CN102228922A - 金属管材内置钢球弯曲成形的方法 - Google Patents

金属管材内置钢球弯曲成形的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种金属管材内置钢球弯曲成形的方法，其特征是：包括如下步骤：(1)将不同数量、不同尺寸的细小钢球作为传压介质，充入管材成形段内；(2)利用封闭传压结构对钢球的两端的挡圈施加压力，压力始终于管材轴线平行；(3)将封闭施压的金属管材置于弯管模具或弯管设备上，一端施加压力，另一端夹紧弯曲成形；(4)弯曲结束后，打开钢球两端的封闭传压结构，将钢球倒出回收，循环使用。本发明的优点是：利用钢球作传压介质实施管材弯曲成形，不仅能有效地抑制弯管零件成形缺陷的产生，而且相对于现有其它传压介质，钢球的置入、密封及取出均简便，支撑作用力大，无污染环境等问题。

Description

金属管材内置钢球弯曲成形的方法
技术领域
本发明涉及金属管材弯曲成形方法，特别是金属管材内置钢球弯曲成形的方法。
背景技术
近年来，管材弯曲件特别是薄壁弯管件，由于容易满足产品轻量化、强韧化和低耗高效、精确制造等方面的要求，在气体、液体的输送管路和汽车工业、核电、航空航天等高科技领域有着广泛的应用前景。但在管材弯曲过程中易出现外壁塌陷、内壁起皱、截面畸变、回弹等缺陷，影响到弯管类零件的使用。
目前，为了避免或者减少成形缺陷的产生，工程上往往需要使用芯轴或在管材内加入填充物后进行弯曲。使用芯轴时要求精确工艺参数，成本高，通常用于数控绕弯成形。而对于管材内充填充物，主要有固体填充物和柔性填充物两种：固体填充物有砂子、石蜡、松香、低熔点合金、硝酸盐、弹簧等，这些填充物具有置入、密封及取出困难的缺点，且填充工艺复杂、对管壁支撑力不足；柔性填充物通常指气体和液体，一般用水或油等液体进行压力填充，其优点是填充方便，内部压力可调，成形件表面光滑、质量好，但液体压力填充工艺存在模具复杂、生产效率低、密封困难和油液易污染场地的缺点。
国内学者赵长财提出并研究了用固体颗粒代替液体作传压介质进行管材、板材胀形的成形工艺，避免了成形中高压液体密封困难的问题。如中国专利CN 1363434A公开了一种金属管材固体颗粒传压介质胀形新工艺，对薄壁金属管坯和杯状薄壁金属管坯进行胀形，所得零件表面光滑、质量好；但此专利仅限于管材胀形工艺。大连理工大学研究生陈仕清将珠粒填料作为传压介质用于金属管件推弯成形工艺，其所述方法局限性大，不适用于常用的管材绕弯、压弯、滚弯成形。中国专利CN 101433927A公开了一种用钢珠填充于金属管内进行弯曲成形的U形管微半径弯制方法，专利中只针对U形管的弯制，用钢珠填充满后，封闭管端进行弯曲；这种方法采用管端封口，而没有直接对钢珠封闭加压，因此所得弯管在弯脖处会有一定程度椭圆，弯曲结束还需要进行整圆加工。
发明内容
本发明的目的是为克服现有技术的不足，而提供一种金属管材内置钢球弯曲成形的方法，该方法将钢球置于金属管材的成形段内，钢球两端封闭施加压力，置于成形模具或弯管设备上弯曲成形，不仅操作简便，而且成形质量高，成本低。
本发明金属管材内置钢球弯曲成形的方法，包括如下步骤：
1、将不同数量、不同尺寸的细小钢球作为传压介质，充入管材成形段内；
2、利用封闭传压结构对钢球两端的挡圈施加压力，压力始终与管材轴线平行；
