專利名稱：一種用于拉彎中空金屬管型材的撓性芯棒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種撓性芯棒，尤其是涉及一種用于拉彎中空金屬管型材的撓性芯棒，。
背景技術(shù)：
軌道列車自問世以來一直作為一種重要的交通工具而廣泛應(yīng)用，特別是近年以來，高速鐵路客車發(fā)展迅速。為了確保高速鐵路客車的自重輕，鋁合金材料被廣泛地應(yīng)用于列車的門窗等附屬部件的生產(chǎn)制造之中，其中鋁合金矩形管得到了技術(shù)人員的廣泛關(guān)注。目前，應(yīng)用于軌道列車的門柱、門框等車輛構(gòu)件的鋁合金矩形管主要采用拉彎成形工藝進(jìn)行彎曲，使其符合列車結(jié)構(gòu)的形狀要求。在拉彎成形過程中，首先對鋁合金矩形管施加接近于屈服強度的拉伸應(yīng)力，使材料進(jìn)入塑性變形階段；隨后，保持該拉伸應(yīng)力并將矩形管彎曲直至貼合于拉彎模具；最后加大拉伸應(yīng)力直至達(dá)到屈服強度的120%左右。經(jīng)過拉彎工藝后，鋁合金矩形管上產(chǎn)生的塑性變形穩(wěn)定下來，即可得到形狀符合要求的成形構(gòu)件。由于鋁合金矩形管為中空的薄壁型材，在拉彎成形的巨大載荷下，受拉伸應(yīng)力或者擠壓應(yīng)力的作用，變形不均勻，截面會發(fā)生凹陷或者凸出的嚴(yán)重變形，導(dǎo)致拉彎成形后的鋁合金矩形管的縱向表面，特別是彎曲的彎曲內(nèi)側(cè)面，常常發(fā)生下凹或者上凸。因而生產(chǎn)出來的拉彎成形構(gòu)件截面形狀和縱向表面形狀均不能滿足作為軌道列車門柱或者門框構(gòu)件的要求。拉彎成形構(gòu)件的這種形狀上的嚴(yán)重缺陷，嚴(yán)重地限制了拉彎工藝生產(chǎn)的中空管型材在機械領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍。為了解決鋁合金矩形管在拉彎工藝中截面發(fā)生凹陷或者凸出的嚴(yán)重變形的問題，中國專利文件CN1970185A公 開了一種中空鋁合金型材的拉彎工藝，為了保證管材的縱向表面不發(fā)生變形，首先將管材的一端嚴(yán)密地焊接封口，將封口端朝下豎立，從管材的另一端灌滿沙子，再向管材內(nèi)灌水；隨后將灌滿沙子和水混合物的管材放入冷凍室內(nèi)冷凍，待沙水混合物凍結(jié)后用木楔子塞住管材的另一端；最后將管材夾持在拉彎機上進(jìn)行彎曲成形。采用該工藝時需要在管材中灌入沙子和水，再進(jìn)行冷凍，操作過程繁瑣影響了生產(chǎn)效率。另夕卜，管材中罐裝的沙子緊度以及沙水混合物冷凍后凍結(jié)的強度會影響成形過程的穩(wěn)定性，但是沙子緊度和沙水混合物的凍結(jié)強度均難以控制，因而難以控制成形過程的穩(wěn)定性。為了保證管材拉彎成形的穩(wěn)定性，并提高拉彎工藝的生產(chǎn)效率，亟需研發(fā)一種能夠可靠、便捷地保證拉彎工藝過程中構(gòu)件縱向表面不發(fā)生變形方法。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供了一種能夠可靠、便捷、迅速地將鋁合金矩形管固定在拉彎機的夾緊頭上的夾緊墊。為了達(dá)到該目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案。