CN102847765A - 弯管成型用辅助模具及使用其进行弯管弯曲成型的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种弯管成型用辅助模具及使用其进行弯管弯曲成型的方法。该模具包括：至少两个链盘，链盘为一旋转体，一可伸缩的柔性连接件依次贯穿至少两个链盘的旋转中心轴、将至少两个链盘串在一起；链盘的母线为用于与所述待成型管件的内壁相切的圆弧线；所述柔性连接件的两端分别设置有用于防止串在一起的、至少两个所述链盘在所述柔性连接件上窜动的第一定位件和第二定位件。本发明提供的弯管成型用辅助模具，可避免弯管弯曲成型过程中出现起皱失稳现象，同时还能防止对管件内壁的拉伤，保证了加工成型的弯管的质量；并且，使用方便，提高了弯管弯曲成型工作效率。

Description

弯管成型用辅助模具及使用其进行弯管弯曲成型的方法

技术领域

本发明涉及机械材料成型技术，尤其涉及一种弯管成型用辅助模具及使用其进行弯管弯曲成型的方法。

背景技术

弯管成型，是指通过外力形成的弯矩的作用使直管发生弯曲，形成圆弧状的弯管的过程。图1是现有技术中弯管成型过程的示意图；图2是图1中弯曲圆盘的结构示意图；图3是图2中A-A向视图；如图1、图2和图3所示，沿弯曲圆盘11的侧面形成有凹槽110，且在弯曲圆盘11边缘固定设置有固定件112；压辊12设置在弯曲圆盘11旁，压辊12可绕其中心轴旋转。具体弯曲成型过程如下：先将一管材13（此时为直管）放入到弯曲圆盘11侧面的凹槽110中，并通过固定件112将管材13一端固定，管材13另一端则由弯曲圆盘11与压辊12之间的空隙穿过，然后，驱动弯曲圆盘11逆时针旋转，以带动管材13随弯曲圆盘11转动，同时由于压辊12的限位作用，使得管材13逐渐被弯折成与弯曲圆盘11的侧面轮廓相对应的圆弧状（形成弯管）。

在上述弯曲成型的过程中，被弯曲管材的管壁贴近弯曲圆盘11的一侧承受压应力、另一侧则承受拉应力，当被弯曲的管材13的壁厚较小时，管材13所能承受的极限压应力的值较小，管壁贴近弯曲圆盘11的一侧承受的压应力很容易达到上述极限压应力，从而造成管壁的起皱失稳，严重危害最终产品弯管的质量。

现有技术中一般采用在弯折前向待弯曲管材中灌入细砂的方法来防止起皱失稳现象的发生，但是，不但灌砂操作繁琐，而且由于很难对待弯曲管材的两端进行良好密封，因而很容易造成灌入的细砂漏出，从而仍会导致起皱失稳现象的发生。

发明内容

针对现有技术中的上述缺陷，本发明提供一种弯管成型用辅助模具及使用其进行弯管弯曲成型的方法，用以有效防止管件在弯曲成型过程中发生起皱失稳现象，且使用方便、保证了弯管成型工作效率。

本发明提供一种弯管成型用辅助模具，包括：至少两个链盘，所述链盘为一旋转体，一可伸缩的柔性连接件依次贯穿所述至少两个链盘的旋转中心轴、将所述至少两个链盘串在一起；各链盘的旋转中心轴位于同一直线，所述链盘的母线为用于与所述待成型管件的内壁相切的圆弧线；所述柔性连接件的两端分别设置有用于防止串在一起的、至少两个所述链盘在所述柔性连接件上窜动的第一定位件和第二定位件。

