CN213195157U - 一种管材弯制用的弯管模结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种管材弯制用的弯管模结构，包括弯管设备，弯管设备中转动驱动弯管盘和夹紧块，夹紧块以弯管盘的中心为转动圆心，弯管盘一端连接镶块，弯管盘一侧设有管道定位装置，管道定位装置和弯管盘上设有连续反变形圆弧槽结构。整体结构简单紧凑，制造维护方便；模具整体配置外观基本与常规模具差异不大，可与常规带滚轮架或滑槽架的弯管设备配套连接，装卸快速方便，实用性好，适应性广；弯管盘上设置有反变形圆弧槽，与前滚轮或滑槽前段的反变形槽紧密配合，使得工件弯制变形前得到双向的预先反向变形，极大地改善了工件原先只有外侧一侧部位发生反向变形的局面。

Description

一种管材弯制用的弯管模结构

技术领域

本发明涉及一种小半径管材无芯弯制用弯管模结构，尤其适合小口径管材的无芯弯制生产，属于管材弯曲加工技术领域。

背景技术

锅炉作为常见的受压设备，在供热、供气、供暖工程中得到广泛应用，锅炉的对流受热面如省煤器、过热器和再热器等，通常多采用蛇形管的结构，在一个平面内多次迂回，为充分有效地保证管子的受热面积，需要在有限的空间内尽可能多的布置蛇形管来接受高温烟气的冲刷，就需要在保证管子最小壁厚的条件下尽可能的减小管子的弯曲半径。管子弯曲半径越小，弯制时产生的截面形状畸变就越严重，畸变会引起管内流通截面积减少，增大流体阻力，从而影响管件在结构中的功能效果。管材弯曲时，变形区外侧材料受切向拉伸应力，使管壁减薄，内侧材料受切向压缩应力，使管壁增厚。因位于弯曲变形区最外侧和最内侧的材料受切向应力最大，其壁厚变化也最大。在有填充物或芯棒的弯曲中，截面基本能保持圆形，但壁厚产生了变化，在无支撑的自由弯曲中，不论内沿还是外侧圆管截面变成了椭圆，且当弯曲半径减小时弯曲变形程度变大，最外侧管壁会产生过度变薄，甚至导致破裂，最内侧会过度增厚后导致失稳起皱。为保证管材成型质量，必须采取措施控制截面形状畸变在许可范围内。

目前，防止截面畸变的有效方法有：在弯曲变形区用芯棒支撑断面，在弯曲管坯内充填颗粒状、流体、弹性介质或低熔点的合金等代替芯棒，在与管材接触的模具表面按管材截面形状做成与之吻合的沟槽减小接触面上压力，阻断断面歪扭，利用反变形法控制管材截面变化等，弯管机上无芯弯管常用的工艺方法就是利用反变形法控制管材截面变化，对于相对弯曲半径R/D=1.5~3.5范围的弯管，在前滚轮或滑槽上设置有反变形槽，管坯在弯制前通过前滚轮或滑槽上设置的反变形槽预先给定以一定量的反变形，在弯曲后抵消一定的变形，使管坯截面基本上保持圆形以满足椭圆度要求，保证弯管质量。但对于R/D＜1.5相对壁厚t/D＜0.12的弯管，弯制后弯管减薄量及椭圆度无法满足要求，必须采用具有辅助顶推功能的弯管设备才能进行无芯弯制，或者需要安装芯棒装置进行有芯弯制，否则就必须通过管壁加厚或增大弯管半径后进行无芯弯制，才能保证弯管质量。具备辅助顶推功能的弯管设备通常价格比常规不带辅助顶推功能设备结构复杂，价格也高一些，而采用芯棒弯制时，由于芯棒从工件后部塞入内部，塞进和取出芯棒费时不方便，并且因芯棒需要与弯管设备安装固定，对工件长度又有限制，无法弯制长度较长的蛇形管类工件。