一種用于拉彎中空金屬管型材的撓性芯棒，該撓性芯棒插入中空金屬管型材的待彎曲的部位，其特征在于:所述的撓性芯棒由基板、多個上墊塊、連接片、多個下墊塊、多個定位螺栓和多個插撥片構(gòu)成；所述的基板由可軸向變形的彈性金屬片構(gòu)成；所述的上墊塊為大致梯形，其上設(shè)置有螺紋孔，多個上墊塊并列地設(shè)置在所述的基板上，相鄰的兩個上墊塊之間形成一個三角形缺口 ；所述的下墊塊亦為大致梯形，其上設(shè)置有臺階孔；所述的定位螺栓通過所述的臺階孔穿過所述的連接片后螺入所述的螺紋孔；在所述的定位螺栓鎖緊的狀態(tài)下，所述的上墊塊和下墊塊之間存在一個間隙；所述的多個插撥片可以沿著連接片插入該間隙。在一個優(yōu)選的技術(shù)方案中，該撓性芯棒具有12個上墊塊、12個下墊塊、24定位螺栓和四個插撥片。在另一個優(yōu)選技術(shù)方案中，所述的四個插撥片長度依次遞減，分別插入第1、4、7、10個墊塊所處的位置。優(yōu)選地，所述的基板和多個上墊塊一體成型。本發(fā)明的優(yōu)勢在于在拉彎過程中，將該撓性芯棒插入中空管型材的空腔內(nèi)，撓性芯棒抵接于中空管型材空腔的內(nèi)表面，賦予了中空管型材抵抗徑向壓力的能力，能夠保障在拉彎過程中中空管型材的彎曲內(nèi)表面不會出現(xiàn)上凸或者下凹等意外的變形，可以保障拉彎成形構(gòu)件的表觀質(zhì)量。本發(fā)明的 撓性芯棒結(jié)構(gòu)簡單，易于制造。安裝使用過程簡易，適用于多次反復(fù)使用。針對不同型號規(guī)格的中空管芯材，容易設(shè)計不同的撓性芯棒結(jié)構(gòu)，進(jìn)而提高芯棒的適用范圍。


圖1是鋁合金矩形管示意圖；圖2是經(jīng)拉彎成形后的門柱或者門框構(gòu)件成品示意圖；圖3是本發(fā)明的撓性芯棒正二側(cè)視圖；圖4是本發(fā)明的撓性芯棒剖視圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實施情況，但它們并不夠成對本發(fā)明的限定，僅作舉例。同時通過說明本發(fā)明的優(yōu)點將變得更加清楚和容易理解。如圖1所示，用于生產(chǎn)本發(fā)明的高速鐵路客車門柱或者門框構(gòu)件的原材料是鋁合金矩形管1，特別是硅錳鋁合金矩形管。矩形管I由矩形邊框11、中隔斷12、上側(cè)邊13構(gòu)成，矩形邊框11被中隔斷12分開形成兩個管狀空腔，即上空腔14和下空腔15。對矩形管I施加彎曲即可得到如圖2所示的高速鐵路客車門柱或者門框構(gòu)件2的成品。在圖2中，門柱或者門框構(gòu)件2具有一個或者一個以上的伸直段21以及一個或者一個以上的彎曲段22。應(yīng)到得到理解的是，本發(fā)明的撓性芯棒適用范圍包括但不僅限于矩形管，也可以是圓形管或者其他異性截面的管型材。本發(fā)明的撓性芯棒適用范圍包括但不限于鋁合金中空管型材，也可以是不銹鋼中空管型材或者是其他材料的管型材。為了保證矩形管在拉彎工藝過程中，縱向表面，特別是彎曲內(nèi)側(cè)面不發(fā)生意外的變形，需要賦予管材抵抗徑向壓力的能力。為此在本發(fā)明中特別設(shè)計了一個可以插入鋁合金矩形管的中空腔內(nèi)的撓性芯棒，該撓性芯棒在拉彎工藝過程中賦予管材抵抗徑向壓力的能力，并隨著矩形管的彎曲而彎曲，從而保證彎曲內(nèi)側(cè)面不發(fā)生意外的變形；在拉彎工藝完成之后，芯棒可以從彎曲成形后的矩形管中取出并回復(fù)原狀，在下一次生產(chǎn)繼續(xù)使用。下面參照圖3-4介紹撓性芯棒的具體結(jié)構(gòu)。撓性芯棒3由基板30、多個上墊塊31、連接片32、多個下墊塊33、多個定位螺栓34以及多個插撥片35構(gòu)成?；?0由金屬構(gòu)成，可以在軸向上產(chǎn)生彈性變形。多個上墊塊31是由硬質(zhì)金屬制成大致梯形的塊體，相鄰的兩個上墊塊31之間構(gòu)成一個三角形缺口，每個上墊塊31上均開有兩個盲頭螺孔。連接片32為彈性金屬片制作而成的片條，其寬度與上墊塊31相同，上面開設(shè)有用于穿過螺栓的多個通孔，在連接片32的一端部還設(shè)有一個拉鉤孔。