CN114505387A - 一种薄壁低碳合金翻卷管制造方法 - Google Patents

一种薄壁低碳合金翻卷管制造方法 Download PDF

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Abstract

一种薄壁低碳合金翻卷管制造方法，首先是管材预处理，即先对薄壁冷拔低碳合金钢管进行高温退火处理，以防止翻卷管母材在翻卷扩展过程中出现开裂；其次是管材端部扩孔，选取扩孔翻卷模具，利用压力机对管材进行轴向挤压，使其一端扩孔翻卷；第三步是管材翼缘边翻卷塑型，选取塑型翻卷模具，利用压力机再次进行轴向挤压，扩孔翻卷的管材端部向下移动，而其翼缘边则受到一个向上的导向力，使得翻卷管材的变形端翼缘边向上翻卷，当间隙被挤压殆尽，停止压力机继续轴向挤压，得到翻卷管成品。该方法翻卷不开裂，整体不发生膨胀形变，制成品翻卷稳定性高。

Description

一种薄壁低碳合金翻卷管制造方法
技术领域
本装置涉及金属管道制造领域，尤其涉及一种薄壁低碳合金钢管端部翻卷成型的制造方法。
背景技术
随着各国碰撞安全法规的强制执行，国内外对汽车被动安全性的研究日益深入，汽车被动安全性正成为评价汽车耐撞性能的一项重要指标。
为了改善轻型客车、新能源汽车或高速冲击试验平台的耐撞性，增强汽车前后端撞击溃缩吸能区或缓冲区的吸能能力，降低驾乘人员的伤害程度和高速试验平台的碰撞损伤，需要设计和制造一种吸能稳定且容易安装更换的冲击吸能装置。翻卷管由于其冲击过程中，耐撞性能稳定，是一种非常理想的吸能结构。
发明内容
本发明要解决的制造方法问题是：翻卷管材在保证管材整体不发生膨胀形变、端部扩孔不发生开裂的情况下，达到翻卷管一端朝上翻卷的效果。具体方案如下：
一种薄壁碳钢管端部翻卷成型方法包括以下步骤，第一步：管材预处理，对薄壁冷拔低碳合金钢管进行高温退火处理；
第二步：选取扩孔翻卷模具，所述的扩孔翻转模具中部的圆柱凸台直径与薄壁冷拔低碳合金钢管的内径相同，圆柱凸台的外侧环形凹槽截面圆弧半径大于翻卷制成品要求的截面圆弧半径30％～40％；
第三步：利用压力机对薄壁冷拔低碳合金钢管进行轴向挤压，使其变形端的端部扩孔翻卷越过扩孔翻卷模具底部的圆弧凹槽最低点时，完成翻卷管材的扩孔翻卷；
第四步：选取塑型翻卷模具，所述的塑型翻转模具中部的圆柱凸台直径与薄壁冷拔低碳合金钢管的内径相同，圆柱凸台的外侧环形凹槽截面圆弧半径等于翻卷制成品要求的截面圆弧半径；
第五步：翼缘边翻卷塑型，利用压力机对其进行轴向挤压时，翻卷管材端部向下移动，而其翼缘边则受到一个向上的导向力，使得翻卷管材的变形端翼缘边向上翻卷，当间隙被挤压殆尽，停止压力机继续轴向挤压，取出翻卷管成品。
作为一种优选：高温退火处理的退火温度是500-600摄氏度，保温20-40分钟后，随炉冷却到室温。
作为一种优选：压力机对薄壁冷拔低碳合金钢管进行轴向挤压时，以1mm/min的速度，每次压2mm后，顺管子的中心轴旋转5-20度，重新放置在模具上，再次挤压，如此循环作业，直到翻卷程度达到设计目标。
有益效果：本发明是基于汽车车身结构的耐撞性和吸能需求，确定关键吸能单元的材料选型和关键制造方法，研究相应的翻卷模具结构和成型步骤，该方法制造翻卷管过程管材不开裂，整体不发生膨胀形变，制成品翻卷稳定性高，为深入开发碳钢翻卷管的自动化生产制造方法打下良好基础。
附图说明
附图1：扩孔翻卷模具和塑型翻卷模具的设计示意图
附图2：薄壁管材扩孔翻卷过程示意图
附图3：薄壁管材塑型翻卷过程示意图
具体实施方式
第一步：管材预处理，对薄壁冷拔低碳合金钢管高温退火处理，高温退火处理的退火温度是500-600摄氏度，一般根据管材厚度，选取550摄氏度，保温20-40分钟后，随炉冷却到室温。
第二步：选取扩孔翻卷模具，如图1所示，扩孔翻卷模具和塑型翻卷模具的形状轮廓一致。其中扩孔翻转模具中部的圆柱凸台直径与薄壁冷拔低碳合金钢管的内径相同，圆柱凸台的外侧环形凹槽截面圆弧半径大于翻卷制成品要求的截面圆弧半径30％～40％。
第三步：利用压力机对薄壁冷拔低碳合金钢管进行轴向挤压，如图2所示，以1mm/min的速度，每次压2mm后，顺管子的中心轴旋转5-20度，重新放置在模具上，使其变形端的端部扩孔翻卷越过扩孔翻卷模具底部的圆弧凹槽最低点时，完成翻卷管材的扩孔翻卷。
第四步：选取塑型翻卷模具，所述的塑型翻转模具中部的圆柱凸台直径与薄壁冷拔低碳合金钢管的内径相同，圆柱凸台的外侧环形凹槽截面圆弧半径等于翻卷制成品要求的截面圆弧半径。
第五步：翼缘边翻卷塑型，利用压力机对其进行轴向挤压时，如图3所示，以1mm/min的速度，每次压2mm后，顺管子的中心轴旋转5-20度，重新放置在模具上，翻卷管材端部向下移动，而其翼缘边则受到一个向上的导向力，使得翻卷管材的变形端翼缘边向上翻卷，当间隙被挤压殆尽，停止压力机继续轴向挤压，取出翻卷管成品。
相对于其他翻卷成形装置，本发明方法的最大优点是可对薄壁碳合金翻卷管，整个过程加工作业简单，操作步骤清晰，对于操作工的技术要求不高，翻卷不开裂，整体不发生膨胀形变，制成品翻卷稳定性高这对于后期探索不同成分的碳合金钢管材翻卷成型可行性提供了有利的技术支持。

