CN1891369A - 薄壁不锈钢弯头及其加工方法以及专用设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种薄壁不锈钢弯头及其加工方法以及专用设备，其方法包括选择厚度为0.7－2.0mm的一段薄壁不锈钢直管管件，并将该直管管件的至少一端切削成斜口；设计弯头成型模具：该模具包括两半边模具，该两半边模具围成弯头形状的圆形断面通道，该通道包括竖直段、圆弧段和水平段三部分；再将所述管件放入模具的圆形断面通道内挤压成弯头等步骤；设备包括弯头移模机构和压力机构以及弯头成型模具；用本发明方法和专用设备加工出来的薄壁不锈钢弯头能做到0.7－2.0mm的壁厚，节约材料和自然资源，加工成本低，且最适合用钎焊与直管管件连接，充分发挥钎焊焊接的优势。
Description
技术领域 本发明涉及金属管件成型工艺方法及设备，特别是涉及薄壁不锈钢弯头的加工方法和专用设备。
背景技术 现有技术的不锈钢弯头一般是压铸而成，这样的弯头管壁较厚，易于在弯头的端部外壁加工螺纹，再与直管管件采用螺纹连接。这样的弯头管壁厚度一般超过4.0mm，耗材多，加工成本高；且安装连接质量低，尤其是应用在供水管道系统，易出现漏水，而且不符合环保标准。目前也有厚度在1.5-4.0mm的中等壁厚的不锈钢弯头出现，这样的弯头只能通过电弧焊或氩弧焊与直管管件焊接连接，而不适合钎焊连接。电弧焊或氩弧焊的焊接工艺比较困难，隐蔽工程不能施工，不容易保证焊接质量，焊接处出现因密封不好而漏气或漏水的情形在所难免，存在质量隐患；而且，采用电弧焊或氩弧焊连接后，管道系统的维护和更换不便。再者，壁厚为1.5-4.0mm的弯头仍然存在耗材多而成本价格高的不足，不适合大市场推广。
发明内容 本发明要解决的技术问题在于避免上述现有技术的不足之处而提出一种薄壁不锈钢弯头的加工方法和专用设备，用此方法和设备能加工壁厚为0.7-2.0mm的薄壁不锈钢弯头，节约材料，加工简单方便而成本低，且弯头的两端均有一段20-30mm长的直管段，最适合采用钎焊与直管管件连接，适合大市场推广。
本发明解决所述技术问题可以通过采用以下技术方案来实现：
提出一种薄壁不锈钢弯头的加工方法，包括如下步骤：
A.选择厚度为0.7-2.0mm的一段薄壁不锈钢直管管件，并将该直管管件的至少一端切削成斜口；
B.设计弯头成型模具：该模具包括两半边模具，该两半边模具围成弯头形状的圆形断面通道，该通道包括竖直段、圆弧段和水平段三部分；
C.将所述直管管件按斜口端朝下放入模具的圆形断面通道的竖直段内，使所述斜口端面朝向圆形断面通道的水平段，同时借助外力使两半边模具夹紧所述直管管件；
D.从所述直管管件的上端将直管管件往下压，使直管管件的下端即原来的斜口端进入所述圆形断面通道的水平段一段距离而形成雏形弯头；
E.将一个直径比所述直管管件管径小0.08-0.1mm的定径钢球放入所述雏形弯头内，紧跟着再放入至少一个直径比所述直管管件管径小0.8-1mm的后续钢球；
F.从所述圆形断面通道的竖直段上端将所述后续钢球和定径钢球往下压，直至所述定径钢球和后续钢球全部从所述圆形断面通道的水平段开口处溜出；
G.松开所述两半边模具，将挤压成型的薄壁不锈钢弯头取出。
所述步骤A中的直管管件还经过固溶处理，以解决所述直管管件在其被采用氩弧焊接加工时所产生的贫铬区问题，同时消除所述直管管件在挤压加工成弯头过程中形成的内应力。
所述直管管件的两端都切削成斜口，且两端斜口相对于所述管件长度方向的均分线对称。
所述步骤E中，在放入所述定径钢球之前，先放入一个直径比所述定径钢球的直径略小的先遣钢球，该先遣钢球于所述步骤F中早于定径钢球从所述圆形断面通道的水平段开口处溜出。
所述后续钢球根据需要有4-5个。
