CN216126437U - 一种避免钢管焊接处开裂的模具组 - Google Patents
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Abstract
本实用新型一种避免钢管焊接处开裂的模具组，包括上模和与上模相配合设置的下模，上模包括上模轴和第一上模和第二上模；下模包括下模轴和轴对称的第一副模、第二副模以及主模，下模轴依次穿过第一副模、主模、第二副模的中轴线；第一曲面外围包括第一凹陷槽，第二曲面外围包括第二凹陷槽，第一副模与主模相连接的端部直径均为r，第二副模与主模相连接的端部直径为r，主模中部到两端直径逐渐减小，主模两端到中部通过第三曲线平滑连接，主模中部直径为R，
本技术方案中有效控制了主模与第一副模和第二副模之间的直径和长度，保证了钢管的有效弯曲，避免了钢管在主模位置过度弯曲造成边缘翘曲的情况。
Description
技术领域
本实用新型涉及钢管成型技术领域，具体地说，避免钢板弯折过程中边缘褶皱翘曲造成焊接部位开裂的模具组。
背景技术
在工业制管领域中，常用的制管方法有热轧法、顶管法、挤压法、冷轧发、冷拔法、炉焊法、电焊法等。其中电弧焊制管法因其工艺简单、成本较低、生产效率快，且制成的钢管具有尺寸精度高、成型美观、壁厚均匀、管内外表面光亮度高、可生产的产品规格尺寸范围大等特点被广泛地应用于各尺寸、高精度焊接钢管的制作。
在电弧焊制管法中，TIG焊制管工艺是较为成熟的，其典型的工艺流程为：料带开卷—进料导向—成型、焊接、焊缝抛磨、整形定径、校直、定尺切割、自动卸料。在此过程中，焊接前的成型工艺是后续所有工艺的基础，成型过程中出现的问题会对后续生产造成极为严重的影响。
制管流水线中的成型工艺是指使用模具将钢带压弯成钢管的过程，其所需的模具分为水平模和立模两大类，水平模负责将钢带压出弧度并初步弯成管状，立模负责钢管的进一步成型以及后续焊接时的的夹紧工作。
通过实际生产和实验发现，在TIG焊接制管中，水平模和立模的模具组数量以及水平模具组对成型的钢管的质量起到决定性的作用。尤其是第一组水平模具组，第一组水平模具组负责将钢带两端的边缘压出初始弧度，现有的第一组水平模具通常包括上模和下模，若下模中间部位无凸起，例如 CN201921437869.7所示，成型辊中所利用的下模中间凹陷，对钢板靠近下模的一面弯折曲率大于钢板靠近上模的一面，此时得到的钢管1如图1所示，其中合拢处1a内径合拢，但是外径有开口，此时焊接的钢管并不牢固。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述传统技术的不足之处，针对现有技术的不足，本实用新型发明一种避免钢管合拢处有缝隙和褶皱从而导致合拢效果不佳的水平模具组。
为解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种避免钢管焊接处开裂的模具组，其特征在于：包括上模和与上模相配合设置的下模，所述上模包括上模轴和设置在上模轴上的第一上模和第二上模；所述下模包括下模轴和轴对称的第一副模、第二副模以及主模，所述第一副模一端与主模其中一端通过第一曲面平滑连接，所述第二副模与主模另一端通过第二曲面平滑连接，所述下模轴依次穿过第一副模、主模、第二副模的中轴线；所述第一曲面外围包括第一凹陷槽，第二曲面外围包括第二凹陷槽，所述第一上模配合设置在第一凹陷槽内，第二上模配合设置在第二凹陷槽内，所述第一副模与主模相连接的端部直径均为r，第二副模与主模相连接的端部直径为r，主模中部到两端直径逐渐减小，主模两端到中部通过第三曲线平滑连接，主模中部直径为R，所述
作为上述技术方案的一种改进：所述第一上模为圆柱形，所述第一上模的柱面为一个外凸的第一曲面；所述第二上模为圆柱形，所述第二上模的柱面为一个外凸的第二曲面。
所述第一上模和第二上模为形状结构相同的圆柱。
所述主模为圆柱形，所述主模两端的截面直径相同均为r，主模中间的截面直径为R，R＞r。
由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本技术方案中有效控制了主模与第一副模和第二副模之间的直径和长度，保证了钢管的有效弯曲，避免了钢管在主模位置过度弯曲造成边缘翘曲的情况。
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。
附图说明
图1是一种现有的钢管缺陷图。
图2是一种避免钢管焊接处开裂的模具组的结构示意图。
图3是上模结构示意图。
图4是下模结构示意图。
图5是图4的结构示意图。
图6是钢管的应力分析图。
具体实施方式
实施例：
如图1-6所示，一种避免钢管焊接处开裂的模具组，包括上模3和与上模3 相配合设置的下模2，所述上模3包括上模轴303和设置在上模轴303上的第一上模301和第二上模302；所述下模2包括下模轴204和轴对称的第一副模202、第二副模203以及主模201，所述第一副模202一端与主模201其中一端通过第一曲面平滑连接，所述第二副模203与主模201另一端通过第二曲面平滑连接，所述下模轴204依次穿过第一副模202、主模201、第二副模203的中轴线；所述第一曲面外围包括第一凹陷槽205，第二曲面外围包括第二凹陷槽206，所述第一上模301配合设置在第一凹陷槽205内，第二上模302配合设置在第二凹陷槽206内，所述第一副模202与主模201相连接的端部直径均为r，第二副模 203与主模201相连接的端部直径为r，主模201中部到两端直径逐渐减小，主模201两端到中部通过第三曲线平滑连接，主模201中部直径为R，所述