下墊塊33為梯形結(jié)構(gòu)，形狀和尺寸與上墊塊31上的三角缺口相配合，每個下墊塊33上均開設(shè)有兩個臺階狀通孔。定位螺栓34從下墊塊33的臺階狀通孔穿入，在通過連接片32的通孔后，螺入上墊塊31的盲頭螺孔中。合理設(shè)計上墊塊的盲頭螺孔深度、下墊塊33的臺階孔的長度以及定位螺栓34的長度，使得在定位螺栓鎖緊的狀態(tài)下，上墊塊31和下墊塊33之間存在一個空隙d，該空隙d的寬度大于連接片32的厚度，最好是該間隙的寬度約為連接片32厚度的四倍。這樣，當(dāng)定位螺栓34鎖緊時，定位螺栓34與下墊塊33的臺階孔之間滑動配合。插撥片35由彈性金屬片構(gòu)成，其寬度等于或者小于相應(yīng)的兩個定位螺栓之間的距離，該插撥片35在使用過程中沿著連接片2插入上墊塊31和下墊塊33之間的間隙d內(nèi)。插撥片35的一端具有一個拉鉤孔。撓性芯棒3的尺寸根據(jù)需要拉彎的管材的尺寸確定。在拉彎矩形管的情況下，上墊塊31的頂面與矩形管的彎曲外側(cè)面抵接，因此，上墊塊31的頂面寬度與矩形管高度相同；上墊塊31、下墊塊33的高度再加上連接片2和四塊插撥片35的厚度應(yīng)當(dāng)?shù)扔诰匦喂艿膶挾?。下面針對拉彎矩形管的情況介紹本發(fā)明的撓性芯棒的安裝過程。在初始狀態(tài)下，24個定位螺栓分別通過下墊塊33上的臺階孔、連接片2的通孔后螺入上墊塊31的螺孔內(nèi)并鎖緊。這時候，由于上墊塊31和下墊塊33之間存在空隙d，并且下墊塊33與定位螺栓滑動配合，因此，下墊塊33的可以沿著定位螺栓滑動。這樣上墊塊31、下墊塊33的高度再加上連接片2的厚度后仍然小于待拉彎的矩形管寬度，容易將撓性芯棒3的基板30頂面沿著矩形管的彎曲外側(cè)面插入矩形管的中空腔內(nèi)。將四個插撥片35沿著連接片2依次插入空隙d中，這樣一來，空隙d被占滿，下墊塊33被推向矩形管的彎曲外側(cè)面，下墊塊33將抵接于矩形管的中空腔的內(nèi)表面。確認(rèn)四個插撥片35均準(zhǔn)確插入，撓性芯棒3的各部件定位良好后，將撓性芯棒3連同矩形管一起送上拉彎機進(jìn)行拉彎。由于在整個拉彎過程中，上墊塊31和下墊塊33的表面一直抵接于矩形管中空腔的內(nèi)表面，完美地賦予了矩形管抵御徑向壓力的能力，進(jìn)而保證了矩形管的彎曲內(nèi)側(cè)面不會產(chǎn)生意外的變形。拉彎工藝完成之后，通過插撥片35的拉鉤孔，依次將插撥片35從間隙d中取出。此時，由于間隙d的存在，下墊塊33可以向上墊塊31方向滑動，撓性芯棒3與彎制好的矩形管之間產(chǎn)生松動。隨后，通過連接片2上的拉鉤孔，可以很容易地將整個撓性芯棒3從彎制好的矩形管中取出。由 于基板30、連接片2和插撥片35在拉彎過程中，均處于彈性變形階段，在寫出彎曲應(yīng)力之后，撓性芯棒30回復(fù)到初始狀態(tài)。隨后，撓性芯棒就可以用于下一次拉彎生產(chǎn)之中。在優(yōu)選實施例中，設(shè)置了 12個下墊塊33，24個定位螺栓34以及四個插撥片35。四個插撥片35的長度依次遞減，其中第一插撥片可以插入1#墊塊、第二插撥片可以插入4#墊塊，第三插撥片可以插入7#墊塊，第四插撥片可以插入10#墊塊。在安裝芯棒的過程中，按照第一到第四的順序依次插入空隙d內(nèi)；在卸下芯棒的過程中，按照第四到第一的順序，依次抽出插撥片。由于下墊塊33跟定位螺釘34是滑動配合的，當(dāng)四個插撥片分別取出后，上、下墊塊之間的再次產(chǎn)生間隙，使得芯棒在矩形管段內(nèi)得以活動，所以實驗證明取出芯棒的過程非常方便快捷。容易想到的是，各插撥片的長度及其插入的位置可以根據(jù)工藝要求進(jìn)行調(diào)整。