还包括步骤F：将所述挤压成型的薄壁不锈钢弯头的端口作齐平处理。
本发明解决所述技术问题还要通过采用以下技术方案来实现：
设计、使用一种薄壁不锈钢弯头，包括四分之一圆弧管段，该圆弧管段的两端均有一段10-30mm长的直管段，所述弯头的厚度在0.7毫米至2.0毫米之间。
所述弯头有多种不同的规格，管径在16-102mm之间，弯头的管外壁弯曲半径R为管径的1.2-1.4倍。
本发明解决所述技术问题还要通过采用以下技术方案来进一步实现：
设计、使用一种加工薄壁不锈钢弯头的专用设备，包括机架，该机架上连接有定模具和动模具，所述定模具借助紧固件与机架固定，所述动模具借助移模机构可相对定模具做水平移动；所述动模具与定模具合拢时，两者围成弯头形状的圆形断面通道，该通道包括竖直段、圆弧段和水平段三部分；所述机架的上端，设有压力机构，该压力机构上设有直径与所述圆形断面通道孔径相仿的压轴，该压轴在压力机构的驱动下做上下升降运动，且对准所述动模具与定模具合拢时围成的圆形断面通道。
所述移模机构是移模油缸，其活塞杆与所述动模具连接；所述压力机构是压力油缸，其活塞杆与所述压轴连接；还包括机架总成，所述机架安装在该机架总成上；该机架总成内设有油箱，所述移模油缸和压力油缸的工作油液由安装在机架总成上的电机驱动油泵予以提供。
同现有技术相比较，本发明薄壁不锈钢弯头及其加工方法以及专用设备的技术效果在于：1.不锈钢弯头加工方便，加工效率高、成本低；2.弯头的壁厚能薄到0.7-2.0mm，节约材料和自然资源，降低弯头价格成本；3.最适合用钎焊与直管管件连接，充分发挥钎焊焊接的优势，适合大市场的推广。
附图说明
图1是本发明薄壁不锈钢弯头加工方法的加工过程示意图，包括图1A、图1B、图1C、图1D、图1E、图1F和图1G；
图2是本发明薄壁不锈钢弯头加工专用设备的结构示意图，包括主视示意图2A和左视示意图2B；
图3是所述专用设备加工薄壁不锈钢弯头的加工动作过程示意图，包括图3A、图3B、图3C、图3D、图3E和图3F。
具体实施方式 以下结合附图所示之最佳实施例作进一步详述。
本发明薄壁不锈钢弯头的加工方法，如图1所示，包括如下步骤：
A.选择厚度为0.7-2.0mm的一段薄壁不锈钢直管管件100，并将该直管管件100的两端切削成斜口，并且将所述直管管件100作固溶热处理，以解决所述直管管件100在其被用氩弧焊接加工时所产生的贫铬区问题，同时消除所述直管管件100在挤压加工成弯头过程中形成的内应力；如图1A所示，所述斜口与直管管件中心轴线所成的角度根据弯头的管径大小可做调整，一般在50°到60°之间，管径越大所述角度越小，以满足所述直管管件在后续工序挤压成弯头100’时的变形需要；
B.设计弯头成型模具：该模具包括两半边模具，该两半边模具围成弯头形状的圆形断面通道80，该通道包括竖直段81、圆弧段82和水平段83三部分；
C.将所述直管管件100按斜口端朝下放入模具的圆形断面通道80的竖直段81内，使所述斜口端面朝向圆形断面通道80的水平段83，同时借助外力使两半边模具夹紧所述直管管件100，如图1B所示；
D.从所述直管管件100的上端将直管管件100往下压，使直管管件100的下端即原来的斜口端进入所述圆形断面通道80的水平段83一段距离，而形成雏形弯头，如图1C所示；
E.先放入一个直径比直管管件100管径小超过1mm的先遣钢球90至所述雏形弯头内，然后再将一个直径比所述直管管件100管径小0.08-0.1mm的定径钢球91放入，紧跟着再放入4-5个直径比所述直管管件100管径小0.8-1mm的后续钢球92，如图1D所示；