由于卷曲后的钢管为规则的圆柱，所以第一曲面与第二曲面为对称的平滑曲面。
由于钢管是通过多组模具将钢板压弯卷曲得到的，为了能够得到的钢管结合处不会因为如图1所示的卷曲而导致结合处1a因为边缘翘曲开裂，需要在第一组模具对钢管进行弯曲的过程中减小A处的曲率，增大B和C处的曲率。为了解决上述技术问题，当
的时候，能够保证减小A处的曲率，增大B和C处的曲率，从而避免出现结合处1a因为边缘翘曲而造成开裂的情况。
由于卷曲后的钢管1为规则的圆柱，所以第一上模301与第二上模302形状结构决定了最终的弯曲形状。所述第一上模301为圆柱形，所述第一上模301 的柱面为一个外凸的第四曲面301a；所述第二上模302为圆柱形，所述第二上模302的柱面为一个外凸的第五曲面302a。第四曲面301a与第五曲面302a为了保证钢管的弯曲的平滑程度。
所述第一上模301和第二上模302为形状结构相同的圆柱，上模轴303依次穿过第一上模301和第二上模302的轴线。当第一上模301和第二上模302 均为形状结构相同的圆柱的时候，并且第一上模轴301穿过第一上模301和第二上模302的轴线才可以保证卷曲过程中对钢板均匀施力。
所述第一副模202与第二副模203相对于主模201镜像对称设置。
所述第一副模202远离主模201的一端直径为H,所述第一副模202的两端通过平滑的曲面连接，第二副模203远离主模201的一端直径为H，所述第二副模203的两端通过平滑的曲面连接，所述H＞R。第一副模202和第二副模203 远离主模201的端部直径H＞R是为了能够将钢管包在下模2内，避免下模2在挤压过程中向一侧偏转。所述主模201的长度为L，所述2R≤L≤4R。当主模长度小于2R或大于4R的时候不再满足
的规律。
所述第一副模202的长度为K，所述2r≤K≤4r，所述第二副模203的长度为K，2r≤K≤4r。当K小于2r或大于4r的时候不再满足
的规律。所述第四曲面301a的曲率小于第一曲面的曲率；所述第五曲面302a的曲率小于第二曲面的曲率。
以上对本实用新型的具体实施例进行了详细描述，所述内容为本实用新型的最佳实施方式，不能被用于限定本实用新型的保护范围。对于本领域技术人员而言，任何对该实用新型进行的等同修改和替代也都在本实用新型所要保护的范畴之中。
Claims (8)
1.一种避免钢管焊接处开裂的模具组，其特征在于：包括上模(3)和与上模(3)相配合设置的下模(2)，所述上模(3)包括上模轴(303)和设置在上模轴(303)上的第一上模(301)和第二上模(302)；所述下模(2)包括下模轴(204)和轴对称的第一副模(202)、第二副模(203)以及主模(201)，所述第一副模(202)一端与主模(201)其中一端通过第一曲面平滑连接，所述第二副模(203)与主模(201)另一端通过第二曲面平滑连接，所述下模轴(204)依次穿过第一副模(202)、主模(201)、第二副模(203)的中轴线；所述第一曲面外围包括第一凹陷槽(205)，第二曲面外围包括第二凹陷槽(206)，所述第一上模(301)配合设置在第一凹陷槽(205)内，第二上模(302)配合设置在第二凹陷槽(206)内，所述第一副模(202)与主模(201)相连接的端部直径均为r，第二副模(203)与主模(201)相连接的端部直径为r，主模(201)中部到两端直径逐渐减小，主模(201)两端到中部通过第三曲线平滑连接，主模(201)中部直径为R，所述
。
2.根据权利要求1所述的一种避免钢管焊接处开裂的模具组，其特征在于：所述第一上模(301)为圆柱形，所述第一上模(301)的柱面为一个外凸的第四曲面(301a)；所述第二上模(302)为圆柱形，所述第二上模(302)的柱面为一个外凸的第五曲面(302a)。
3.根据权利要求1或2所述的一种避免钢管焊接处开裂的模具组，其特征在于：所述第一上模(301)和第二上模(302)为形状结构相同的圆柱，上模轴(303)依次穿过第一上模(301)和第二上模(302)的轴线。
4.根据权利要求1所述的一种避免钢管焊接处开裂的模具组，其特征在于：所述第一副模(202)与第二副模(203)相对于主模(201)镜像对称设置。
5.根据权利要求1所述的一种避免钢管焊接处开裂的模具组，其特征在于：所述第一副模(202)远离主模(201)的一端直径为H,所述第一副模(202)的两端通过平滑的曲面连接，第二副模(203)远离主模(201)的一端直径为H，所述第二副模(203)的两端通过平滑的曲面连接，所述H＞R。
6.根据权利要求1所述的一种避免钢管焊接处开裂的模具组，其特征在于：所述主模(201)的长度为L，所述2R≤L≤4R。
7.根据权利要求1所述的一种避免钢管焊接处开裂的模具组，其特征在于：所述第一副模(202)的长度为K，所述2r≤K≤4r，所述第二副模(203)的长度为K，2r≤K≤4r。
8.根据权利要求2所述的一种避免钢管焊接处开裂的模具组，其特征在于：所述第四曲面(301a)的曲率小于第一曲面的曲率；所述第五曲面(302a)的曲率小于第二曲面的曲率。
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