CN201140244Y

CN201140244Y - 弯管胎模装置

Info

Publication number: CN201140244Y
Application number: CNU2007201157231U
Authority: CN
Inventors: 赖一楠
Original assignee: Harbin University of Science and Technology
Current assignee: Harbin University of Science and Technology
Priority date: 2007-03-08
Filing date: 2007-03-08
Publication date: 2008-10-29
Anticipated expiration: 2017-03-08

Abstract

弯管胎模装置，是一种在弯管前进行预处理的装置。在传统工艺中依靠工程类比和设计经验，通过试模修模，调整工艺参数以期望消除成形过程中的产品缺陷如失稳起皱、充填不满、局部破裂等。本产品的组成包括：滑槽(2)及活动夹块，所述的滑槽(2)内部有由不同圆心的相接圆弧组成的椭圆度增大的滑槽曲线槽(3)，所述的滑槽曲线槽对应于与固定夹块(4)连接的扇形盘(5)的内部的规则圆弧槽(6)，所述的扇形盘(5)一端有与弯管设备连接的连接头或者十字销轴连接口。本产品用作改善管子弯曲质量的弯管胎模装置。

Description

弯管胎模装置

技术领域：

本实用新型涉及一种在弯管中进行预处理的弯管胎模装置。

背景技术：

传统型槽的缺点：在传统工艺分析和模具设计中，主要还是依靠工程类比和设计经验，经过反复试模修模，调整工艺参数以期望消除成形过程中的产品缺陷如失稳起皱、充填不满、局部破裂等。管子弯曲后都会产生不理想的变形，弯头截面呈三角形。扇形盘和滑槽受力不均匀，易损坏。

发明内容：

本实用新型的目的是提供一种在弯管过程中进行预处理使其能够减少弯管过程中的管子减薄和变形的弯管胎模装置。

本实用新型的目的是这样实现的：

弯管胎模装置，其组成包括：滑槽及及活动夹块，所述的滑槽内部有由不同圆心的相接圆弧组成的椭圆度增大的滑槽曲线槽，所述的滑槽曲线槽对应于与固定夹块连接的扇形盘内部的规则曲线槽，所述的扇形盘一端有与弯管设备驱动装置连接的连接口。

所述的弯管胎模装置，所述的滑槽曲线槽的曲线是以O′为圆心，R₁为半径划弧至点O₁、O₂，以O″为圆心，R₃为半径划弧，找出中心点m、m′，并使以该点为圆心，R₂为半径的两段圆弧相连的曲线。

所述的弯管胎模装置，所述的扇形盘的规则曲线槽由小于1/2直径的圆弧形成，所述的规则曲线槽边沿与圆心有一个H远的距离。

所述的弯管胎模装置，所述的活动夹块和/或固定夹块与偏心轴相接触。

这个技术方案有以下有益效果：

1.弯管过程本身属于金属塑性成形的范畴。弯管技术广泛应用于锅炉及压力容器制造业、汽车工业、航空航天工业、船舶制造业等多种领域，占有十分重要的地位。随着现代制造业的高速发展，对塑性成形工艺分析和模具设计方面提出了更高的要求。若工艺分析不完善、模具设计不合理，则会造成产品达不到质量要求，造成大量的次品和废品，增加了模具的设计制造时间和费用。

传统型槽设计如图1所示，其理论认为：

1.由于弯管时内侧管壁受挤压而充满于扇形盘型槽，且因管子弯曲后截面必然变细，所以扇形盘的槽形应为半圆形，其半径应等于缩细后弯头截面的理论半径。

2.滑槽(或压紧轮)对管子施加的最大反变形以选择和截面纵向坐标线成22.5度的方向最为有利。

3.整个模具封闭型槽的周长等于管子的原始周长，以避免型槽太小而产生冷拔现象。R₁＝0.5εD，R₂＝εD，R₃＝0.5-(0.2/Rx)D，H＝(2-1.5ε)D。

其中D为管子名义外径尺寸，相对弯曲半径Rx＝R/D(R为管子中心弯曲半径)，相对壁厚t_x＝t/D(t为管子名义壁厚)，缩径系数ε＝1-0.075(1-t_x)Rx^-1.5。