发明内容

本发明的目的是综合考虑克服了现有技术中存在的不足，提供一种小半径管材无芯弯制用弯管模结构，其能与常规的不带辅助顶推功能的无芯弯管设备配套使用，能够很好地用于外径不大于60mm弯管相对弯曲半径R/D=1.1~1.5相对壁厚t/D=0.1~0.12钢管的弯制加工。

按照本实用新型提供的技术方案：一种管材弯制用的弯管模结构，包括弯管设备，所述弯管设备中转动驱动弯管盘和夹紧块，所述夹紧块以所述弯管盘的中心为转动圆心，所述弯管盘一端连接镶块，所述弯管盘一侧设有管道定位装置，所述管道定位装置和所述弯管盘上设有连续反变形圆弧槽结构。

作为本实用新型的进一步改进，所述管道定位装置为前滚轮、后滚轮，所述前滚轮、后滚轮外圆周采用所述连续反变形圆弧槽结构。

作为本实用新型的进一步改进，所述管道定位装置为滑槽，所述滑槽前段采用所述连续反变形圆弧槽结构。

作为本实用新型的进一步改进，所述滑槽后段采用无连续反变形圆弧槽结构。

作为本实用新型的进一步改进，所述连续反变形圆弧槽结构，其截面尺寸R2=0.95~1D，R3=0.37~0.4D，R2与R3相内切，槽深H=0.53~0.56D，槽口处R1过渡圆滑，槽口平面低于弯曲中心线1mm。

作为本实用新型的进一步改进，所述连续反变形圆弧槽结构经过热处理。

作为本实用新型的进一步改进，槽口处R1=0.5-1mm过渡圆滑。

作为本实用新型的进一步改进，所述无连续反变形圆弧槽结构，其截面尺寸R=0.5D，槽口处R1=0.5-1mm过渡圆滑，槽口平面低于弯曲中心线1mm左右。

作为本实用新型的进一步改进，所述夹紧块采用所述无连续反变形圆弧槽结构，所述镶块前段采用所述无连续反变形圆弧槽结构，后段设置有过渡段，所述弯管盘采用圆柱状结构，外圆周采用连续反变形圆弧槽结构。

本申请的积极进步效果在于：

1、整体结构简单紧凑，制造维护方便。

2、模具整体配置外观基本与常规模具差异不大，可与常规带滚轮架或滑槽架的弯管设备配套连接，装卸快速方便，实用性好，适应性广。

3、弯管盘上设置有反变形圆弧槽，与前滚轮或滑槽前段的反变形槽紧密配合，使得工件弯制变形前得到双向的预先反向变形，极大地改善了工件原先只有外侧一侧部位发生反向变形的局面，通过弯管盘的反变形槽持续在起弯和弯制过程中对工件弯曲内侧进行预先反向变形，大大减轻了工件内侧弯制变形时的畸变现象，使得工件截面基本保持圆形。

4、镶块与弯管盘组装成一体，其前段采用无反变形半圆弧槽结构，与夹紧块配合，有效包裹工件整个外周，很好地起到弯制夹紧作用，后段设置向反变形槽圆滑衔接的过渡段，与弯管盘的反变形槽无缝衔接，有效保证了工件起弯部位的反变形的均匀性。

