專(zhuān)利名稱(chēng)：一種大直徑薄壁鋁管的簡(jiǎn)易彎曲方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于管材彎曲加工領(lǐng)域，涉及到一種大直徑薄壁鋁管的簡(jiǎn)易彎曲方法，適用于大直徑變形鋁合金薄壁管件的簡(jiǎn)易高效彎曲成形。
背景技術(shù)：
變形鋁合金具有密度小、比強(qiáng)度高、塑性高、耐腐蝕等突出優(yōu)點(diǎn)，是管材彎曲領(lǐng)域中的常用結(jié)構(gòu)材料(鋁合金管簡(jiǎn)稱(chēng)鋁管)。航空航天彎管零部件正向輕量化和大型化方向發(fā)展，變形鋁合金的大直徑薄壁彎管應(yīng)用越來(lái)越廣泛。當(dāng)前，直徑超過(guò)Φ 150mm，徑厚比超過(guò)50的彎管很難采用常規(guī)拉彎以及數(shù)控彎管獲得，容易產(chǎn)生起皺、壓癟和開(kāi)裂等缺陷；采用數(shù)控彎曲成形方法需要采用專(zhuān)用彎曲設(shè)備和成套復(fù)雜模具，對(duì)于大直徑薄壁彎管，其模具制造成本高，特別不適合小批量彎管的彎曲成形。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決薄壁鋁管彎曲加工中易出現(xiàn)起皺、壓癟和開(kāi)裂等問(wèn)題，縮短制造周期，降低制造成本，提出了一種大直徑薄壁鋁管的簡(jiǎn)易彎曲方法。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種大直徑薄壁鋁管的簡(jiǎn)易彎曲方法，包括如下步驟I)在大直徑薄壁鋁管中填充芯料，所述芯料為融化的松香和細(xì)沙的混合物；2)冷卻填充芯料后的大直徑薄壁鋁管；3)將冷卻后的大直徑薄壁鋁管采用拉彎?rùn)C(jī)拉彎為彎管；4)去除彎管中的填充芯料；5)清洗彎管。所述大直徑薄壁鋁管采用如下步驟制備A、計(jì)算待加工大直徑薄壁鋁管的展開(kāi)尺寸，制備大直徑薄壁鋁管平板坯料；B、采用圈圓機(jī)將大直徑薄壁招管平板還料圈圓,得到圓管還料；C、焊接圓管坯料縱縫，得到大直徑薄壁鋁管。采用數(shù)控沖下單件制備大直徑薄壁鋁管平板坯料。采用氬弧焊焊接圓管坯料縱縫。所述芯料中的細(xì)沙和松香的體積比為1:3_1:5。所述大直徑薄壁鋁管中填充芯料的量達(dá)到芯料冷卻后的頂部中心與鋁管上端面高度差小于5cm。所述填充芯料后的大直徑薄壁鋁管在陰涼處冷卻。采用拉彎?rùn)C(jī)拉彎大直徑薄壁鋁管的方法為A、將大直徑薄壁鋁管所需彎曲區(qū)域的中間位置依靠在彎管工裝的圓弧中間；B、將壓塊設(shè)置在大直徑薄壁鋁管上；C、拉彎?rùn)C(jī)對(duì)壓塊施加壓力使大直徑薄壁鋁管彎曲。
所述彎管工裝圓弧面的圓弧半徑為大直徑薄壁鋁管所需彎曲的彎曲半徑的80%-95%。該彎管工裝圓弧面的圓弧半徑的限定用于消除鋁管彎曲后的回彈。所述壓塊與大直徑薄壁鋁管之間設(shè)置橡膠墊片。去除彎管中的芯料是將彎管加熱讓松香融化流出。采用有機(jī)溶劑清洗彎管。采用硝基漆稀釋劑清洗彎管。 本發(fā)明的有益效果是I.采用板坯圈圓一氬弧焊縱縫一填充芯料一彎曲成形的方法，只需一臺(tái)常規(guī)拉彎?rùn)C(jī)、一套簡(jiǎn)易彎管工裝即可獲得大直徑鋁合金薄壁彎管。2.本方法解決了大直徑薄壁鋁管簡(jiǎn)易彎曲問(wèn)題，與無(wú)填料彎曲成形工藝相比，該方法獲得的彎管精度高，截面畸變小，不產(chǎn)生起皺、壓癟、開(kāi)裂等缺陷。3.本方法與數(shù)控彎管工藝相比，彎曲條件簡(jiǎn)單，操作方便，加工周期短，降低了使用專(zhuān)用數(shù)控彎管機(jī)和制造彎管模具的成本，并避免了大量的工藝摸索和反復(fù)修模。


