CN110788175A - 一种待焊管材边缘直边的滚弯成形方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种待焊管材边缘直边的滚弯成形方法，包括预成型、滚弯和整形三个工步，预成型由导入模具完成，滚弯由滚弯模具完成，整形由导出模具完成，导入模具、滚弯模具、导出模具通过模架安装在同一台设备上，由电机驱动，实现了待焊管材边缘直边的滚弯的一体化成型。本发明的滚弯成型方法，成型精度高，一致性、稳定性好，提高了生产效率。

Description

一种待焊管材边缘直边的滚弯成形方法及装置

技术领域

本发明属于钢管加工技术领域，具体涉及待焊管材边缘的直边滚弯成形方法。

背景技术

长直焊缝管材广泛应用于天然气、石油等输送管道上。一般通过卷板机来实现长直焊缝管材的生产，但由于卷板机成形的局限性，卷板成形后的待焊卷管边缘必然存在两个直边。目前常用的处理卷管边缘直边的方法主要有两种，一种是将卷管两边的剩余直边合口，对合口进行焊接，形成一个平板；随后再置于卷板机上，卷制消除剩余直边。该方法生产率较低，生产成本较高，生产周期长。另外一种方法是人工直接切除直边，这样在切除直边时会存在坡口不均匀现象，纵焊缝的相对间隙也不易保证。此外，预留直边宽度不易掌握，易出现直边消除不彻底现象，这样浪费了大量的管材，增加了成本，影响了生产效率。

现有的滚弯成形方法，存在几点问题：(1)不能实现连续的滚弯成型，成形效率低，难以实现工业推广；(2)通过一次成形，产品外形、尺寸难以满足弧度要求，产品精度低；(3)工艺稳定性差，滚弯成型过程中钢管重心容易偏移；(4)通用性差，因模具的限制，只能对某一型号的管材进行滚弯成形；(5)模具投入大，结构复杂，增加了投入成本。

发明内容

本发明提供了一种待焊管材边缘直边的滚弯成形方法，可以解决现有技术中的上述缺陷。

本发明的技术方案如下：

一种待焊管材边缘直边的滚弯成形装置，包括导入模具、滚弯模具和导出模具；所述导入模具包括上导入模和下导入模；所述滚弯模具包括上滚弯模和下滚弯模，所述导出模具包括上导出模和下导出模；所述上导入模、所述下导入模、所述上滚弯模、所述下滚弯模、所述上导出模和所述下导出模分别通过模架固定在设备上。

较佳地，所述下滚弯模采用分离式模具，包括第一下滚弯模和第二下滚弯模，分别置于所述待焊管材的两个边缘直边处。分离式的模具可以对不同直径的待焊管材进行滚弯。

本发明第二方面提供了一种待焊管材边缘直边的滚弯成形方法，包括以下步骤：

(1)预成形：卷板成形后的带直边的待焊管材进入导入模具，所述导入模具转动，所述导入模具与所述管材间的摩擦力带动带动所述管材轴向进给，由所述导入模具对所述管材边缘的直边进行连续的预成形；

(2)滚弯：预成形后的管材进入滚弯模具，所述滚弯模具转动，所述滚弯模具与所述管材间的摩擦力带动所述管材轴向进给，由所述滚弯模具对所述预成形的管材进行连续的滚弯成形；

(3)整形：滚弯后的管材进入导出模具，所述导出模具转动，所述导出模具与所述管材间的摩擦力带动滚弯后的管材轴向进给，由所述导出模具对所述滚弯成形的管材连续的整形。

较佳地，步骤(1)中所述导入模具包括上导入模和下导入模，所述上导入模、所述下导入模分置于所述管材边缘直边的内侧面与外侧面，所述上导入模、所述下导入模挤压所述管材的边缘直边，从而实现对所述管材边缘直边的预成形。

较佳地，所述下导入模表面设置有导向凸台，所述上导入模表面设有与所述导向凸台相对应的凹槽；所述下导入模的导向凸台从所述管材的外侧面卡入所述管材的焊缝中，对所述管材进行导向；所述上导入模从所述管材的内侧面抵顶所述管材，所述上导入模的凹槽与所述下导入模的导向凸台相配合对所述管材边缘的直边进行预成形；所述上导入模与所述管材的接触面具有预定的弯曲度，使得预成形后的管材边缘直边获得相应的弯曲度。