3、将封闭施压的金属管材置于弯管模具或弯管设备上，一端施加压力，另一端夹紧弯曲成形；
4、弯曲结束后，打开钢球两端的封闭传压结构，将钢球倒出回收，循环使用。
所述的管材两端的封闭传压结构，由拉紧螺钉、螺母、橡胶弹簧、内垫片、外垫片、钢丝绳、传力管、挡圈组成，挡圈置于管材内，钢丝绳穿入管材内，并从挡圈中心孔穿过，钢丝绳一端与拉紧螺钉连接，拉紧螺钉与螺母活动连接，橡胶弹簧夹在螺母上的内垫片和外垫片之间，传力管一端与内垫片固连，另一端与挡圈顶紧接，挡圈之间内置钢球，调节拉紧螺钉的进退，可以调节对钢球的压力。
所述钢球的直径≤4mm。
本发明的优点是：利用钢球作传压介质实施管材弯曲成形，不仅能有效地抑制弯管零件成形外壁塌陷、内壁起皱、截面畸变、回弹等缺陷的产生，而且相对于现有其它传压介质，钢球的置入、密封及取出均简便，支撑作用力大，无污染环境等问题。
附图说明
图1为本发明金属管材内置钢球两端封闭传压结构示意图；
图2为本发明内置钢球金属管材弯曲成形示意图。
图中：1.拉紧螺钉 2.螺母 3.橡胶弹簧 4.钢丝绳 5.传力管 6.挡圈 7.钢球 8.管材 9.内垫片 10.外垫片 11.压紧块 12.防皱块 13.中心轴 14.弯曲模 15.夹紧块 16.压力F
具体实施方式
参照图1，金属管材内置钢球两端封闭传压结构由拉紧螺钉1、螺母2、橡胶弹簧3、钢丝绳4、传力管5、挡圈6、钢球7、管材8、内垫片9和外垫片10组成，挡圈6置于管材8内，钢丝绳4穿入管材8内，并从挡圈6中心孔穿过，钢丝绳4一端与拉紧螺钉1连接，拉紧螺钉1与螺母2活动连接，橡胶弹簧3夹在螺母2上的内垫片9和外垫片10之间，传力管5一端与内垫片9固连，另一端与挡圈6顶紧接，挡圈6之间内置钢球7，调节拉紧螺钉1的进退，可以调节对钢球7的压力F16。
参照图2，金属管材的弯曲成形，包括如下步骤：
(1)将不同数量、不同尺寸的细小钢球7作为传压介质，充入管材8成形段内；
(2)利用封闭传压结构对钢球7的两端的挡圈6施加压力，压力始终于管材8轴线平行；
(3)将封闭传压的金属管材8成形段置于设有中心轴13的弯曲模14上，封闭传压结构的一端由防皱块12和压紧块11压紧，另一端由夹紧块15夹紧，对夹紧块15施力，弯曲成形；
(4)弯曲结束后，打开钢球7两端的封闭传压结构，将钢球7倒出回收，循环使用。

Claims (2)

1.金属管材内置钢球弯曲成形的方法，其特征是：包括如下步骤：
(1)将不同数量、不同尺寸的细小钢球作为传压介质，充入管材成形段内；
(2)利用封闭传压结构对钢球两端的挡圈即钢球施加压力，压力始终与管材轴线平行；
(3)将封闭施压的金属管材置于弯管模具或弯管设备上，一端施加压力，另一端夹紧弯曲成形；
(4)弯曲结束后，打开钢球两端的封闭传压结构，将钢球倒出回收，循环使用。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是：所述的管材两端的封闭传压结构，由拉紧螺钉、螺母、橡胶弹簧、内垫片、外垫片、钢丝绳、传力管、挡圈组成，挡圈置于管材内，钢丝绳穿入管材内，并从挡圈中心孔穿过，钢丝绳一端与拉紧螺钉连接，拉紧螺钉与螺母活动连接，橡胶弹簧夹在螺母上的内垫片和外垫片之间，传力管一端与内垫片固连，另一端与挡圈顶紧接，挡圈之间内置钢球。
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