本发明还提供一种使用上述弯管成型用辅助模具进行弯管弯曲成型的方法，包括：

将弯管成型用辅助模具置入到待成型管件内，并使弯管成型用辅助模具的链盘的中心旋转轴与所述待成型管件的中心轴重合、所述链盘的侧面与所述待成型管件的内壁相切；

将所述待成型管件的一端置入弯曲圆盘的凹槽中、并与所述弯曲圆盘相对固定，将所述待成型管件的另一端伸入到所述弯曲圆盘与压辊之间的空隙中；

驱动所述弯曲圆盘转动，以使所述待成型管件逐渐弯曲成弯管。

本发明提供的弯管成型用辅助模具及使用其进行弯管弯曲成型的方法，可通过串在柔性连接件上的、多个均与待成型管件内壁相切的链盘平衡掉待成型管件承受的弯曲造成的压应力，以避免待成型管件承受的总压应力不会达到待成型管件所能承受的极限压应力，从而可有效避免弯管弯曲成型过程中出现起皱失稳现象，同时还能防止对管件内壁的拉伤，保证了加工成型的弯管的质量；并且，使用方便，提高了弯管弯曲成型工作效率。

附图说明

图1是现有技术中弯管成型过程的示意图；

图2是图1中弯曲圆盘的结构示意图；

图3是图2中A-A向视图；

图4A为本发明弯管成型用辅助模具实施例的结构示意图；

图4B为图4A中链盘的主视图；

图4C为图4B的侧视图；

图5为图4中的弯管成型用辅助模具弯曲成型过程中的受力情况示意图；

图6为本发明使用如图4A中的弯曲成型用辅助模具进行弯管弯曲成型的方法实施例的流程图。

具体实施方式

图4A为本发明弯管成型用辅助模具实施例的结构示意图；图4B为图4A中链盘的主视图；图4C为图4B的侧视图；请参照图4A、图4B和图4C，本实施例提供一种弯管成型用辅助模具，包括：至少两个链盘41，链盘41为一旋转体，一可伸缩的柔性连接件42依次贯穿至少两个链盘41的旋转中心轴、将至少两个链盘41串在一起；各链盘41的旋转中心轴位于同一直线，链盘41的母线401为用于与待成型管件3的内壁相切的圆弧线；柔性连接件42的两端分别设置有用于防止串在一起的、至少两个链盘41在柔性连接件42上窜动的第一定位件421和第二定位件。

具体地，链盘41可以为一圆弧线绕一旋转中心轴旋转形成的旋转体，则该圆弧线旋转形成链盘41的侧面413，链盘41的两端、与所述旋转中心轴垂直的平面为链盘41的端面；进一步地，链盘41的旋转中心轴位置可以开设有供柔性连接件42穿过的通孔412。柔性连接件42可以为能够被弯曲成各种形状的软杆或软绳，且在轴向也具有弹性，以实现长度上的伸长或缩短，例如可以采用直径较小、长度较大的圆柱压缩弹簧，优选地，柔性连接件42可以采用波纹绳，以降低成本，方便制造。柔性连接件42两端的第一定位件421和第二定位件可以为挡片或挡块等形式，或者也可将柔性连接件42的两端分别同最外侧的链盘41的外侧端面粘接固定，以防止多个链盘41在柔性连接件42上窜动，保证弯曲成型过程中链盘41始终处于待成型管件需要弯曲的部分。

链盘41的母线401为与待成型管件3的内壁相切的圆弧线，即母线401旋转形成的侧面413需为能与待成型管件3的内壁相切的球形曲面；更进一步地，在具体设定链盘的尺寸时，可以使母线401的曲率半径小于需要弯折形成的弯管的弯曲半径，以在保证能获得需要的弯曲弧度的同时，保证在弯曲过程中，链盘41的侧面413可以与待成型管件的侧壁保持相切。

另外，需要说明的是，链盘41的总数可以综合考虑R/D、S/D及α来确定，其中，D为待成型管件的直径，S为待成型管件的壁厚，R为需要弯曲形成的弯管的弯曲半径，α为弯曲形成的弯管对应的中心角；一般而言，R的值越小、S的值越小时，链盘41的总数可以多一些，以保证弯曲成型得到的弯管的质量。