5、夹紧块和后滚轮采用无反变形半圆弧槽结构，结构简单，加工方便。

6、滑槽前段采用反变形圆弧槽结构，后段采用无反变形半圆弧槽，中间采用过渡段使得前后端圆弧槽圆滑过渡，行业内常用结构，加工工艺成熟，加工方便。

7、前滚轮采用反变形圆弧槽结构，可采用车床或数控中心加工，工艺成熟方便。

8、弯管盘采用与前滚轮结构，加工工艺类似前滚轮加工，加工方便难度较低。

附图说明

图1为本发明管道定位装置为前滚轮、后滚轮时的结构示意图。

图2为本发明管道定位装置为滑槽时的的结构示意图。

图3为本发明工件外周被双向连续反变形槽压制时的结构示意图。

图4为本发明工件弯制中预变形后恢复的结构示意图。

图5为本发明工件弯后恢复的结构示意图。

图6为本发明连续反变形圆弧槽结构的结构示意图。

图7为本发明无连续反变形圆弧槽结构的结构示意图。

图中：1-夹紧块、2-镶块、3-弯管盘、4-前滚轮、5-后滚轮、6-滑槽、D-工件外径。

具体实施方式：

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1-7所示：为了能够方便有效地对弯管外径D不大于60mm相对弯曲半径R/D=1.1~1.5相对壁厚t/D=0.1~0.12管材进行弯制加工，本发明包括夹紧块1，镶块2，弯管盘3，前滚轮4，后滚轮5，滑槽6（适用采用滑槽架结构弯管设备），所述镶块2与弯管盘3装配成一体，上述零件与弯管设备按设备要求装配紧固。

所述夹紧块1与弯管设备装配在前端，采用无连续反变形圆弧槽结构，半径R按工件7的半径，中心偏高1mm左右，与镶块2配合通过液压传动紧紧包裹工件7整个圆周，用于工件7弯制前进行液压夹紧。

所述镶块2与弯管盘3通过焊接方式装配成一体，也可直接与弯管盘3制作成整体结构，前段采用无连续反变形圆弧槽结构，后段设置有过渡段，后端面圆弧槽截面与弯管盘3的反变形圆弧槽截面完全一致，使得反变形截面向无反变形截面圆滑过渡，过渡段长度一般设置10mm左右；所述弯管盘3采用圆柱状结构，外圆周采用连续反变形圆弧槽结构，弯曲中心线直径对于合金钢材料取0.94-0.95D，对于碳素钢材料取值0.96-0.98D。

如图6所示，所述连续反变形圆弧槽结构，其截面尺寸R2=0.95~1D，R3=0.37~0.4D，槽深H=0.53~0.56D，槽口处R1=0.5-1mm过渡圆滑，槽口平面低于弯曲中心线1mm左右，需要进行试弯修正修磨后热处理，提高其表面硬度，减少磨损延长寿命。

所述前滚轮4采用圆柱状结构，外圆周采用连续反变形圆弧槽结构，与弯管盘3的反变形圆弧槽配对作用，在弯制过程中连续双向对管材进行反向变形，最大限度地抵消管材弯曲时地截面变形，轴心采用圆柱销孔，与弯管设备采用销轴连接，可绕其轴心线旋转。

所述后滚轮5外圆周采用连续反变形圆弧槽结构，位于前滚轮后方，工作时包裹工件7一半圆周，起到保持管材送进方向、辅助支撑滑动跟进作用，其轴心也采用圆柱销孔，与弯管设备采用销轴连接，可绕其轴心线旋转。

如图7所示，所述无连续反变形圆弧槽结构，其截面尺寸R=0.5D，槽口处R1=0.5-1mm过渡圆滑，槽口平面低于弯曲中心线1mm左右。

所述滑槽6前段采用连续反变形圆弧槽结构，后段采用无连续反变形圆弧槽结构，中间设置10-15mm过渡段进行圆滑过渡，前段在弯制过程中与弯管盘3的反变形圆弧槽配对作用，其长度应大于管材最大弯曲角度附加考虑回弹角度时的中心层弧长尺寸，需要按工件7不同规格、弯曲半径和弯曲角度设置，通常按弯管设备最大弯曲角度计算中性层弧长附加15-20mm考虑，以减少滑槽长度规格，保持模具的经济性。后段无连续反变形圆弧槽结构在工作时包裹工件7一半圆周，起到保持管材送进方向、辅助支撑作用。前后段圆弧槽之间设置过渡段，使得反变形圆弧槽与半圆截面无反变形圆弧槽圆滑过渡，减少工件7终弯部位的弯曲畸变突兀现象。