较佳地，步骤(2)中所述滚弯模具包括上滚弯模和下滚弯模，所述上滚弯模从所述管材的内侧面抵顶所述管材，所述下滚弯模从所述管材的外侧面抵顶所述管材，所述上滚弯模、所述下滚弯模分别挤压所述管材的边缘，对所述管材边缘进行滚弯成形。

较佳地，所述上滚弯模设置导向杆，所述导向杆从所述管材内穿过所述管材的焊缝，对所述管材进行导向；所述下滚弯模为分体式结构，分置于所述导向杆的两侧，分别对所述管材的边缘进行滚弯成形。

较佳地，所述下滚弯模的端部为圆盘形，所述下滚弯模的端部的圆周部分成为所述下滚弯模的工作面；所述下滚弯模沿自身轴线自转，同时还能够在所述管材边缘上沿所述管材周向来回移动对所述管材进行滚弯；且能够对所述管材施加径向作用力，使所述管材贴模至上滚弯模，以获得基本满足形状、尺寸要求的待焊无直边管材。

较佳地，通过修改所述下滚弯模的预定轨迹，能够实现对不同直径待焊管材边缘直边的滚弯成形。

较佳地，步骤(3)中，所述导出模具包括上导出模和下导出模，所述上导出模从所述管材的内侧面抵顶所述管材，所述下导出模从所述管材的外侧面抵顶所述管材，所述上导出模、所述下导出模分别挤压所述管材的边缘，对所述管材边缘进行整形；所述上导出模、所述下导出模具有与所述待焊管材相同的弧度。

较佳地，所述上导入模和/或所述下导入模、所述上滚弯模和所述下滚弯模、所述上导出模和/或所述下导出模分别连接驱动装置，所述上导入模和/或所述下导入模、所述上滚弯模和所述下滚弯模、所述上导出模和/或所述下导出模旋转，所述管材在摩擦力的带动下轴向进给，从而实现所述管材边缘直边的滚弯成形。

较佳地，所述下导入模、所述上滚弯模、所述下滚弯模和所述下导出模分别通过电机驱动旋转，所述管材在摩擦力的带动下轴向进给，从而实现连续滚弯成形；所述上导入模和所述上导出模通过模架固定在设备上，固定不动。

较佳地，所述上导入模和/或所述下导入模、所述上滚弯模和所述下滚弯模、所述上导出模和/或所述下导出模分别连接高度调节装置，由所述高度调节装置实现所述上导入模和/或所述下导入模、所述上滚弯模和所述下滚弯模、所述上导出模和/或所述下导出模的上升或下降。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

第一，本发明的一种待焊管材边缘直边的滚弯成形方法，通过预成形-滚弯-整形的三个连续工步，可以实现对待焊卷管边缘的连续滚弯成形，生产效率高，适合大范围推广；通过整形工步，提高了待焊管材的成形质量，尺寸精度高；成形后的管材直边，产品外形、尺寸满足能够弧度要求。

第二，本发明的一种待焊管材边缘直边的滚弯成形方法，通过导入模的导向凸台和滚弯模的导向杆，成形过程中对待焊管材进行持续的导向，制造工艺稳定可靠；通过上导入模与下导入模的挤压作用以及导向凸台的作用、上滚弯模与下滚弯模的挤压作用以及导向杆的作用、上导出模与下导出模的挤压作用，使得待焊管材在轴向进给过程中不会发生重心偏移，提高了工艺稳定性。

第三，本发明的一种待焊管材边缘直边的滚弯成形方法，可以在一台滚弯成形装置上设置三个工步，循序渐进，易于实现无直边待焊管材的自动化生产制造。

第四，本发明的一种待焊管材边缘直边的滚弯成形方法，下滚弯模为分体式结构，可以下滚弯模的运动轨迹，从而实现对不同直径待焊管材的分别滚弯成形。

第五，本发明的一种待焊管材边缘直边的滚弯成形装置，相对于现有的滚弯装置，结构简单，且能在同一台设备上完成卷管的预成形-滚弯-成形三个工步，连续性、稳定性好，提高了生产效率。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

