CN103894444A - 单焊缝弯头压制成形方法 - Google Patents
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Abstract
一种单焊缝弯头压制成形方法，其主要是选取与弯头壁厚相同的板坯作为原材料，利用DYNAFORM软件将弯头展开得到坯料尺寸，用切割机下料；加工坯料内凹两侧面的坡口；将坯料截面压制成U型；将U型截面坯料压制成O型截面坯料；将O型截面板料内弧开口处焊合；将弯头两端多余的坯料切除，按要求加工两端后得到合格的弯头零件。本发明压制U型截面和O型截面的模具为凹模、凸模Ⅰ和凸模Ⅱ，凸模Ⅰ的顶面为平面，下部为U形结构，凸模Ⅱ的顶面为平面，与平面垂直的两侧为部分扇形面，在凸模Ⅱ下部的弧形面上设有与加工弯头面对应的凹槽。本发明制得的产品焊缝少且质量好；模具简单，无需芯棒；无需加热，能源消耗少；工艺简单，生产效率高。
Description
技术领域
本发明涉及一种模压成形方法，特别是用于大口径单焊缝弯头的模压成形方法。
背景技术
弯头在现代工业中应用非常广泛，在石油、天然气、化工、电工及纺织中均可见到。其成形方法主要包括冲压-对焊、热推制、冷推制、煨制、挤压及压制等。
冲压-对焊弯头的优点是模具结构简单，使用方便灵活，模具成本低，并且不需要专用的液压设备(可以充分利用先有的液压机)，投资成本较小，可加工的范围广，但是所成形弯头的内弧与外弧会各留下一道焊缝，使弯头的机械性能有所下降。
热推成形工艺加工的弯头拥有壁厚匀称、外观光滑，并适合大批量生产，并且能加工壁厚较厚的管件。但是需要专用的卧式弯头推弯机和专用的模具，工艺相对复杂。另外坯料需加热处理，浪费能源。
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，能源消耗少，生产效率高，材料利用率高，产品质量好的大口径单焊缝弯头成形方法。
本发明成形方法如下：
1.下料
选取与弯头壁厚相同的板坯作为原材料，坯料的形状利用DYNAFORM软件自带的BSE(板料尺寸计算)功能将弯头展开，得到合理的坯料尺寸，用切割机下料。
2.加工坡口
将坯料装卡在机床上，通过刀具与坯料的相对运动加工出坯料内凹两侧横截面要求的坡口尺寸。
3.压制U型截面
将坯料放在凹模上，通过定位销定位，使坯料中心线与凹模中心线对齐，滑块带动凸模Ⅰ压下，将坯料截面压制成U型。
4.压制O型截面
把凹模内的两块垫块卸下，将步骤3压制的U型截面坯料置于凹模内，滑块带动凸模Ⅱ压下，将U型坯料压制成O型，最后通过压机顶杆将其顶出。
5.焊接
将O型截面板料内弧开口处用焊机焊合。
6.切除余料
将弯头两端多余的坯料用切割机切除，并按弯头规格要求加工两端后即可得到合格的弯头零件。
本发明压制U型截面的模具：凹模与下模板通过螺钉联接，下模板上设有与现有技术相同的与压机工作台相连的机构，凹模的型面尺寸与弯头外壁型面尺寸相同，凹模型腔内两侧设有两个垫块，该垫块顶面为平面，下部为U形结构，在垫块的上部两侧带有延伸的凸块，垫块通过螺钉与凹模联接，两垫块的间距为成形弯头外径尺寸，凹模底部中心设有一圆孔，待弯头成形后利用压机顶杆将其顶出。凸模Ⅰ与上模板通过螺钉联接，上模板通过现有技术与压机横梁相连，该凸模Ⅰ的顶面为平面，下部为U形结构，凸模Ⅰ的型面尺寸与弯头内壁型面尺寸相同，凸模与垫块的单边间隙为加工弯头壁厚的1-1.1倍。