圖I是本發(fā)明實(shí)施例中大直徑薄壁鋁管的示意圖。圖2是本發(fā)明實(shí)施例中大直徑薄壁鋁管坯料展開(kāi)圖。圖3是本發(fā)明實(shí)施例中的大直徑薄壁鋁管的圓管坯料示意圖。圖4是大直徑薄壁鋁管與彎管工裝的裝配圖。圖5是圖4的A-A線剖面圖。圖6是本發(fā)明方法的流程圖。其中I-壓塊，2-橡膠墊片，3-大直徑薄壁鋁管，4-彎管工裝，5-填充芯料。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的一種大直徑薄壁鋁管的簡(jiǎn)易彎曲方法進(jìn)行介紹一種大直徑薄壁鋁管的簡(jiǎn)易彎曲方法，包括如下步驟，如圖6所示第一步下料計(jì)算待加工大直徑薄壁鋁管的展開(kāi)尺寸，采用數(shù)控機(jī)床沖下單件平板還料，去除毛刺；第二步圈圓采用圈圓機(jī)將平板還料圈圓,得到圓管還料；第三步焊接采用氬弧焊焊接圓管坯料縱縫，得到大直徑薄壁鋁管；第四步填充芯料在坩堝內(nèi)熔化松香,按照細(xì)沙松香=1:3-1:5的體積比加入細(xì)沙，攪勻后即獲得熔化態(tài)芯料，將大直徑薄壁鋁管豎直放在陰涼處的沙堆上，灌入熔化態(tài)芯料；第五步冷卻將大直徑薄壁鋁管放置在陰涼處冷卻，上述芯料在常溫下冷卻會(huì)持續(xù)收縮，冷卻過(guò)程中持續(xù)加入熔化態(tài)芯料，使得芯料充分冷卻后頂部中心與鋁管上端面高度差小于5cm ；第六步彎曲成形將大直徑薄壁鋁管所需彎曲區(qū)域的中間位置依靠在彎管工裝的圓弧中間，采用常規(guī)拉彎?rùn)C(jī)將鋁管拉彎成彎管，避免出現(xiàn)起皺、壓癟和開(kāi)裂；
第七步去除松香將彎管放入烘箱，使松香熔化流出；第八步清洗采用有機(jī)溶劑清洗彎管內(nèi)外表面粘接的松香，獲得所需尺寸的鋁合
金薄壁彎管。彎曲成形系統(tǒng)由壓塊I、橡膠墊片2、彎管工裝4和具有填充芯料5的大直徑薄壁鋁管3組成；所述壓塊I位置可沿鋁管大直徑薄壁鋁管軸向移動(dòng)；大直徑薄壁鋁管3內(nèi)灌滿(mǎn)填充芯料5 ;橡膠墊板2位于壓塊I與大直徑薄壁鋁管3之間，發(fā)揮保護(hù)大直徑薄壁鋁管3表面質(zhì)量和增強(qiáng)摩擦的作用；所述彎管工裝4位置固定。彎管工裝4圓弧面的圓弧半徑為需要彎曲的彎曲半徑的80%-95%，圓弧面的弧長(zhǎng)不小于鋁管的長(zhǎng)度。彎曲成形過(guò)程中將大直徑薄壁鋁管3所需彎曲區(qū)域的中間位置與彎管工裝4的圓弧中間接觸，在距離端面5cm處(該距離在彎曲過(guò)程中可以進(jìn)行調(diào)整)的大直徑薄壁鋁管表面墊上3 10mm厚的橡膠墊片2，并將壓塊I安放在橡膠墊片2上，利用常規(guī)拉彎?rùn)C(jī)對(duì)壓塊 I施加壓力，通過(guò)調(diào)整大直徑薄壁鋁管3與彎管工裝4的接觸位置、壓塊I的位置和加載過(guò)程改變彎曲半徑和角度，獲得所需尺寸的鋁合金薄壁彎管。以圖I所示的大直徑鋁合金薄壁彎管的制備方法為例，大直徑鋁合金薄壁彎管的形狀如圖I所示，尺寸如下材料為3. Omm厚的5083鋁合金，彎管直徑為Φ214πιπι，徑厚比達(dá)到70，彎曲角度為25°，彎曲半徑為R550mm。