图1是实施例1卷管与上、下导入模具的示意图；

图2是实施例1上、下导入模具预成形的示意图；

图3是实施例1卷管与上、下滚弯模的示意图；

图4是实施例1上、滚弯模具滚弯成形示意图；

图5是实施例1卷管与上、下导出模具的示意图；

图6是实施例1上、下导出模整形示意图；

图7是实施例1整形后的无直边待焊管材示意图。

图中：100带直边卷管；2上导入模；21左成形块；22右成形块；23连接块；3下导入模；31凸台；5上滚弯模；51第一滚弯模块；52第二滚弯模块；6左下滚弯模；7右下滚弯模；8导向杆；12上导出模；13下导出模；15整形后的无直边待焊管材。

具体实施方式

一种待焊卷管边缘直边的连续滚弯成形装置，包括导入模具机构、滚弯模具机构和导出模具机构；所述导入模具机构、所述滚弯模具机构、所述导出模具机构依次固定在同一台设备上；所述导入模具机构、所述滚弯模具机构、所述导出模具机构的工作面位于同一直线上。

所述导入模具机构包括上导入模2和下导入模3，所述滚弯模具机构包括上滚弯模5和下滚弯模，其中下滚弯模采用分离式模具，由左下滚弯模6和右下滚弯模7组成。所述导出模具机构包括上导出模12和下导出模13。

具体的，请参见图1、图2，导入模具机构包括上导入模2和下导入模3，上导入模2通过模架固定在设备上，所述下导入模3连接液压缸，通过液压缸调节所述下导入模3的高度。所述下导入模3为圆柱体，沿所述下导入模3周向设置有凸台31，凸台31具有导向功能，电机驱动所述下导入模3沿其轴向旋转。所述上导入模2为哑铃型结构，由左、右成形块21、22和中间的连接块23组成，上导入模2具有凹槽，凹槽的深度不小于凸台31的高度。成形块21、成形块22表面具有一定弯曲度，在对卷管边缘的直边预成形时，使得卷管边缘能够获得一定弯曲弧度，上导入模2通过连接块23固定在模架上，模架穿过所述待焊管材的焊缝固定在设备上。

请参见图3、图4，滚弯模具机构包括上滚弯模5和下滚弯模，其中下滚弯模采用分体式模具，由左下滚弯模6和右下滚弯模7组成。上滚弯模5包括第一滚弯模块51和第二滚弯模块52，第一滚弯模块51和第二滚弯模块52由模架将其固定在设备上，第一滚弯模块51和第二滚弯模块52之间的间隙内固定设置导向杆8，所述导向杆8通过模架固定。第一滚弯模块51和第二滚弯模块52分别与电机连接，电机驱动第一滚弯模块51和第二滚弯模块52旋转运动。在另一实施例中，第一滚弯模块51和第二滚弯模块52还可以连接升降液压缸，通过液压缸控制第一滚弯模块51和第二滚弯模块52的上升与下降。

第一滚弯模块51和第二滚弯模块52的工作面的弧度与待焊管材弧度基本一致。左下下滚弯模6的端部为圆盘形，圆盘形端面的圆周部分为左下下滚弯模6的工作面。右下滚弯模7具有与左下滚弯模6相同的结构，右下滚弯模7与左下滚弯模6对称设置于导向杆8二侧，并分别通过转轴与伺服电机连接。

所述左下下滚弯模6、右下滚弯模7分别通过伺服电机驱动，可以绕其自身轴线旋转运动的同时，还可以沿卷管周向对卷管边缘的直边施加径向作用力，使其发生贴模至上滚弯模5，获得基本满足弧度要求的无直边待焊管材。

请参见图5、图6，导出模具机构包括上导出模12和下导出模13，上导出模12通过模架固定在设备上，上导出模12具有椭圆形球面，其工作球面弧度与待焊管材弧度完全一致。下导出模13为柱状，所述下导出模13的表面向内凹形成单叶双曲面的柱状体形下导出模13，其曲面弧度与待焊管材弧度完全一致。下导出模13与升降液压缸连接，通过液压缸实现下导出模13的升降。