本发明压制O型截面的模具：凹模与上述压制U型截面的模具的凹模结构相同，使用时要将凹模型腔内两侧设有的垫块卸下；凸模Ⅱ与上模板通过螺钉联接，上模板通过现有技术与压机横梁相连，凸模Ⅱ的顶面为平面，与平面垂直的两侧为部分扇形面，在凸模Ⅱ下部的弧形面上设有与加工弯头面对应的凹槽，凸模Ⅱ的型面尺寸与弯头外壁型面尺寸相同。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1.本发明成形的产品焊缝少，残余应力小，产品质量好，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；单套模具即可成形45°、60°、90°等多种角度的弯头，模具利用率高。
3.工艺简单，生产效率高，便于工人操作。
4.材料利用率高，降低了产品成本。
5.无需加热，能源消耗少。
附图说明
图1为本发明压制U型截面模具主视半剖示意简图。
图2为本发明压制U型截面模具左视半剖示意简图。
图3为本发明压制U型截面模具俯视示意简图。
图4为本发明压制0型截面模具主视半剖示意简图。
图5为本发明压制O型截面模具左视半剖示意简图。
图6为本发明压制O型截面模具俯视示意简图。
图7为本发明坯料主视示意图。
图8为本发明加工破口后坯料立体示意简图。
图9为本发明压制U型截面的模具立体示意简图。
图10为本发明压制O型截面的模具立体示意简图。
图中：1.上模板；2.凸模Ⅰ；3.凹模；4下模板；5.垫块；6.凸模Ⅱ；7.坯料。
具体实施方式
在图1、图2和图3所示的压制U型截面的模具示意图中，凹模3与下模板4通过螺钉联接，下模板上设有与现有技术相同的与压机工作台相连的机构，凹模的型面尺寸与弯头外壁型面尺寸相同，凹模型腔内两侧分别设有一个垫块5，该垫块顶面为平面，下部为U形结构，在垫块的上部两侧带有延伸的凸块，垫块通过螺钉与凹模联接，两垫块的间距为成形弯头外径尺寸，凹模底部设有一圆孔，待弯头成形后利用压机顶杆将其顶出。凸模Ⅰ2与上模板1通过螺钉联接，上模板通过现有技术与压机横梁相连，该凸模Ⅰ的顶面为平面，下部为U形结构，凸模Ⅰ的型面尺寸与弯头内壁型面尺寸相同，凸模与垫块的单边间隙为加工弯头壁厚的1-1.1倍。
在图4、图5和图6所示的压制O型截面的模具的示意简图中，凹模与上述压制U型截面的模具的凹模结构相同，使用时要将凹模型腔内两侧设有的垫块卸下；凸模Ⅱ6与上模板通过螺钉联接，上模板通过现有技术与压机横梁相连，凸模Ⅱ的顶面为平面，与平面垂直的两侧为部分扇形面，在凸模Ⅱ下部的弧形面上设有与加工弯头面对应的凹槽，凸模Ⅱ的型面尺寸与弯头外壁型面尺寸相同。
实施例1
以生产材料Q235，壁厚t=2.5mm，公称直径D=100mm，弯曲半径1.25D=125mm的90度弯头为例对本发明进行说明。
选取厚度为2.5mmQ235板料作为原材料，坯料7的形状尺寸通过Dynaform软件板料尺寸计算得到（如图7所示），用切割机下料。将下好的坯料装卡在机床上，通过刀具与坯料的相对运动加工出坯料内凹两侧横截面要求的坡口（如图8所示），坡口为Y型坡口，尺寸为1×1.5mm。将坯料坡口朝下放置在凹模上，通过定位销定位，使坯料中心线与凹模中心线对齐（如图9所示）。凹模固定在压机工作台上，凸模Ⅰ安装在压力机滑块上，滑块带动凸模Ⅰ压下，将坯料截面压制成U型。凸凹模型面尺寸与弯头内外壁型面尺寸相同，凸模与垫块的单边间隙为2.7mm。然后将U型截面坯料取下，把凹模型腔内的两块垫块卸下，再将U型截面坯料置于凹模内（如图10所示），凸模Ⅱ安装在压力机滑块上，滑块带动凸模Ⅱ压下，将U型截面坯料压制成O型。凸凹模型腔尺寸与弯头外壁尺寸相同。最后将O型截面板料内弧开口处用焊机焊合，将弯头两端多余的坯料用切割机切除，并按弯头规格要求加工两端后即可得到合格的弯头零件。
