CN103920810B - 一种双身管压弯成型模具及工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种双身管压弯成型模具，包括底座，下模、楔块均定位于底座内，且下模设于楔块上，压块设于下模上，用于固定被加工零件管子的压条、塞块窜插于压块中；上模设于压机上平台上，底座设于压机下平台上。本发明还提供了一种双身管压弯成型工艺方法，首先将管子零件的中间在弯管机上弯制形成圆弧R’，圆弧R’两端的管子平行设置；然后对管子零件采用上述双身管压弯成型模具进行压制。本发明提供的装置一次压制成型，能够很好地控制管子上的几何尺寸，后续无需对管子进行手工作正，即省时又省力；加工出的管子零件，多批次之间整体精度高，降低了后续零件安装装配难度，具有制造成本低、生产效率高、操作便捷的优点。

Description

一种双身管压弯成型模具及工艺方法

技术领域

本发明涉及一种双身管压弯成型模具及工艺方法，属于双身管弯制技术领域。

背景技术

生产车间进行弯管加工时通常使用弯管模具，首先对管子两端弯制加工弯段，再对管子中间弯段进行弯制加工。采用此种加工方式，加工出的管子几何尺寸的精度较低。如果采用此种加工方式进行大批量弯管加工，加工出的批量管子长短不一，不能达到标准化要求，而且此种加工方法生产效率低，不利于车间大规模投入使用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种加工精度高、制造成本低、生产效率高且操作便捷的双身管压弯成型模具及工艺方法。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种双身管压弯成型模具，其特征在于：包括底座，下模、楔块均定位于底座内，且下模设于楔块上，压块设于下模上，用于固定被加工零件管子的压条、塞块窜插于压块中；上模设于压机上平台上，底座设于压机下平台上。

优选地，所述下模通过螺钉与所述底座左侧壁连接，所述下模还通过销轴和开口销与所述底座前后壁连接。

优选地，所述压块通过螺栓和垫圈旋紧定位于所述下模上。

优选地，所述楔块上斜面与下底面形成倾斜角a，所述下模相对所述底座的底平面也形成倾斜角a，倾斜角a的范围为0°～50°。

优选地，所述上模的左半段与右半段形成阶梯型结构，左半段的宽度大于右半段；所述上模底面左端形成两道平行的第一直段结构弧形凹槽，所述上模底面右端形成两道平行的第二直段结构弧形凹槽，两道纵向倾斜结构弧形凹槽的两端分别通过一圆弧段结构凹槽与第一直段结构弧形凹槽、第二直段结构弧形凹槽衔接；

第一直段结构弧形凹槽、第二直段结构弧形凹槽、纵向倾斜结构弧形凹槽的半径均为R3，R3=1/2Φ1，Φ1数值与被加工管件外径相同；第一直段结构弧形凹槽、第二直段结构弧形凹槽均与水平方向形成倾斜角a，其值与所述楔块中的倾斜角a角度数值相同；第一直段结构弧形凹槽与第二直段结构弧形凹槽之间的高度差为T1，两道平行的第一直段结构弧形凹槽之间的节距为T2，两道平行的第二直段结构弧形凹槽之间的节距为T3，两道纵向倾斜结构弧形凹槽之间形成折角b；圆弧段结构凹槽的内径和外径分别为R1和R2，圆弧段结构凹槽的圆弧角为c；

两道平行的第一直段结构弧形凹槽均包含半径为R3的1/4圆弧面，1/4圆弧面的上端向外侧斜下方延伸形成一曲面，该曲面与1/4圆弧面上端相切，曲面起始端与末端的高度差为S1，S1数值范围为：2～5mm；1/4圆弧面的下端向下垂直延伸的长度为R3；第二直段结构弧形凹槽与第一直段结构弧形凹槽截面结构相同。

优选地，所述上模两侧设有用于装夹于压机上平台上的压条。

优选地，所述下模上表面右半段结构与所述上模底面结构相匹配，所述上模上的第一直段结构弧形凹槽、第二直段结构弧形凹槽、纵向倾斜结构弧形凹槽与下模相应部分衔接后构成圆形管状槽体；下模上与所述上模上的两道第一直段结构弧形凹槽匹配处左端以相同结构相左延伸设定距离后左端部通过圆弧连接。

