CN114653769B - 一种管件辊挤成形方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于塑性成形技术领域，具体涉及一种管件辊挤成形方法，分析零件的截面周长，设计目标管，选取管坯，设计成形辊轮组，管坯放入成形辊轮组中，调整位置，启动装置，成形辊旋转将管坯成形，取出管件，成形结束，进行后续加工。本发明的管件辊挤成形方法可以对管坯进行连续成形，生产效率高，不需施加内压即可成形变截面零件，生产成本低；作为预成形工艺可与多种管成形工艺结合，降低零件成形难度，拓宽成形范围。
Description
技术领域
本发明属于塑性成形技术领域，具体涉及一种管件辊挤成形方法。
背景技术
管状零件具有优秀的抗弯强度和疲劳性能，且减重效果良好，在汽车行业有广泛应用。但由于零件各部分受力条件不同，为充分利用材料强度，管件不同位置的截面周长是不同的。这使得管件的截面周长差变化很大。
在管件内高压成形技术中，材料受内压作用发生拉伸变形而成形，通常为了控制壁厚减薄率、降低成形难度，内高压成形管件的最大截面差为20％左右。传统内高压的成形压力高，生产效率低；同时高压源和压力机设备的成本也非常高。
充压镦形是一种管材低压成形工艺，公布号为CN106311857A的发明专利公开了一种复杂截面中空构件低压镦胀成形方法，此工艺是以最大截面管径为管坯，在内压的支撑作用下，利用合模力使管坯截面发生压缩变形。随着压缩量的增大，需要的支撑内压越高且起皱不易控制。
另有管件辊弯成形工艺，公布号为CN209565776U的实用新型专利公开了一种汽车上的A柱的连续成形装置，由若干个成形辊轮组将金属板材连续辊压形成三角形的连续梁，最后由焊接装置将金属板材两边缘焊接起来。该装置采用等宽度的板材作为坯料，成形等截面管，使用范围小，装置复杂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种管件辊挤成形方法，采用特殊设计的压辊将管材截面周长改变，并且不需要施加内压，结构简单、生产效率高，可作为预成形工艺以降低后续工艺成形难度。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种管件辊挤成形方法，包括以下步骤：
步骤一：分析零件的截面周长，记最大截面周长为s；
步骤二：设计目标管：目标管截面形状为圆形、椭圆形或圆-椭圆组合，且满足以下条件：(1)目标管各截面周长＝零件对应位置的截面周长；(2)目标管各截面圆心、椭圆长轴在同一平面，记为中心面；(3)目标管两端截面形状为圆形；
步骤三：选取管坯，管坯外半径为R，长度大于等于目标管的长度；
步骤四：设计成形辊轮组：以目标管为成形对象设计成形辊轮组，包括相互啮合连接的上辊轮和下辊轮；上辊轮、下辊轮的啮合面与步骤2)中的中心面重合；
步骤五：将管坯放入成形辊轮组中，调整位置；启动装置，成形辊旋转将管坯成形；
步骤六：取出管件，成形结束，进行后续加工。
进一步地，所述步骤四中成形辊轮组设置多组，用以实现大变形量的管件成形。
本发明具有以下有益效果：本发明的管件辊挤成形方法可以对管坯进行连续成形，生产效率高，不需施加内压即可成形变截面零件，生产成本低；作为预成形工艺可与多种管成形工艺结合，降低零件成形难度，拓宽成形范围。
附图说明
图1为零件的结构示意图。
图2为图1中的A-A向剖视图。
图3为图1中的B-B向剖视图。
图4为目标管的结构示意图。
图5为图4中的C-C向剖视图。
图6为图4中的D-D向剖视图。
图7为管坯结构示意图。
图8为管坯的剖面结构示意图。
图9为啮合面与中心面重合的成形辊轮组C-C处剖视图。
图10为啮合面与中心面重合的成形辊轮组D-D处剖视图。
图11为采用成形辊轮组成形管坯示意图。
图12为啮合面与中心面不重合的成形辊轮组C-C处剖视图。
图13为啮合面与中心面不重合的成形辊轮组D-D处剖视图。
图中，1、零件，2、目标管，3、管坯，4、成形辊轮组，4-1、上辊轮，4-2、下辊轮，2a、中心面，4a、啮合面。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案做进一步描述，但是本发明的保护范围并不限于这些实施例。凡是不背离本发明构思的改变或等同替代均包括在本发明的保护范围之内。
一种管件辊挤成形方法，包括以下步骤：
步骤一：分析零件1的截面周长，记最大截面周长为s，截面为A，如图1、2所示；取与目标管2椭圆截面对应的位置为截面B，如图3所示。
步骤二：设计目标管2：目标管截面形状为圆形、椭圆形或圆-椭圆组合，且满足以下条件：(1)目标管2各截面周长＝零件1对应位置的截面周长；(2)目标管2各截面圆心、椭圆长轴在同一平面，记为中心面2a；(3)目标管2两端截面形状为圆形；即：目标管2的圆形截面C与截面A对应，周长为s，半径为R＝s/2π；椭圆截面D与截面B对应，周长相等，椭圆长轴、圆心处于同一中心面2a；如图4、5、6所示。
步骤三：选取管坯3，管坯外半径为R，长度大于等于目标管2的长度，如图7、8所示。
步骤四：设计成形辊轮组4：以目标管2为成形对象设计成形辊轮组4，包括相互啮合连接的上辊轮4-1和下辊轮4-2；上辊轮4-1、下辊轮4-2的啮合面4a与步骤2)中的中心面2a重合，如图9、10所示。
步骤五：如图11所示，将管坯3放入成形辊轮组4中，调整位置；启动装置，成形辊旋转将管坯成形。
步骤六：取出管件，成形结束，进行后续加工。
步骤三中管坯3为圆管，包括焊管和无缝管，当采用焊管时需对焊缝进行刮平处理。
步骤四中成形辊轮组4可设置多组，用以实现大变形量的管件成形。
图12、13为啮合面与中心面不重合的成形辊轮组C-C、D-D截面示意图，啮合面4a到圆心所在中心面的距离为d。
本发明的成形方法可与辊弯、加热等工艺结合，用于实现弯管、热处理等工艺。
本发明不局限于上述实施方式，任何人应得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。
本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。
Claims (2)
1.一种管件辊挤成形方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：分析零件的截面周长，记最大截面周长为s；
步骤二：设计目标管：目标管截面形状为圆形、椭圆形或圆-椭圆组合，且满足以下条件：(1)目标管各截面周长＝零件对应位置的截面周长；(2)目标管各截面圆心、椭圆长轴在同一平面，记为中心面；(3)目标管两端截面形状为圆形；
步骤三：选取管坯，管坯外半径为R，长度大于等于目标管的长度；
步骤四：设计成形辊轮组：以目标管为成形对象设计成形辊轮组，包括相互啮合连接的上辊轮和下辊轮；上辊轮、下辊轮的啮合面与步骤2)中的中心面重合；
步骤五：将管坯放入成形辊轮组中，调整位置；启动装置，成形辊旋转将管坯成形；
步骤六：取出管件，成形结束，进行后续加工。
2.如权利要求1所述的管件辊挤成形方法，其特征在于，所述步骤四中成形辊轮组设置多组，用以实现大变形量的管件成形。
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