一种待焊卷管边缘直边的连续滚弯成形方法，包括预成形、滚弯和整形。所述预成形由导入模具完成，卷板成形后的带直边的待焊管材进入导入模具，所述导入模具带动所述管材轴向进给，由所述导入模具对所述管材边缘的直边进行连续的预成形。所述滚弯工步由滚弯模具完成，预成形后的管材进入滚弯模具，所述滚弯模具带动所述管材轴向进给，由所述滚弯模具对所述预成形的管材进行连续的滚弯成形。所述整形工步由导出模具完成，滚弯后的管材进入导出模具，所述导出模具带动滚弯后的管材轴向进给，由所述导出模具对所述滚弯成形的管材连续的整形。

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应该理解，这些实施例仅用于说明本发明，而不用于限定本发明的保护范围。在实际应用中本领域技术人员根据本发明做出的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。

实施例1

一种待焊卷管边缘直边的连续滚弯成形方法，包括以下步骤：

1)如图1和图2所示，带直边卷管100传送到导入模具机构后，卷管100置于所述下导入模3上，下导入模3表面的凸台31卡入卷管100的两边缘直边之间，上导入模2通过模架固定在卷管100的内侧。下导入模3首先上升，从所述卷管100的外侧面抵顶所述卷管100的直边并贴近所述上导入模2。由于上导入模的成形块21、成形块22与下导入模3的挤压作用，对卷管100的直边进行预成形。

同时电机驱动下导入模3旋转运动，在摩擦力的作用下带动卷管100轴向进给，对卷管100的边缘直边进行连续的预成形。

预成形过程中，通过下导入模3中间的凸台31持续地对卷管100进行导向；卷管100两边缘被上导入模2和下导入模3挤压固定，在卷管100轴向进给过程中控制了预成形后卷管100的两直边间隙。

2)请参见图3、图4，预成形后的卷管100进入滚弯模具机构，卷管100置于左下滚弯模6和右下滚弯模7上，第一滚弯模块51和第二滚弯模块52通过模架固定在卷管100内侧，上滚弯模5从卷管的内侧面抵顶所述卷管100并贴紧所述左下滚弯模6和右下滚弯模7，导向杆8穿过所述卷管100的焊缝。左下滚弯模6和右下滚弯模7在伺服电机的驱动下自转，左下滚弯模6和右下滚弯模7分别沿卷管100边缘周向来回移动，连续对卷管100的边缘进行局部塑性变形；同时电机驱动左下滚弯模6和右下滚弯模7使其贴模至上滚弯模5，对卷管100的边缘进行滚弯。

上滚弯模5与电机连接，电机驱动上滚弯模5旋转运动，卷管100在摩擦力的带动下轴向进给，从而对卷管100进行连续滚弯成形。

滚弯成形过程中通过上滚弯模5设置的导向杆8持续地对卷管100进行导向，通过上滚弯模5、左下滚弯模6和右下滚弯模7和导向杆的固定作用，控制卷管100的两开口间隙，获得滚弯成形后基本满足外形尺寸的无直边待焊管材100；

3)如图5和图6，滚弯成形后的卷管100进入导出模具机构，卷管100位于下导出模具13上，上导出模12通过模架固定在卷管的内侧面，下导出模13通过液压缸控制使其上升，并从卷管100的外侧面抵顶所述卷管100并贴紧所述上导出模12。通过上导出模12、下导出模13的挤压作用对卷管100的边缘进行整形。

同时电机驱动下导出模13旋转运动，在摩擦力的作用下卷管100轴向进给，连续整形出完全满足外形尺寸的无直边待焊管材15，如图7所示。

实施例2

本实施例提供了一种不同直径的待焊管材边缘直边的滚弯成形方法，根据不同直径管材产品要求的外形尺寸，调整左下滚弯模6和右下滚弯模7的运动轨迹，使左下滚弯模6和右下滚弯模7沿着卷管边缘周向来回移动，从而实现不同直径的无直边待焊管材的制造。

尽管本发明的具体实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列待焊卷管的运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。

在本发明及上述实施例的教导下，本领域技术人员很容易预见到，本发明所列举或例举的各原料或其等同替换物、各加工方法或其等同替换物都能实现本发明，以及各原料和加工方法的参数上下限取值、区间值都能实现本发明，在此不一一列举实施例。

Claims (10)