优选地，所述底座内设有方形型腔，所述楔块设于方形型腔内，方形型腔右侧设有便于取出所述楔块的台阶；所述底座两侧设有用于与压机下平台装夹的压条。

优选地，所述压块为倒置的“E”型结构，所述压条、塞块窜插于所述压块的方孔中。

本发明还提供了一种双身管压弯成型工艺方法，采用上述双身管压弯成型模具，其特征在于，该方法包括二道加工工序：

第一道加工工序：将待加工的圆柱形管子零件的中间在弯管机上弯制形成圆弧R’，圆弧R’两端的管子平行设置；

第二道加工工序：对第一道加工工序加工出的管子零件进行压制，压制后的管子形成如下结构：圆弧R’两端的管子对称设置，均包括第一直段、纵向倾斜段和第二直段，纵向倾斜段的两端分别通过一圆弧段与第一直段、第二直段衔接；第一直段与第二直段之间形成高度差，圆弧R’两端的第一直段与第二直段之间通过纵向倾斜段的过渡管子节距变小并形成折角；此压制过程中，使用所述的双身管压弯成型模具，具体包括如下步骤：

步骤1：根据被加工管子零件的结构尺寸，首先将所述双身管压弯成型模具中的零件完成组装，并将双身管压弯成型模具的相应部分固定在压机上/下平台上；

步骤2：将第一道加工工序加工出的管子零件在下模中摆放就位，并对管子零件进行夹紧；

步骤3：启动压机，将管子零件压制成型；

步骤4：从双身管压弯成型模具中取出管子零件，后续对管子进行管端坡口加工操作。

本发明提供的装置克服了现有技术的不足，管子零件中的多个空间立体圆弧弯段采用模具一次压制成型，能够很好地控制管子上的几何尺寸，后续无需对管子进行手工作正，即省时又省力；采用本发明加工方法加工出的管子零件，多批次之间整体精度高，降低了后续零件安装装配难度，具有制造成本低、生产效率高、操作便捷的优点。

附图说明

图1为第一道加工工序后管子零件主视图；

图2为第一道加工工序后管子零件俯视图；

图3为第二道加工工序后管子零件主视图；

图4为第二道加工工序管子零件俯视图；

图5为双身管压弯成型模具示意图；

图6为图5中A向示意图；

图7为楔块主视图；

图8为楔块俯视图；

图9为上模结构示意图；

图10为上模仰视图；

图11为图9中A-A剖视图；

图12为图9中B-B剖视图；

图13为图9中C-C剖视图；

图14为图9中D向视图；

图15为下模主视图；

图16为下模俯视图；

图17为图15中A-A剖视图；

图18为图15中B-B剖视图；

图19为图15中C-C剖视图；

图20为图16中D-D剖视图；

图21为底座主视图；

图22为底座俯视图；

图23为压块主视图；

图24为压块俯视图；

图25为压条主视图；

图26为压条俯视图；

图27为塞块主视图；

图28为塞块俯视图。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以一优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

双身管压弯成型工艺方法，包括二道加工工序：

结合图1和图2，待加工的管子零件为一Φ38×8的圆柱形管子，管子材质为SA213-T11。第一道加工工序是将管子零件的中间在弯管机上弯制形成圆弧R’，圆弧R’两端的管子平行设置。

结合图3和图4，第二道加工工序是通过对管子零件进行压制，压制后的管子形成如下结构：圆弧R’两端的管子对称设置，均包括第一直段、纵向倾斜段和第二直段，纵向倾斜段的两端分别通过一圆弧段与第一直段、第二直段衔接。第一直段、第二直段之间的高度差为T1'，第一直段的长度为T4，圆弧R’两端的第一直段的节距为T2，圆弧R’两端的第二直段的节距为T3’，圆弧R’两端的纵向倾斜段之间形成折角b’，圆弧段的内径R1'、外径R2'均为60mm，圆弧段的圆弧角为c’为30°。

第二道加工工序中将上述几何尺寸一次全部压制成型。此压制过程中，需要使用一种双身管压弯成型模具。

结合图5和图6，该双身管压弯成型模具由螺栓1、垫圈2、压块3、上模4、下模5、楔块6、底座7、螺钉8、销轴9、开口销10、压条11和塞块12构成。楔块6安装在底座7内，下模5安装在底座7内的楔块6上并通过螺钉8与底座7左侧壁连接，下模5还通过销轴9和开口销10与底座7前后壁连接，通过螺钉8、销轴9、开口销10将下模5、楔块6定位在底座7上。压块3安装在下模5上，通过螺栓1、垫圈2进行旋紧定位。上模4安装在压机上平台S上，底座7安装在压机下平台X上，通过压机中配套的紧固件进行安装定位。压条11、塞块12窜插在压块3方孔中，用于固定被加工零件管子。楔块6、上模4、下模5根据被加工零件管子设计结构作相应调整，更换安装于底座7上。

结合图7和图8，楔块6上斜面与下底面形成倾斜角a，下模5安装在楔块6上，底座7底平面水平，即下模5相对底座7的底平面也处于倾斜位置，下模5与底座7底平面的夹角也为a。a的数值范围为0°～50°。

