CN102240698B - 高压弯头椭圆管坯减径热压成形方法 - Google Patents

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Abstract

一种高压弯头椭圆管坯减径热压成形方法，主要内容是：选择横截面公称直径大于目标弯头横截面公称直径1.04-1.07倍，而壁厚相同的圆形管坯作为原材料；加热并将横截面为圆形的管坯压制成横截面为椭圆形管坯：将由第二步压制成的椭圆管坯长轴竖直向上且短边向上放入预热至200-300℃的弯头成形模具内进行压制，该模具型腔尺寸与弯头外壁尺寸相同，合模保压一段时间后开模，取出工件冷却至室温；加工坡口。采用本发明获得的产品产品质量好，基本不需整形即可达到产品要求的尺寸；模具简单，无需内置芯棒和垫块，降低了模具成本，方便工人操作；节约原材料，缩短了后续加工的时间，降低了材料成本，提高了工作效率。

Description

高压弯头椭圆管坯减径热压成形方法
技术领域
本发明涉及一种模压成形方法，特别是用于高压弯头的模压成形方法。
背景技术
长期以来，带直端的高压弯头一直采用模具压制加热的圆形管坯的方法生产，圆形管坯直径与获得的弯头直径相同。为尽量保证弯头的横截面形状和尺寸，压制时管坯内部需放置芯模，管坯两端需放置堵头，致使压制过程操作困难，生产效率极低。既便如此，弯头的质量仍不能得到良好的保证，弯头内径塌陷严重，横截面不圆，还需过球矫圆或其它方法进行整形。
发明内容
本发明的目的在于提供一种成型模具简单，操作方便，生产效率高，产品质量好的高压弯头椭圆管坯减径热压成形方法。
本发明方法具体内容如下：
第一步、下料：
选择横截面公称直径大于目标弯头横截面公称直径1.04-1.07倍，而壁厚相同的圆形管坯作为原材料，两横截面公称直径的相对偏差为                                               
Figure 2011101480337100002DEST_PATH_IMAGE002
，即为减径量。为减少原材料的浪费，最好管坯下料纵向截面为梯形，其中管坯纵向截面尺寸按弯头展开尺寸计算得到。
第二步、加热并将横截面为圆形的管坯压制成横截面为椭圆形管坯：
a首先将第一步下料得到的横截面为圆形的管坯加热至奥氏体起始温度，然后用两平模在压机上将该管坯预压为横截面为椭圆的管坯。令
Figure 2011101480337100002DEST_PATH_IMAGE004
表示椭圆管坯横截面的长轴长度，表示椭圆管坯横截面的短轴长度，
Figure DEST_PATH_IMAGE008
表示初始管坯壁厚，
Figure DEST_PATH_IMAGE010
表示管坯椭圆度，定义，该管坯椭圆度
Figure 5616DEST_PATH_IMAGE010
为15%-35%。
或b将下料得到的横截面为圆形的管坯先预压为横截面为椭圆的管坯，然后再加热至奥氏体起始温度。
第三步、压制弯头：
将由第二步压制成的椭圆管坯长轴竖直向上且短边向上放入预热至200-300℃的弯头成形模具内进行压制，该模具型腔尺寸与弯头外壁尺寸相同。合模保压3-5s后开模，取出工件冷却至室温。
第四步、加工坡口：
将成形后的管坯装卡在机床上，通过刀具与管坯的相对运动加工出管坯两端部横截面要求的坡口尺寸。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1.采用本发明获得的产品产品质量好，基本不需整形即可达到产品要求的尺寸。
2.模具简单，无需内置芯棒和垫块，降低了模具成本，方便工人操作。
3.节约原材料，缩短了后续加工的时间，降低了材料成本，提高了工作效率。
4. 可用于生产带直端和不带直端的各种规格的高压弯头，弥补了推制弯头法只能生产不带直端弯头和揻制弯头法只能生产大曲率半径带直端弯头的局限性；并且相同外径的带直端和不带直端的弯头可用一套模具生产，大大减少了模具数量，降低了生产成本。
附图说明
图1为本发明坯料纵向截面示意图。
图2为本发明管坯椭圆度定义示意图。
图3为本发明生产不带直端弯头所用模具立体示意图。
图4为本发明生产带直端弯头所用模具立体示意图。
图中：1为凸模，2为椭圆管坯，3为凹模，4为椭圆管坯。
具体实施方式
例1
以生产壁厚为75mm，公称直径为500mm，弯曲半径为750mm的90°弯头为例对本发明进行说明。
选择公称直径为1.04倍于弯头公称直径，壁厚与弯头壁厚相同的圆形横截面直钢管作为原材料，按图1所示进行下料，其中管坯纵向截面尺寸按弯头展开尺寸计算得到。将管坯加热至奥氏体起始温度后取出，放置在压机工作台上，压机活动横梁下行，将横截面为圆形的管坯压制成椭圆度为15%的椭圆管坯，如图2所示。将该椭圆管坯长轴竖直向上且短边向上居中放入预热至200-300℃的弯头成形模具中，该模具型腔尺寸与弯头外壁尺寸相同，如图3所示，模具凸模与压机活动横梁连接，随着压机活动横梁下行，凸模逐渐与凹模闭合，使椭圆管坯弯曲变形并使周向多余的金属向易产生塌陷缺陷的弯头中部流动。合模保压3s后开模，将工件取出，此时工件的径向和周向尺寸达到弯头尺寸要求，将成形后的管坯装卡在机床上，通过刀具与管坯的相对运动加工出管坯两端部横截面要求的坡口尺寸，即可得到合格的弯头零件。
例2
以生产壁厚为40mm，公称直径为500mm，弯曲半径为750mm，直边长为250mm的90°弯头为例对本发明进行说明。
选择公称直径为1.07倍于弯头公称直径，壁厚与弯头壁厚相同的圆形横截面直钢管作为原材料，按图1所示进行下料，其中管坯纵向截面尺寸按弯头展开尺寸计算得到。将管坯放置在压机工作台上，压机活动横梁下行，先将横截面为圆形的管坯预压成椭圆度为25%的椭圆管坯，然后再加热至奥氏体起始温度。将该椭圆管坯长轴竖直向上且短边向上居中放入预热至200-300℃的弯头成形模具中，该模具型腔尺寸与带直端弯头外壁尺寸相同，如图4所示，模具凸模与压机活动横梁连接，随着压机活动横梁下行，凸模逐渐与凹模闭合，使椭圆管坯弯曲变形并使周向多余的金属向易产生塌陷缺陷的弯头中部流动。合模保压5s后开模，将工件取出，此时工件的径向和周向尺寸达到弯头尺寸要求，并按弯头规格要求加工工件两端部后即可得到合格的弯头零件。