具體實(shí)施方式
按如下工藝步驟進(jìn)行第一步下料計(jì)算得到待加工大直徑薄壁鋁管(下簡(jiǎn)稱(chēng)鋁管)的展開(kāi)尺寸，采用數(shù)控沖方法下單件坯料，尺寸為672. 3mm X 1150mm，如圖2所示，去除毛刺。第二步圈圓采用圈圓機(jī)將平板還料圈成圓管還料,允許敞口或重疊,避免焊接裝配間隙，尺寸為Φ214_Χ1150_，如圖3所示。第三步焊縱縫焊前對(duì)圓管坯料酸洗，清洗干凈后置于烘干爐中10(T15(TC下烘干2(Γ30分鐘；采用鋼絲刷及刮刀對(duì)焊接區(qū)打磨，去除毛刺，并用丙酮擦洗干凈，焊前保持焊接區(qū)清潔；將工件裝配在通用卡具上壓緊使縱縫與焊槍行走軌跡重合；啟動(dòng)保護(hù)氣體，根據(jù)裝配情況在縱縫上均勻點(diǎn)固4飛點(diǎn)，氬弧焊接縱縫，保證焊縫成形良好。如圖4所示。第四步填充芯料在坩堝內(nèi)熔化松香，按照細(xì)沙松香=1:4的體積比加入細(xì)沙，采用鐵鏟充分?jǐn)噭蚝蠹传@得熔化態(tài)芯料，將鋁管豎直放在陰涼處的沙堆上，灌滿(mǎn)熔化態(tài)芯料。第五步冷卻將鋁管放置在陰涼處空冷，待芯料完全結(jié)晶，芯料在冷卻過(guò)程中會(huì)持續(xù)收縮，因此需要不斷加入熔化態(tài)芯料，使得芯料充分冷卻后頂部中心與鋁管上端面高度差小于5cm。第六步彎曲成形將鋁管3所需彎曲區(qū)域的中間位置與彎管工裝4的圓弧中間接觸，如圖4或5所示，在距離端面5cm處的鋁管表面墊上3 10mm厚的橡膠片2，并將壓塊I安放在橡膠墊片2上，利用常規(guī)拉彎?rùn)C(jī)對(duì)壓塊I施加壓力，通過(guò)調(diào)整鋁管3與彎管工裝4的接觸位置、壓塊I的位置和加載過(guò)程改變彎曲半徑和角度，獲得所需尺寸的鋁合金薄壁彎管。如圖5和圖6所不。第七步去除松香將彎管斜放入烘箱，用鐵絲固定其位置，在彎管下端安放一個(gè)耐熱容器以盛放彎管內(nèi)的芯料，將烘箱加熱到11(T135°C，使松香熔化，芯料流入容器。第八步清洗將硝基漆稀釋劑涂刷到鋁管表面，待松香溶解后，用棉絲擦除彎管內(nèi)外表面粘接的松香，獲得所需尺寸的鋁合金薄壁彎管。
權(quán)利要求
1.一種大直徑薄壁鋁管的簡(jiǎn)易彎曲方法，包括如下步驟 1)在大直徑薄壁鋁管中填充芯料，所述芯料為融化的松香和細(xì)沙的混合物； 2)冷卻填充芯料后的大直徑薄壁鋁管； 3)將冷卻后的大直徑薄壁鋁管采用拉彎?rùn)C(jī)拉彎為彎管； 4)去除彎管中的填充芯料； 5)清洗彎管。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大直徑薄壁鋁管的簡(jiǎn)易彎曲方法，其特征在于，所述大直徑薄壁鋁管采用如下步驟制備 A、計(jì)算待加工大直徑薄壁鋁管的展開(kāi)尺寸，制備大直徑薄壁鋁管平板坯料； B、采用圈圓機(jī)將大直徑薄壁鋁管平板坯料圈圓，得到圓管坯料； C、焊接圓管坯料縱縫，得到大直徑薄壁鋁管。