎn)帶直端和不帶直端的各種規(guī)格的高壓彎頭，彌補了傳統(tǒng)方法生產(chǎn)的局限性。2、本方法采用彎曲和整形兩套模具，不使用其他附件，操作簡單易行，提高了生產(chǎn)效率。3、整個工藝方法中所需的成形模具的幾何尺寸實現(xiàn)了參數(shù)化，縮短了模具設(shè)計和加工的周期。4、成形過程中只需要廣2名操作人員且不需要長時間處于高溫環(huán)境中。


圖1為本發(fā)明彎頭主視半剖尺寸規(guī)格示意圖。圖2為本發(fā)明毛坯主視半剖尺寸規(guī)格示意圖。圖3為本發(fā)明彎曲模具使用狀態(tài)立體示意圖。圖4為本發(fā)明彎曲模具閉合后的縱向剖面示意圖。圖5為圖4的A-A視圖。圖6為本發(fā)明壓彎后的管坯主視示意圖。圖7為本發(fā)明熱減徑整形模具使用狀態(tài)立體示意圖。圖8為本發(fā)明分段熱減徑整形模具使用狀態(tài)立體示意圖。
具體實施例方式例 1
圖1中，彎頭1產(chǎn)品的公稱直徑D=500mm、壁厚t=75mm，彎頭半徑R=500mm，彎頭角度 α =90°，直端長度l=100mm。取周向壓縮系數(shù)5 =0. 08，管坯外徑為540mm，壁厚與彎頭相同。該管坯下料縱向截面為梯形，如圖2所示，其中管坯縱向截面尺寸按彎頭展開尺寸計算得到。將直管毛坯加熱至奧氏體組織后，置于預(yù)熱至200°C彎曲模具的凹模2上，使兩端斜面向上，彎曲模具如圖3所示。凸模3隨壓機上橫梁下行至凸凹模閉合，進(jìn)行壓制彎曲變形， 使得管坯整體彎曲的同時其截面變?yōu)闄E圓形狀如圖6所示。上述彎曲模具閉合后，垂直于軸線的形腔截面為橢圓，橢圓的長軸a=600mm，短軸b=400mm;為了避免管坯中部與凸模接觸區(qū)域發(fā)生塌陷，凸模中部的彎曲半徑R’ =1. 8R=900mm, R’的區(qū)域為45°如圖4和圖5所示。將彎曲后初步成形的管坯臥放于預(yù)熱至200°C且型腔尺寸與彎頭外壁尺寸相同的整形模具的凹模腔內(nèi)，并且管坯截面橢圓的長軸與整形凸模的運動方向相同，如圖7所示。整形模具上下合模，使管坯產(chǎn)生周向壓縮，將管坯的橢圓截面整形成圓形截面，當(dāng)管坯填充整形模具型腔時，其局部畸形便得到修復(fù)。最終獲得所需的彎頭。例 2
由于在整形過程中需要的壓力較大，考慮到工廠生產(chǎn)條件的限制，在整形工藝中可使用分段整形方法，這樣就可以降低對設(shè)備噸位的要求。以生產(chǎn)公稱直徑D=500mm、壁厚 t=75mm，半徑R=500mm，角度α =90°，直端長度1=0的不帶直端彎頭為例。取周向壓縮系數(shù) 5 =0. 08，管坯外徑為MOmm，壁厚與彎頭相同。該管坯下料縱向截面為梯形，如圖2所示，其中管坯縱向截面尺寸按彎頭展開尺寸計算得到。熱彎曲過程與例1工藝方法和參數(shù)相同， 如圖3、圖4、圖5和圖6所示。將彎曲后初步成形的管坯右端三分之一的部分臥放于預(yù)熱至300°C且型腔尺寸與彎頭外壁尺寸相同的整形模具的凹模腔內(nèi)，整形模具沿管坯軸向的長度應(yīng)大于管坯的三分之一，截面橢圓的長軸與整形凸模的運動方向相同，如圖8所示。整形模具上下合模，使管坯右端三分之一的部分得到整形。上模具抬起，將管坯中部三分之一的部分放入模具，進(jìn)行中部整形；最后完成左端三分之一部分的整形。此實例中，分段整形力比整體整形力小三分之二左右。