在大多数产品所允许的椭圆条件下(通常7％～12％)，一种尺寸的型槽可适用于较宽的Rx值范围，这种弯头截面略呈三角形。

本设计的优点通过以下方式得到验证：

1有限元软件模拟验证

选取D168x12，弯曲半径R400，材质20G的管材，分别用常规圆形滑槽和反变形优化滑槽进行同一种管子的两组模拟，得到90°位置截面应变云图如图4所示。可见，反变形槽弯管比常规型槽弯管椭圆度指标平均提高了2～3个百分点。椭圆度质量有了明显的改善。

2实验验证

用于验证的管子规格、材质、弯曲半径、弯曲方法如表1所示。

表1不同方法管子椭圆度和减薄量的比较

从实验中还可以看到：反变形法在质量普遍提高的同时，起弯部位的椭圆度质量比较差，这是由于起弯部位只有模具起初施加的挤压预变形，在很大程度上没有经过弯曲反变形，因此预变形没有得到纠正，使得质量比较差。

综上所述，本文开发的弯管模优于传统的经验公式方法和试制法，满足了实际要求，进一步提高了弯管质量。

附图说明：

图1是传统型槽的结构示意图。

图2是本实用新型的扇形盘和滑槽的局部结构图。

图3是弯管过程的示意图。

图4-是常规型槽和反变形槽弯管截面比较图。图中每条线用一个字母命名。图中的：

表1 表2

ANSYS 8.0 ANSYS 8.0

A＝.012101 A＝.011397

B＝.036302 B＝.034192

C＝.060503 C＝.056987

D＝.084704 D＝.079781

E＝.108905 E＝.102576

F＝.133106 F＝.125371

G＝.157307 G＝.148165

H＝.181508 H＝.17096

I＝.205709 I＝.193755

图中：图4-a)为常规型槽弯管截面图；(数据见表2)

图4-b)为反变形槽弯管截面图(数据见表1)。

图5是图3的左视图方向结构示意图。

具体实施方式：

实施例1：

弯管胎模装置，其组成包括：滑槽2及活动夹块1，所述的滑槽2内部有由不同圆心的相接圆弧组成的椭圆度增大的滑槽曲线槽3，所述的滑槽曲线槽对应于与固定夹块4连接的扇形盘5内部的规则曲线槽6，所述的扇形盘一端有与弯管设备驱动装置连接的连接口。所述的活动夹块1和/或固定夹块4与偏心轴相接触。

实施例2：

参见图2，实施例1所述的弯管胎模装置，所述的滑槽曲线槽的曲线是以O′为圆心，R₁为半径划弧至点O₁、O₂，以O″为圆心，R₃为半径划弧，找出中心点m、m′，并使以该点为圆心，R₂为半径的两段圆弧相连的曲线。所述的扇形盘的规则曲线槽由小于1/2直径的圆弧形成，所述的规则曲线槽边沿与圆心有一个H远的距离。

这种结构弯管模相对固定，工作过程如图3所示。扇形盘通过十字键固定在设备上，由设备带动旋转。固定夹块用螺钉安装在扇形盘上，形成夹紧管子的直段。管子放入固定夹块型腔中，活动夹块借助油缸的压力或偏心轴的锁紧力夹紧管子，滑槽型腔限制管子尾部转动，然后固定夹块、活动夹块、扇形盘一同旋转，通过驱动系统推动反变形滑槽将管子压入蛋圆形凹槽中，管子便产生一个预变形，弯曲后管子的附加变形抵消了原来的预变形，便提高了椭圆度指标。

Claims

1.一种弯管胎模装置，其组成包括：滑槽及活动夹块，其特征是：所述的滑槽内部有由不同圆心的相接圆弧组成的椭圆度增大的滑槽曲线槽，所述的滑槽曲线槽对应于与固定夹块连接的扇形盘内部的规则曲线槽，所述的扇形盘一端有与弯管设备驱动装置连接的连接口。

2.根据权利要求1所述的弯管胎模装置，其特征是：所述的滑槽曲线槽的曲线是以O′为圆心，R₁为半径划弧至点O₁、O₂，以O″为圆心，R₃为半径划弧，找出中心点m、m′，并使以该点为圆心，R₂为半径的两段圆弧相连的曲线。

3.根据权利要求1或2所述的弯管胎模装置，其特征是：所述扇形盘的规则曲线槽由小于1/2直径的圆弧形成，所述的规则曲线槽边沿与圆心有一个H远的距离。

4.根据权利要求1或2所述的弯管胎模装置，其特征是：所述的活动夹块和/或固定夹块与偏心轴相接触。