更进一步地，本实施例的弯管成型用辅助模具所需要的链盘41的总数也可以根据以下表格来确定：

在上表中，D为待成型管件的直径，S为待成型管件的壁厚，R为需要弯曲形成的弯管的弯曲半径，α为弯曲形成的弯管对应的中心角。根据上表，优选地，当α为90°、S/D小于0.2、R/D在1～1.5范围内时，可采用在柔性连接件42上串五个链盘41的方式，以达到更好的防起皱失稳效果。

图5为图4中的弯管成型用辅助模具弯曲成型过程中的受力情况示意图；请参照图4A-C和图5，在弯曲成型开始前，可将本实施例提供的弯管成型用辅助模具放入到待成型管件3的内腔中，并将其推入到需要折弯的位置；然后，将待成型管件3放入到弯曲圆盘11侧面的凹槽中，其中待成型管件3的一端通过固定件112与弯曲圆盘11固定，另一端则伸入弯曲圆盘11与压辊（图未示）之间的空隙，随后驱动弯曲圆盘11逆时针旋转，使得待成型管件3随弯曲圆盘11的转动逐渐被弯曲成圆弧状。在上述过程中，当待成型管件3处于弯曲过程的初始位置时（弯曲圆盘11即将转动时），待成型管件3内壁与链盘41之间不存在作用力，当弯曲圆盘11以固定力矩M转动时，待成型管件3逐渐弯曲，其与弯曲圆盘11接触的管壁内侧受到弯曲造成的压应力，由于处于待成型管件3中的链盘41与待成型管件3的内壁表面相切，使得链盘41对待成型管件3的侧壁产生沿弯曲圆盘11径向的法向作用力N、和沿弯曲圆盘11切向的切向作用力F，同时由于待成型管件3所受到弯曲造成的压应力也始终垂直于待成型管件3内壁和链盘41的切线方向，即该弯曲造成的压应力也沿弯曲圆盘11的径向，从而便可通过该法向作用力N平衡掉待弯曲管件3上述弯曲造成的压应力，以使待成型管件3所承受的总压应力不会达到极限压应力，避免了起皱失稳现象发生；另外，虽然上述切向作用力N随着待成型管件3的弯曲程度变化而不断变化，但其始终过切点并与待成型管件3的中心轴平行，从而还能保证待成型管件3的内壁不会被拉伤。

由上述可知，本实施例提供的弯管成型用辅助模具，可有效避免弯管弯曲成型过程中出现起皱失稳现象，同时还能防止对管件内壁的拉伤，保证了加工成型的弯管的质量；并且，使用方便，有助于提高弯管弯曲成型工作效率。

在上述实施例中，优选地，可以在加工链盘41的过程中对链盘41的侧面413的加工要求来保证、链盘41的最大直径与待成型管件3的内壁之间为为0～0.2mm的间隙配合；以在链盘41侧面存在加工误差情况下，仍可以方便、快速地放入到待成型管件3中，进一步提高弯曲成型工作效率。

进一步地，第一定位件421可以为止挡片；第二定位件可以包括定位杆43和手柄44，定位杆43的第一端面用于抵顶链盘41，定位杆43的第二端面上开设有螺纹安装孔430，手柄44螺接于螺纹安装孔430中，螺纹安装孔430的底端与上述第一端面之间开设有第二通孔，柔性连接件42穿过该第二通孔与手柄44固定连接。即，通过该止挡片和定位杆43限定链盘41相对于柔性连接件42的位置，防止链盘41在柔性连接件42上窜动；并且，手柄44的设置，可以更方便地将所有链盘41放入待成型管件3的内部、并可推动手柄44调整链盘41相对于待成型管件3的轴向的位置，弯曲成型完成后，还能通过手柄44方便地将本实施例的弯管成型用辅助模具从管件内部拉出，更加方便了本模具的使用。