在另一個優(yōu)選實施例中，基板30和多個上墊塊31可以米用相同的材料一體成型，或者通過在條塊材料上銑削三角形缺口而得到。容易想到的是，對應(yīng)于圓形管或者其他異形截面的管型材，只需要設(shè)計不同截面形狀的撓性芯棒即可實現(xiàn)。采用本發(fā)明的撓性芯棒能夠解決矩形金屬管拉伸時腹面凹陷變形的問題。該芯棒采用分層取出的方法，相比傳統(tǒng)的方法具有結(jié)構(gòu)簡單實用的優(yōu)點。連接片和插拔片采用有彈性的鋼片，并且采用·多個梯形塊結(jié)構(gòu)，保證了此芯棒只能單向彎曲并不易損壞，可以采用普通金屬制造，成本低，加工快捷。對于質(zhì)量比較大的芯棒在保證強度的前提下，可以做減重處理，操作方便。上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
進(jìn)行了示例性的描述，顯然本發(fā)明的范圍不限于此，在本發(fā)明提出的思想內(nèi)做出的各種變形均沒有超出本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于拉彎中空金屬管型材的撓性芯棒，該撓性芯棒(3)插入中空金屬管型材的待彎曲的部位，其特征在于:所述的撓性芯棒(3)由基板(30)、多個上墊塊(31)、連接片(32)、多個下墊塊(33)、多個定位螺栓(34)和多個插撥片(35)構(gòu)成；所述的基板(30)由可軸向變形的彈性金屬片構(gòu)成；所述的上墊塊(31)為大致梯形，其上設(shè)置有螺紋孔，多個上墊塊(31)并列地設(shè)置在所述的基板(30)上，相鄰的兩個上墊塊(31)之間形成一個三角形缺口 ；所述的下墊塊(33)亦為大致梯形，其上設(shè)置有臺階孔；所述的定位螺栓(34)通過所述的臺階孔穿過所述的連接片(32)后螺入所述的螺紋孔；在所述的定位螺栓(34)鎖緊的狀態(tài)下，所述的上墊塊(31)和下墊塊(33)之間存在一個間隙(d);所述的多個插撥片可以沿著連接片(2)插入該間隙(d)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于拉彎中空金屬管型材的撓性芯棒，其特征在于:該撓性芯棒具有12個上墊塊(31)、12個下墊塊(33)、24定位螺栓(34)和四個插撥片。
3.根據(jù)權(quán)利要求2用于拉彎中空金屬管型材的撓性芯棒，其特征在于:所述的四個插撥片長度依次遞減，分別插入第1、4、7、10個墊塊所處的位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于拉彎中空金屬管型材的撓性芯棒，其特征在于:所述的基板(30)和多個上墊塊(31) —體`成型。
全文摘要
一種用于拉彎中空金屬管型材的撓性芯棒，由基板(30)、多個上墊塊(31)、連接片(32)、多個下墊塊(33)、多個定位螺栓(34)和多個插撥片(35)構(gòu)成。上墊塊(31)為大致梯形，其上設(shè)置有螺紋孔，相鄰的上墊塊(31)之間形成一個三角形缺口。下墊塊(33)亦為大致梯形，其上設(shè)置有臺階孔。定位螺栓(34)通過臺階孔穿過連接片后螺入所述的螺紋孔。在定位螺釘鎖緊的狀態(tài)下上墊塊(31)和下墊塊(33)之間存在一個間隙(d)，其中可以插入多根插撥片(35)。采用該撓性芯棒可以保證拉彎成形過程中矩形管的彎曲表面不會出現(xiàn)上凸或者下凹的變形缺陷，進(jìn)而保障拉彎構(gòu)件的質(zhì)量。
文檔編號B21D9/01GK103240311SQ20131019959
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月27日
發(fā)明者倪慨宇, 陳漪 申請人:倪慨宇, 張欣