Claims (3)

1.一种薄壁翻卷管制造方法，包括以下步骤，
第一步：管材预处理，对薄壁冷拔低碳合金钢管高温退火处理；
第二步：选取扩孔翻卷模具，所述的扩孔翻转模具中部的圆柱凸台直径与薄壁冷拔低碳合金钢管的内径相同，圆柱凸台的外侧环形凹槽截面圆弧半径大于翻卷制成品要求的截面圆弧半径30％～40％；
第三步：利用压力机对薄壁冷拔低碳合金钢管进行轴向挤压，使其变形端的端部扩孔翻卷越过扩孔翻卷模具底部的圆弧凹槽最低点时，完成翻卷管材的扩孔翻卷；
第四步是：选取塑型翻卷模具，所述的塑型翻转模具中部的圆柱凸台直径与薄壁冷拔低碳合金钢管的内径相同，圆柱凸台的外侧环形凹槽截面圆弧半径等于翻卷制成品要求的截面圆弧半径；
第五步是：翼缘边翻卷塑型，利用压力机对其进行轴向挤压时，翻卷管材端部向下移动，而其翼缘边则受到一个向上的导向力，使得翻卷管材的变形端翼缘边向上翻卷，当间隙被挤压殆尽，停止压力机继续轴向挤压，取出翻卷管成品。
2.根据权利要求1所述的一种薄壁翻卷管翻卷成型方法，其特征在于：高温退火处理的退火温度是500-600摄氏度，保温20-40分钟后，随炉冷却到室温。
3.根据权利要求1所述的一种薄壁翻卷管翻卷成型方法，其特征在于：压力机对薄壁冷拔低碳合金钢管进行轴向挤压时，以1mm/min的速度，每次压2mm后，顺管子的中心轴旋转5-20度，重新放置在模具上,再次利用压力机对前一步完成的管材进行轴向挤压，循环作业，直到管材端部的扩孔或翻卷程度达到要求。
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石效宽等: "翻卷管工艺及其成形模具比较研究", 《湖州师范学院学报》 *

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