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大直徑薄壁鋁管的簡(jiǎn)易彎曲方法，其特征在于，所述芯料中的細(xì)沙和松香的體積比為1:3-1:5。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大直徑薄壁鋁管的簡(jiǎn)易彎曲方法，其特征在于，所述填充芯料后的大直徑薄壁鋁管在陰涼處冷卻。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大直徑薄壁鋁管的簡(jiǎn)易彎曲方法，其特征在于，所述大直徑薄壁鋁管中填充芯料的量達(dá)到芯料冷卻后的頂部中心與鋁管上端面高度差小于5cm。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大直徑薄壁鋁管的簡(jiǎn)易彎曲方法，其特征在于，采用拉彎?rùn)C(jī)拉彎大直徑薄壁鋁管的方法為 A、將大直徑薄壁鋁管所需彎曲區(qū)域的中間位置依靠在彎管工裝的圓弧中間； B、將壓塊設(shè)置在大直徑薄壁鋁管上； C、拉彎?rùn)C(jī)對(duì)壓塊施加壓力使大直徑薄壁鋁管彎曲。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的大直徑薄壁鋁管的簡(jiǎn)易彎曲方法，其特征在于，所述彎管工裝圓弧面的圓弧半徑為大直徑薄壁鋁管所需彎曲的彎曲半徑的80%-95%。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的大直徑薄壁鋁管的簡(jiǎn)易彎曲方法，其特征在于，所述壓塊與大直徑薄壁鋁管之間設(shè)置橡膠墊片。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大直徑薄壁鋁管的簡(jiǎn)易彎曲方法，其特征在于，去除彎管中的芯料是將彎管加熱讓松香融化流出。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大直徑薄壁鋁管的簡(jiǎn)易彎曲方法，其特征在于，采用有機(jī)溶劑清洗彎管。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種大直徑薄壁鋁管的簡(jiǎn)易彎曲方法，包括如下步驟1)在大直徑薄壁鋁管中填充芯料，所述芯料為融化的松香和細(xì)沙的混合物；2)冷卻填充芯料后的大直徑薄壁鋁管；3)將冷卻后的大直徑薄壁鋁管采用拉彎?rùn)C(jī)拉彎為彎管；4)去除彎管中的填充芯料；5)清洗彎管。本發(fā)明解決了大直徑薄壁鋁管簡(jiǎn)易彎曲問(wèn)題，與無(wú)填料彎曲成形工藝相比，該方法獲得的彎管精度高，截面畸變小，不產(chǎn)生起皺、壓癟、開(kāi)裂等缺陷。與數(shù)控彎管工藝相比，彎曲條件簡(jiǎn)單，操作方便，加工周期短，降低了使用專(zhuān)用數(shù)控彎管機(jī)和制造彎管模具的成本，并避免了大量的工藝摸索和反復(fù)修模。
文檔編號(hào)B21D9/08GK102873148SQ20121037510
公開(kāi)日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月29日
發(fā)明者孫燚, 史科, 李保永, 劉洋, 郭曉琳, 李強(qiáng) 申請(qǐng)人:北京航星機(jī)器制造公司