1.一种待焊管材边缘直边的滚弯成形装置，其特征在于，包括导入模具、滚弯模具和导出模具；所述导入模具包括上导入模和下导入模；所述滚弯模具包括上滚弯模和下滚弯模，所述导出模具包括上导出模和下导出模；所述上导入模、所述下导入模、所述上滚弯模、所述下滚弯模、所述上导出模和所述下导出模分别通过模架固定在设备上。

2.根据权利要求1所述的待焊管材边缘直边的滚弯成形装置，其特征在于，所述下滚弯模采用分离式模具，包括第一下滚弯模和第二下滚弯模，分别置于所述待焊管材的两个边缘直边处。

3.一种待焊管材边缘直边的滚弯成形方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)预成形：卷板成形后的带直边的待焊管材进入导入模具，所述导入模具转动，所述导入模具与所述管材间的摩擦力带动所述管材轴向进给，由所述导入模具对所述管材边缘的直边进行连续的预成形；

(2)滚弯：预成形后的管材进入滚弯模具，所述滚弯模具转动，所述滚弯模具与所述管材间的摩擦力带动所述管材轴向进给，由所述滚弯模具对所述预成形的管材进行连续的滚弯成形；

(3)整形：滚弯后的管材进入导出模具，所述导出模具转动，所述导出模具与所述管材间的摩擦力带动所述管材轴向进给，由所述导出模具对所述滚弯成形的管材连续的整形。

4.如权利要求3所述的一种待焊管材边缘直边的滚弯成形方法，其特征在于，步骤(1)中所述导入模具包括上导入模和下导入模，所述上导入模、所述下导入模分置于所述管材边缘直边的内侧面与外侧面，所述上导入模、所述下导入模挤压所述管材的边缘直边，从而实现对所述管材边缘直边的预成形。

5.如权利要求4所述的一种待焊管材边缘直边的滚弯成形方法，其特征在于，所述下导入模表面设置有导向凸台，所述上导入模表面设有与所述导向凸台相对应的凹槽；所述下导入模的导向凸台从所述管材的外侧面卡入所述管材的焊缝中，所述上导入模从所述管材的内侧面抵顶所述管材，所述上导入模的凹槽与所述下导入模的导向凸台相配合对所述管材边缘的直边进行预成形；所述上导入模与所述管材的接触面具有一定的弯曲度。

6.如权利要求3所述的一种待焊管材边缘直边的滚弯成形方法，其特征在于，步骤(2)中所述滚弯模具包括上滚弯模和下滚弯模，所述上滚弯模从所述管材的内侧面抵顶所述管材，所述下滚弯模从所述管材的外侧面抵顶所述管材，所述上滚弯模、所述下滚弯模分别挤压所述管材的边缘，对所述管材边缘进行滚弯成形。

7.如权利要求6所述的一种待焊管材边缘直边的滚弯成形方法，其特征在于，所述上滚弯模设置导向杆，所述导向杆从所述管材内穿过所述管材的焊缝，对所述管材进行导向；所述下滚弯模为分体式结构，分置于所述导向杆的两侧，分别对所述管材的边缘进行滚弯成形。

8.如权利要求7所述的一种待焊管材边缘直边的滚弯成形方法，其特征在于，所述下滚弯模的端部为圆盘形，所述下滚弯模的端部的圆周部分成为所述下滚弯模的工作面；所述下滚弯模沿自身轴线自转，同时还能够在所述管材边缘上沿所述管材周向来回移动对所述管材进行滚弯；且能够对所述管材施加径向作用力，使所述管材贴模至上滚弯模，以获得基本满足形状、尺寸要求的待焊无直边管材。

9.如权利要求7所述的一种待焊管材边缘直边的滚弯成形方法，其特征在于，通过修改所述下滚弯模的预定轨迹，能够实现对不同直径待焊管材边缘直边的滚弯成形。

10.如权利要求3所述的一种待焊管材边缘直边的滚弯成形方法，其特征在于，步骤(3)中，所述导出模具包括上导出模和下导出模，所述上导出模从所述管材的内侧面抵顶所述管材，所述下导出模从所述管材的外侧面抵顶所述管材，所述上导出模、所述下导出模分别挤压所述管材的边缘，对所述管材边缘进行整形；所述上导出模、所述下导出模具有与所述待焊管材相同的弧度。

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