实施例2
以生产材料X80，壁厚t=30mm，公称直径D=1200mm，弯曲半径1.5D=1800mm的90度弯头为例对本发明进行说明。
选取厚度为30mm X80板料作为原材料，坯料的形状尺寸通过Dynaform软件板料尺寸计算得到，用切割机下料。将下好的坯料装卡在机床上，通过刀具与坯料的相对运动加工出坯料内凹两侧横截面要求的坡口，坡口为Y型坡口，尺寸为12×18mm。将坯料坡口朝下放置在凹模上，通过定位销定位，使坯料中心线与凹模中心线对齐。凹模固定在压机工作台上，凸模Ⅰ安装在压力机滑块上，滑块带动凸模Ⅰ压下，将坯料截面压制成U型。凸凹模型面尺寸与弯头内外壁型面尺寸相同，凸模与垫块的单边间隙为32mm。然后将U型截面坯料取下，把凹模型腔内的两块垫块卸下，再将U型截面坯料置于凹模内，凸模Ⅱ安装在压力机滑块上，滑块带动凸模Ⅱ压下，将U型截面坯料压制成O型。凸凹模型腔尺寸与弯头外壁尺寸相同。最后将O型截面板料内弧开口处用焊机焊合，将弯头两端多余的坯料用切割机切除，并按弯头规格要求加工两端后即可得到合格的弯头零件。
Claims (3)
1.一种单焊缝弯头压制成形方法，其特征在于：
（1）下料：选取与弯头壁厚相同的板坯作为原材料，坯料的形状利用DYNAFORM软件自带的BSE即板料尺寸计算功能将弯头展开，得到合理的坯料尺寸，用切割机下料；
（2）加工坡口：将坯料装卡在机床上，通过刀具与坯料的相对运动加工出坯料内凹两侧横截面要求的坡口尺寸；
（3）压制U型截面：将坯料放在凹模上，通过定位销定位，使坯料中心线与凹模中心线对齐，滑块带动凸模Ⅰ压下，将坯料截面压制成U型；
（4）压制O型截面：把凹模内的两块垫块卸下，将步骤3压制的U型截面坯料置于凹模内，滑块带动凸模Ⅱ压下，将U型坯料压制成O型，最后通过压机顶杆将其顶出；
（5）焊接：将O型截面板料内弧开口处用焊机焊合；
（6）切除余料：将弯头两端多余的坯料用切割机切除，并按弯头规格要求加工两端后即可得到合格的弯头零件。
2.权利要求1所述的一种单焊缝弯头压制成形方法的压制U型截面的模具，其特征在于：凹模与下模板通过螺钉联接，下模板上设有与现有技术相同的与压机工作台相连的机构，凹模的型面尺寸与弯头外壁型面尺寸相同，凹模型腔内两侧分别设有一个垫块，该垫块顶面为平面，下部为U形结构，在垫块的上部两侧带有延伸的凸块，垫块通过螺钉与凹模联接，两垫块的间距为成形弯头外径尺寸，凹模底部设有一圆孔，待弯头成形后利用压机顶杆将其顶出；凸模Ⅰ与上模板通过螺钉联接，上模板通过现有技术与压机横梁相连，该凸模Ⅰ的顶面为平面，下部为U形结构，凸模Ⅰ的型面尺寸与弯头内壁型面尺寸相同，凸模与垫块的单边间隙为加工弯头壁厚的1-1.1倍。
3.权利要求1所述的一种单焊缝弯头压制成形方法的压制O型截面的模具，其特征在于：凹模与上述压制U型截面的模具的凹模结构相同，使用时要将凹模型腔内两侧设有的垫块卸下；凸模Ⅱ与上模板通过螺钉联接，上模板通过现有技术与压机横梁相连，凸模Ⅱ的顶面为平面，与平面垂直的两侧为部分扇形面，在凸模Ⅱ下部的弧形面上设有与加工弯头面对应的凹槽，凸模Ⅱ的型面尺寸与弯头外壁型面尺寸相同。
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