F.从所述圆形断面通道80的竖直段81上端将所述后续钢球92和定径钢球91以及先遣钢球90往下压，直至所述先遣钢球90和定径钢球91以及后续钢球92全部从所述圆形断面通道80的水平段82开口处溜出，如图1E和1F；
G.松开所述两半边模具，将挤压成型的薄壁不锈钢弯头100’取出，如图1G所示；
H.将所述挤压成型的薄壁不锈钢弯头100’的端口作齐平处理
所述先遣钢球90的作用是对挤压成雏形弯头的变形作初步调整，以使定径钢球91在所述雏形弯头内顺利通行；定径钢球91使弯头得到完整的定型，而后续钢球92起到压力传递的作用，以使全部钢球能完全排出到弯头外。
如图1G所示，通过上述方法加工出来的薄壁不锈钢弯头100’，包括四分之一圆弧管段101，该圆弧管段的两端均有一段10-30mm长的直管段102，所述弯头的厚度在0.8毫米至2.0毫米之间。所述弯头有多种不同的规格，管径在16-102mm之间，弯头的管外壁弯曲半径R为管径的1.2-1.4倍。由于所述10-30mm长的直管段102的存在，给钎焊焊接的感应线圈提供套装的位置，使本发明薄壁不锈钢弯头100’最适合采用钎焊焊接，充分发挥钎焊的优越性。所述直管段102的最佳长度为20-25mm。
本发明加工薄壁不锈钢弯头的专用设备，如图2和图3所示，包括机架1，该机架1上连接有定模具21和动模具22，所述定模具21借助紧固件与机架1固定，所述动模具22借助移模机构可相对定模具21做水平移动；所述动模具22与定模具21合拢时，两者围成弯头形状的圆形断面通道80，该通道包括竖直段81、圆弧段82和水平段83三部分；所述机架1的上端，设有压力机构，该压力机构上设有直径与所述圆形断面通道孔径相仿的压轴41，该压轴41在压力机构的驱动下做上下升降运动，且对准所述动模具22与定模具21合拢时围成的圆形断面通道80。
所述移模机构和压力机构可通过多种途径实现且有多种方式，本发明只详述其中一种：如图2所示，所述移模机构是移模油缸3，其活塞杆31与所述动模具22连接；所述压力机构是压力油缸4，其活塞杆42与所述压轴41连接；所述移模油缸3安装在机架1的底部，所述压力油缸安装在机架1的顶部，所述定模具21安装在机架1的侧立板上，动模具22安装在机架1底部的导向滑板12上；还包括机架总成5，所述机架1安装在该机架总成5上；该机架总成5内设有油箱，所述移模油缸3和压力油缸4的工作油液由安装在机架总成5上的电机6驱动油泵7予以提供。所述专用设备还包括液压控制系统及相关的供油管道和液压阀组，这些都是现有技术，此处不再赘述。
本发明专用设备加工薄壁不锈钢弯头的动作过程如图3所示：首先将两端切削成斜口的直管管件100放入所述动模具22与定模具21围成弯头形状的圆形断面通道80的竖直段81内，使所述斜口面朝向圆形断面通道80的水平段83，启动移模油缸3，其活塞杆31推动动模具22向定模具21靠拢，使两半边模具夹紧所述直管管件100，如图3A、3B所示；启动压力油缸4，其活塞杆42推动压轴41向下移动，将直管管件100下压使其下端即原来的斜口端进入所述圆形断面通道80的水平段83一段距离，而形成雏形弯头，如图3C所示；压力油缸4的活塞杆42退回，压轴41抽出，由人工操作依次放入先遣钢球90、定径钢球91和后续钢球92，如图3D所示；压力油缸4再次动作，带动所述压轴41将所述后续钢球92、定径钢球91和先遣钢球90往下压，直至全部钢球从所述圆形断面通道80的水平82开口处溜出，如图3E所示；所述移模油缸3动作，其活塞杆31拉开所述动模具22，将挤压成型的薄壁不锈钢弯头100’取出。完成薄壁不锈钢弯头100’的加工过程。
本发明方法和专用设备能加工管径在16-102mm之间，弯头的管外壁弯曲半径R为管径的1.2-1.4倍的薄壁不锈钢弯头，每种型号的弯头对应一种模具。
Claims (10)