Claims (2)

1.一种高压弯头椭圆管坯减径热压成形方法，其特征在于：
（1）下料：管坯下料纵向截面为梯形，其中管坯纵向截面尺寸按弯头展开尺寸计算得到，选择横截面公称直径大于目标弯头横截面公称直径1.04-1.07倍而壁厚相同的圆形管坯作为原材料，
（2）加热并将横截面为圆形的管坯压制成横截面为椭圆形管坯：首先将第一步下料得到的横截面为圆形的管坯加热至奥氏体起始温度，然后用两平模在压机上将该管坯预压为横截面为椭圆的管坯，令                                                
Figure 2011101480337100001DEST_PATH_IMAGE001
表示椭圆管坯横截面的长轴长度，
Figure 106274DEST_PATH_IMAGE002
表示椭圆管坯横截面的短轴长度，
Figure 775153DEST_PATH_IMAGE004
表示初始管坯壁厚，表示管坯椭圆度，定义，该管坯椭圆度
Figure 585163DEST_PATH_IMAGE005
为15%-35%，
（3）压制弯头：将由第二步压制成的椭圆管坯长轴竖直向上且短边向上放入预热至200-300℃的弯头成形模具内进行压制，该模具型腔尺寸与弯头外壁尺寸相同，合模保压一段时间后开模，取出工件冷却至室温，
（4）加工坡口：将成形后的管坯装卡在机床上，通过刀具与管坯的相对运动加工出管坯两端部横截面要求的坡口尺寸。
2.一种高压弯头椭圆管坯减径热压成形方法，其特征在于：
（1）下料：管坯下料纵向截面为梯形，其中管坯纵向截面尺寸按弯头展开尺寸计算得到，选择横截面公称直径大于目标弯头横截面公称直径1.04-1.07倍而壁厚相同的圆形管坯作为原材料，
（2）加热并将横截面为圆形的管坯压制成横截面为椭圆形管坯：首先将第一步下料得到的横截面为圆形的管坯用两平模在压机上将该管坯预压为横截面为椭圆的管坯，令
Figure 384492DEST_PATH_IMAGE001
表示椭圆管坯横截面的长轴长度，
Figure 907877DEST_PATH_IMAGE002
表示椭圆管坯横截面的短轴长度，
Figure 337721DEST_PATH_IMAGE004
表示初始管坯壁厚，
Figure 579347DEST_PATH_IMAGE005
表示管坯椭圆度，定义
Figure 916787DEST_PATH_IMAGE006
，该管坯椭圆度
Figure 560258DEST_PATH_IMAGE005
为15%-35%，然后再加热至奥氏体起始温度，
（3）压制弯头：将由第二步压制成的椭圆管坯长轴竖直向上且短边向上放入预热至200-300℃的弯头成形模具内进行压制，该模具型腔尺寸与弯头外壁尺寸相同，合模保压一段时间后开模，取出工件冷却至室温，
（4）加工坡口：将成形后的管坯装卡在机床上，通过刀具与管坯的相对运动加工出管坯两端部横截面要求的坡口尺寸。
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Denomination of invention: Hot pressing forming method for reducing diameter of high pressure elbow oval tube blank

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