更进一步地，定位杆43可以为圆柱杆，并可以通过在定位杆43的加工要求保证定位杆43与待成型管件3的内壁为0～0.2mm的间隙配合，以更方便地移动定位杆43在待成型管件3的位置，防止定位杆43侧面的加工缺陷在待成型管件内壁上造成划痕，进一步保障了弯曲成型形成的弯管的质量。

本发明另一实施例提供一种使用如上任一实施例的弯管成型用辅助模具进行弯管弯曲成型的方法，请参照图4A和图6，该方法包括：

步骤601、将弯管成型用辅助模具置入到待成型管件3内，并使弯管成型用辅助模具的链盘41的中心旋转轴与待成型管件3的中心轴重合、链盘41的侧面与待成型管件3的内壁相切。

优选地，为了方便将弯管成型用辅助模具放入到待成型管件3中的适当位置，链盘41的最大直径与待成型管件3的内径之间可以采用0～0.2mm的间隙配合，同时，定位杆43与待成型管件3之间也可以采用0～0.2mm的间隙配合。这样，不但方便弯管成型用辅助模具置入待成型管件3的操作，还能在弯曲成型完成后，方便、快速地将本弯管成型用辅助模具取出。

步骤602、将待成型管件3的一端置入弯曲圆盘11的凹槽中、并与弯曲圆盘11相对固定，将待成型管件3的另一端伸入到弯曲圆盘与压辊之间的空隙中，即将内部设置有弯管成型用辅助模具的待成型管件3安装到弯曲成型设备上。

步骤603、驱动弯曲圆盘11转动，以使待成型管件3逐渐弯曲成弯管。

本实施例提供的弯管弯曲成型的方法，可以通过弯管成型用辅助模具中的链盘对待成型管件内壁的支撑作用，使得待成型管件受到的压应力不会达到其极限压应力值，从而防止的起皱失稳现象的发生，提高了成型得到的弯管的质量。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种弯管成型用辅助模具，其特征在于，包括：至少两个链盘，所述链盘为一旋转体，一可伸缩的柔性连接件依次贯穿所述至少两个链盘的旋转中心轴、将所述至少两个链盘串在一起；各链盘的旋转中心轴位于同一直线，所述链盘的母线为用于与所述待成型管件的内壁相切的圆弧线；所述柔性连接件的两端分别设置有用于防止串在一起的、至少两个所述链盘在所述柔性连接件上窜动的第一定位件和第二定位件。

2.根据权利要求1所述的弯管成型用辅助模具，其特征在于，所述链盘的所述旋转中心轴位置开设有供所述柔性连接件穿过的通孔。

3.根据权利要求1所述的弯管成型用辅助模具，其特征在于，所述第一定位件为止挡片；所述第二定位件包括定位杆和手柄，所述定位杆的第一端面用于抵顶所述链盘，所述定位杆的第二端面上开设有螺纹安装孔，所述手柄螺接于所述螺纹安装孔中，所述螺纹安装孔的底端与所述第一端面之间开设第二通孔，所述柔性连接件穿过所述第二通孔与所述手柄固定连接。

4.根据权利要求3所述的弯管成型用辅助模具，其特征在于，所述定位杆为圆柱杆。

5.根据权利要求1至4任一所述的弯管成型用辅助模具，其特征在于，所述柔性连接件为波纹绳。

6.根据权利要求5所述的弯管成型用辅助模具，其特征在于，所述柔性连接件上串有五个所述链盘。

7.一种使用权利要求1至6任一弯管成型用辅助模具进行弯管弯曲成型的方法，其特征在于，包括：

将弯管成型用辅助模具置入到待成型管件内，并使弯管成型用辅助模具的链盘的中心旋转轴与所述待成型管件的中心轴重合、所述链盘的侧面与所述待成型管件的内壁相切；

将所述待成型管件的一端置入弯曲圆盘的凹槽中、并与所述弯曲圆盘相对固定，将所述待成型管件的另一端伸入到所述弯曲圆盘与压辊之间的空隙中；

驱动所述弯曲圆盘转动，以使所述待成型管件逐渐弯曲成弯管。

Images