1.一种薄壁不锈钢弯头的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：
A.选择厚度为0.7-2.0mm的一段薄壁不锈钢直管管件，并将该直管管件的至少一端切削成斜口；
B.设计弯头成型模具：该模具包括两半边模具，该两半边模具围成弯头形状的圆形断面通道，该通道包括竖直段、圆弧段和水平段三部分；
C.将所述直管管件按斜口端朝下放入模具的圆形断面通道的竖直段内，使所述斜口端面朝向圆形断面通道的水平段，同时借助外力使两半边模具夹紧所述直管管件；
D.从所述直管管件的上端将直管管件往下压，使直管管件的下端即原来的斜口端进入所述圆形断面通道的水平段一段距离而形成雏形弯头；
E.将一个直径比所述直管管件管径小0.08-0.1mm的定径钢球放入所述雏形弯头内，紧跟着再放入至少一个直径比所述直管管件管径小0.8-1mm的后续钢球；
F.从所述圆形断面通道的竖直段上端将所述后续钢球和定径钢球往下压，直至所述定径钢球和后续钢球全部从所述圆形断面通道的水平段开口处溜出；
G.松开所述两半边模具，将挤压成型的薄壁不锈钢弯头取出。
2.如权利要求1所述的薄壁不锈钢弯头的加工方法，其特征在于：所述步骤A中的直管管件还经过固溶处理，以解决所述直管管件在其被采用氩弧焊接加工时所产生的贫铬区问题，同时消除所述直管管件在挤压加工成弯头过程中形成的内应力。
3.如权利要求1所述的薄壁不锈钢弯头的加工方法，其特征在于：所述步骤A中，所述直管管件的两端都切削成斜口，且两端斜口相对于所述管件长度方向得均分线对称。
4.如权利要求1至3之任一项所述的薄壁不锈钢弯头的加工方法，其特征在于：所述步骤E中，在放入所述定径钢球之前，先放入一个直径比所述定径钢球的直径略小的先遣钢球，该先遣钢球于所述步骤F中早于定径钢球从所述圆形断面通道的水平段开口处溜出。
5.如权利要求4所述的薄壁不锈钢弯头的加工方法，其特征在于：所述后续钢球根据需要有4-5个。
6.如权利要求4所述的薄壁不锈钢弯头的加工方法，其特征在于：还包括步骤F：将所述挤压成型的薄壁不锈钢弯头的端口作齐平处理。
7.一种薄壁不锈钢弯头，其特征在于：包括四分之一圆弧管段，该圆弧管段的两端均有一段10-30mm长的直管段，所述弯头的厚度在0.7毫米至2.0毫米之间。
8.如权利要求7所述的薄壁不锈钢弯头，其特征在于：所述弯头有多种不同的规格，管径在16-102mm之间，弯头的管外壁弯曲半径R为管径的1.2-1.4倍。
9.一种加工薄壁不锈钢弯头的专用设备，其特征在于：包括机架(1)，该机架(1)上连接有定模具(21)和动模具(22)，所述定模具(21)借助紧固件与机架(1)固定，所述动模具(22)借助移模机构可相对定模具(21)做水平移动；所述动模具(22)与定模具(21)合拢时，两者围成弯头形状的圆形断面通道，该通道包括竖直段、圆弧段和水平段三部分；所述机架(1)的上端，设有压力机构，该压力机构上设有直径与所述圆形断面通道孔径相仿的压轴(41)，该压轴(41)在压力机构的驱动下做上下升降运动，且对准所述动模具(22)与定模具(21)合拢时围成的圆形断面通道。
10.如权利要求9所述的加工薄壁不锈钢弯头的专用设备，其特征在于：所述移模机构是移模油缸(3)，其活塞杆(31)与所述动模具(22)连接；所述压力机构是压力油缸(4)，其活塞杆(42)与所述压轴(41)连接；还包括机架总成(5)，所述机架(1)安装在该机架总成(5)上；该机架总成(5)内设有油箱，所述移模油缸(3)和压力油缸(4)的工作油液由安装在机架总成(5)上的电机(6)驱动油泵(7)予以提供。
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