權(quán)利要求
1.一種高壓彎頭壓彎和臥式整形方法，其特征在于(1)下料根據(jù)彎頭產(chǎn)品的尺寸規(guī)格，取周向壓縮系數(shù) δ , δ的取值在0. 05、. 09之間，于是管坯外徑為+句，壁厚與彎頭相同，根據(jù)上述數(shù)值計算得到管坯的幾何尺寸，然后下料；(2)熱彎曲將直管毛坯加熱至奧氏體組織后，置于預(yù)熱至200°C-300°C彎曲模具的凹模上，凸模隨壓機上橫梁下行至凸凹模閉合，進(jìn)行壓制彎曲變形，使得管坯整體彎曲的同時其截面變?yōu)闄E圓形狀；(3)熱減徑整形將彎曲后初步成形的管坯臥放于預(yù)熱至200°C-300°C且型腔尺寸與彎頭外壁尺寸相同的整形模具的凹模腔內(nèi)，管坯截面橢圓的長軸與整形凸模的運動方向相同，整形模具上下合模，使管坯產(chǎn)生周向壓縮，將管坯的橢圓截面整形成圓形截面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓彎頭壓彎和臥式整形方法，其特征在于管坯下料縱向截面為梯形，其中管坯縱向截面尺寸按彎頭展開尺寸計算得到。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高壓彎頭壓彎和臥式整形方法，其特征在于當(dāng)管坯下料縱向截面為梯形時，熱彎曲要將兩端斜面向上。
4.根據(jù)權(quán)利3所述的高壓彎頭壓彎和臥式整形方法，其特征在于彎曲模具閉合時，垂直于軸線的型腔截面為橢圓，橢圓的長軸為彎頭公稱直徑的1.2倍，短軸為彎頭公稱直徑的0. 8倍。
5.根據(jù)權(quán)利3所述的高壓彎頭壓彎和臥式整形方法，其特征在于彎曲模具凸模型腔中部的彎曲半徑為彎頭半徑的1. 5-2. 0倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓彎頭壓彎和臥式整形方法，其特征在于熱減徑整形可以采用整體整形和分段整形。
全文摘要
一種高壓彎頭壓彎和臥式整形方法，其主要是1、取外徑為，壁厚與彎頭相同的管坯下料；2、將直管毛坯加熱至奧氏體組織后，置于預(yù)熱至200℃-300℃彎曲模具的凹模上，凸模隨壓機上橫梁下行至凸凹模閉合，進(jìn)行壓制彎曲變形，彎曲模具閉合后，垂直于軸線的型腔截面為橢圓，橢圓的長軸為彎頭公稱直徑的1.2倍，短軸為彎頭公稱直徑的0.8倍；為了避免管坯中部與凸模接觸區(qū)域發(fā)生塌陷，凸模中部的彎曲半徑取彎頭半徑的1.5-2.0倍。使得管坯整體彎曲的同時其截面變?yōu)闄E圓形狀；3、將彎曲后初步成形的管坯臥放于預(yù)熱至200℃-300℃整形模具的凹模腔內(nèi)，管坯截面橢圓的長軸與整形凸模的運動方向相同，整形模具上下合模，使管坯產(chǎn)生周向壓縮，將管坯的橢圓截面整形成圓形截面。本發(fā)明大大提高了生產(chǎn)效率。縮短提高了模具設(shè)計和加工的周期。彎曲和整形模具簡單，易于操作，節(jié)省了大量的人力物力。
文檔編號B21D21/00GK102240716SQ201110148010
公開日2011年11月16日 申請日期2011年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月3日
發(fā)明者翟瑞雪, 趙軍, 馬瑞 申請人:燕山大學(xué)