使用时，检查弯管设备安全完好，运转正常，将模具所有组成部分按要求与弯管设备装配紧固，检查保证夹紧块1、镶块2、弯管盘3、前滚轮4，后滚轮5或滑槽6弯曲中心高一致，无错位偏斜。将工件7按图样要求划线标记其起弯位置线，设置好合适的弯曲角度和工作压力，将起弯位置线对准镶块2、弯管盘3的接缝位置后启动设备进行夹紧，然后前后滚轮或滑槽压紧进行起弯点部位双向反向变形，启动设备主轴旋转，带动镶块2弯管盘3绕主轴中心旋转，夹紧块1也随主轴同步旋转，前滚轮4、后滚轮5所在滚轮架位置不变。随着工件7的向前延伸和弯曲，前滚轮4与弯管盘3反变形圆弧槽始终配对双向挤压工件7进行反向变形。前滚轮4、后滚轮5绕其滚轮中心轴线旋转始终压紧滚压送进工件7。当弯管设备采用滑槽结构时，滑槽6安装在设备的滑槽架上，随着工件7的向前延伸和弯曲，滑槽在滑槽架内向前滑动送进，滑槽前段反变形圆弧槽与弯管盘3反变形圆弧槽始终配对接触送进工件7，双向挤压工件7进行反向变形，如图3所示。

工件7弯曲至设定的角度后，如图5所示，松开夹紧块1和滚轮架或滑槽架，取下工件7进行表面质量、平台放样、弯曲部位椭圆度、壁厚、通球检验等。根据工件7规格和弯曲半径要求选择更换合适的夹紧块、镶块、弯管盘、前后滚轮或滑槽进行工件7弯制加工。

本发明装置结构简单紧凑，制造工艺成熟，与常规无芯弯管设备配合使用，能够很好地适用于外径D不大于60mm相对弯曲半径R/D=1.1~1.5相对壁厚t/D=0.1~0.12管材进行弯制加工。

Claims (9)

1.一种管材弯制用的弯管模结构，其特征在于：所述结构包括弯管设备，所述弯管设备中转动驱动弯管盘（3）和夹紧块（1），所述夹紧块（1）以所述弯管盘（3）的中心为转动圆心，所述弯管盘（3）一端连接镶块（2），所述弯管盘（3）一侧设有管道定位装置，所述管道定位装置和所述弯管盘（3）上设有连续反变形圆弧槽结构。

2.如权利要求1所述的管材弯制用的弯管模结构，其特征在于：所述管道定位装置为前滚轮（4）、后滚轮（5），所述前滚轮（4）、后滚轮（5）外圆周采用所述连续反变形圆弧槽结构。

3.如权利要求1所述的管材弯制用的弯管模结构，其特征在于：所述管道定位装置为滑槽（6），所述滑槽（6）前段采用所述连续反变形圆弧槽结构。

4.如权利要求3所述的管材弯制用的弯管模结构，其特征在于：所述滑槽（6）后段采用无连续反变形圆弧槽结构。

5.如权利要求1所述的管材弯制用的弯管模结构，其特征在于：所述连续反变形圆弧槽结构，其截面尺寸R2=0.95~1D，R3=0.37~0.4D，R2与R3相内切，槽深H=0.53~0.56D，槽口处R1过渡圆滑，槽口平面低于弯曲中心线1mm。

6.如权利要求1所述的管材弯制用的弯管模结构，其特征在于：所述连续反变形圆弧槽结构经过热处理。

7.如权利要求4所述的管材弯制用的弯管模结构，其特征在于：槽口处R1=0.5-1mm过渡圆滑。

8.如权利要求4所述的管材弯制用的弯管模结构，其特征在于：所述无连续反变形圆弧槽结构，其截面尺寸R=0.5D，槽口处R1=0.5-1mm过渡圆滑，槽口平面低于弯曲中心线1mm左右。

9.如权利要求4所述的管材弯制用的弯管模结构，其特征在于：所述夹紧块（1）采用所述无连续反变形圆弧槽结构，所述镶块（2）前段采用所述无连续反变形圆弧槽结构，后段设置有过渡段，所述弯管盘（3）采用圆柱状结构，外圆周采用连续反变形圆弧槽结构。

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