结合图9～图14，上模4的左半段与右半段形成阶梯型结构，左半段的宽度大于右半段。上模4顶部设有螺纹孔L，两侧设有压条，用于装夹于压机上平台S上。上模4底面左端形成两道平行的第一直段结构弧形凹槽，上模4底面右端形成两道平行的第二直段结构弧形凹槽，两道纵向倾斜结构弧形凹槽的两端分别通过一圆弧段结构凹槽与第一直段结构弧形凹槽、第二直段结构弧形凹槽衔接。

第一直段结构弧形凹槽、第二直段结构弧形凹槽、纵向倾斜结构弧形凹槽的半径均为R3，R3=1/2Φ1，Φ1数值与被加工管件外径相同。第一直段结构弧形凹槽、第二直段结构弧形凹槽均与水平方向形成倾斜角a，其值与楔块6中的倾斜角a角度数值相同。第一直段结构弧形凹槽与第二直段结构弧形凹槽之间的高度差为T1，两道平行的第一直段结构弧形凹槽之间的节距为T2，两道平行的第二直段结构弧形凹槽之间的节距为T3，两道纵向倾斜结构弧形凹槽之间形成折角b。即第一直段结构弧形凹槽、第二直段结构弧形凹槽经过纵向倾斜结构弧形凹槽和圆弧段结构凹槽的过渡管子节距数值由T2渐变至T3，并形成折角b。圆弧段结构凹槽的内径和外径分别为R1和R2，圆弧段结构凹槽的圆弧角为c。T1、T3、b、R1、R2、c的数值分别相比被加工管件上的T1’、T3’、b’、R1’、R2’和c’，其数值尺寸进行放大/缩小一定倍数，其倍数范围为：0.6～1.5。T2的数值与被加工管件上的管子节距T2相同。其中，T1、T2、T3'数值依次为：76mm、56mm、50mm。

两道平行的第一直段结构弧形凹槽均包含半径为R3的1/4圆弧面，1/4圆弧面的上端向外侧斜下方延伸形成一曲面，该曲面与1/4圆弧面上端相切，曲面起始端与末端的高度差为S1，S1数值范围为：2～5mm。1/4圆弧面的下端向下垂直延伸的长度为R3。第二直段结构弧形凹槽与第一直段结构弧形凹槽截面结构相同。

结合图15～图20，下模5上表面右半段结构与上模4底面结构相匹配，上模4上的第一直段结构弧形凹槽、第二直段结构弧形凹槽、纵向倾斜结构弧形凹槽与下模5相应部分衔接后构成圆形管状槽体。下模5上与上模4上的第一直段结构弧形凹槽匹配处左端以相同结构相左延伸至距离第一直段结构弧形凹槽最右端长度T4处，该数值与被加工管件上的长度T4相同，延伸后的长度为T4的两道第一直段结构弧形凹槽最左端通过圆弧连接。下模5上圆弧段与直线段连接处设有多处圆弧倒角M。下模5下部还设有销轴孔N。

结合图21和图22，底座7内设有方形型腔，方形型腔右侧设有台阶，便于取出楔块6。底座7左侧设有螺纹孔P，底座7前后壁上设有销轴孔N。底座7两侧设有压条，用于与压机下平台X安装装夹。

结合图23和图24，压块3为“E”型结构，倒置于下模5上右半部，压条11、塞块12窜插在压块3的方孔中，用于固定被加工零件管子。压块3上设有凹槽和圆孔，其作用是将螺栓1、垫圈2安装在下模5上。

压条11结构如图25和图26所示，压条11一端形成锥台结构，压条11另一端形成折角。

塞块12结构如图27和图28所示，塞块12的上表面与底面形成倾斜角。

第二道加工工序步骤如下：

1)根据管子设计结构尺寸，相应选择上模4、下模5、楔块6并配齐模具中的其它零件。

2)将楔块6安装在底座7中，下模5安装在底座7中，并摆放在楔块6上，通过螺钉8、销轴9、开口销10将下模5、楔块6定位在底座7上。

3)将上模4安装在油压机上平台上，将底座7安装在压机下平台上，通过压机中配套的紧固件进行安装定位。

4)将第一道加工出的零件管子摆放在下模5槽形中，之后使用压条11、塞块12窜插在压块3方孔中，完成被加工零件管子的固定操作。

5)启动油压机，将上模4与下模5完成合模。即对管子零件完成压制成型操作。

6)从模具中取出管子零件，后续对管子进行管端坡口加工操作。

Claims (10)

1.一种双身管压弯成型模具，其特征在于：包括底座(7)，下模(5)、楔块(6)均定位于底座(7)内，且下模(5)设于楔块(6)上，压块(3)设于下模(5)上，用于固定被加工零件管子的压条(11)、塞块(12)窜插于压块(3)中；上模(4)设于压机上平台上，底座(7)设于压机下平台上。

2.如权利要求1所述的一种双身管压弯成型模具，其特征在于：所述下模(5)通过螺钉(8)与所述底座(7)左侧壁连接，所述下模(5)还通过销轴(9)和开口销(10)与所述底座(7)前后壁连接。

3.如权利要求1所述的一种双身管压弯成型模具，其特征在于：所述压块(3)通过螺栓(1)和垫圈(2)旋紧定位于所述下模(5)上。

4.如权利要求1所述的一种双身管压弯成型模具，其特征在于：所述楔块(6)上斜面与下底面形成倾斜角a，所述下模(5)相对所述底座(7)的底平面也形成倾斜角a，倾斜角a的范围为0°～50°。

5.如权利要求4所述的一种双身管压弯成型模具，其特征在于：所述上模(4)的左半段与右半段形成阶梯型结构，左半段的宽度大于右半段；所述上模(4)底面左端形成两道平行的第一直段结构弧形凹槽，所述上模(4)底面右端形成两道平行的第二直段结构弧形凹槽，两道纵向倾斜结构弧形凹槽的两端分别通过一圆弧段结构凹槽与第一直段结构弧形凹槽、第二直段结构弧形凹槽衔接；

第一直段结构弧形凹槽、第二直段结构弧形凹槽、纵向倾斜结构弧形凹槽的半径均为R3，R3=1/2Φ1，Φ1数值与被加工管件外径相同；第一直段结构弧形凹槽、第二直段结构弧形凹槽均与水平方向形成倾斜角a，其值与所述楔块(6)中的倾斜角a角度数值相同；第一直段结构弧形凹槽与第二直段结构弧形凹槽之间的高度差为T1，两道平行的第一直段结构弧形凹槽之间的节距为T2，两道平行的第二直段结构弧形凹槽之间的节距为T3，两道纵向倾斜结构弧形凹槽之间形成折角b；圆弧段结构凹槽的内径和外径分别为R1和R2，圆弧段结构凹槽的圆弧角为c；

两道平行的第一直段结构弧形凹槽均包含半径为R3的1/4圆弧面，1/4圆弧面的上端向外侧斜下方延伸形成一曲面，该曲面与1/4圆弧面上端相切，曲面起始端与末端的高度差为S1，S1数值范围为：2～5mm；1/4圆弧面的下端向下垂直延伸的长度为R3；第二直段结构弧形凹槽与第一直段结构弧形凹槽截面结构相同。

6.如权利要求5所述的一种双身管压弯成型模具，其特征在于：所述上模(4)两侧设有用于装夹于压机上平台上的压条。

7.如权利要求5所述的一种双身管压弯成型模具，其特征在于：所述下模(5)上表面右半段结构与所述上模(4)底面结构相匹配，所述上模(4)上的第一直段结构弧形凹槽、第二直段结构弧形凹槽、纵向倾斜结构弧形凹槽与下模(5)相应部分衔接后构成圆形管状槽体；下模(5)上与所述上模(4)上的两道第一直段结构弧形凹槽匹配处左端以相同结构相左延伸设定距离后左端部通过圆弧连接。

8.如权利要求1所述的一种双身管压弯成型模具，其特征在于：所述底座(7)内设有方形型腔，所述楔块(6)设于方形型腔内，方形型腔右侧设有便于取出所述楔块(6)的台阶；所述底座(7)两侧设有用于与压机下平台装夹的压条。

9.如权利要求1所述的一种双身管压弯成型模具，其特征在于：所述压块(3)为倒置的“E”型结构，所述压条(11)、塞块(12)窜插于所述压块(3)的方孔中。

10.一种双身管压弯成型工艺方法，采用如权利要求1所述的双身管压弯成型模具，其特征在于，该方法包括二道加工工序：

第一道加工工序：将待加工的圆柱形管子零件的中间在弯管机上弯制形成圆弧R’，圆弧R’两端的管子平行设置；

第二道加工工序：对第一道加工工序加工出的管子零件进行压制，压制后的管子形成如下结构：圆弧R’两端的管子对称设置，均包括第一直段、纵向倾斜段和第二直段，纵向倾斜段的两端分别通过一圆弧段与第一直段、第二直段衔接；第一直段与第二直段之间形成高度差，圆弧R’两端的第一直段与第二直段之间通过纵向倾斜段的过渡管子节距变小并形成折角；此压制过程中，使用权利要求1所述的双身管压弯成型模具，具体包括如下步骤：

步骤1：根据被加工管子零件的结构尺寸，首先将所述双身管压弯成型模具中的零件完成组装，并将双身管压弯成型模具的相应部分固定在压机上/下平台上；

步骤2：将第一道加工工序加工出的管子零件在下模中摆放就位，并对管子零件进行夹紧；

步骤3：启动压机，将管子零件压制成型；

步骤4：从双身管压弯成型模具中取出管子零件，后续对管子进行管端坡口加工操作。