一种冷压弯管加工工艺

摘要

本发明涉及一种冷压弯管加工工艺，其特征在于：具体步骤如下：S1：弯胎的选定；S2：双夹具的定位；S3：弯管的夹紧与推送；S4：弯管的第一次弯曲；S5：弯管的第N次弯曲；S6：下料；本发明中在弯管的连续弯曲过程中通过控制弯管弯曲的形式，利用液压式的弯管转盘在每次的弯曲中均通过加压弯曲后泄压回转的方式，避免采用连续单向持续加压弯曲导致弯管在弯曲过程中回弹量巨大弯曲度与实际所需的弯曲度相差巨大的问题，每次弯管的弯曲均通过弯曲加回弹的方式，在每次弯曲中减少弯管的回弹量保证了弯管一次弯曲加工就能成型，无需返工，提高了弯管弯曲的效率和弯管弯曲质量。

权利要求

1.一种冷压弯管加工工艺，其特征在于：具体步骤如下：

S1：弯胎的选定：根据弯管的外直径D和弯管的拉伸系数n依照GBJ235—82选择相应的弯胎，并将弯胎设置在弯管转盘和夹具上；

S2：双夹具的定位：根据弯管所需的弯曲度M和喂弯量S确定第一夹具和第二夹具的初始角度；

S3：弯管的夹紧与推送：第一夹具与第二夹具沿着水平方向驱动将伸入在弯管转盘弯胎与双夹具弯胎之间的弯管压紧在弯管转盘上；弯管的一端通过弯管推动机构控制弯管每次的喂弯量S；

S4：弯管的第一次弯曲：启动弯管机，弯管推动机构控制喂弯量S1，第一夹具与第二夹具将弯管压紧在弯管转盘上，弯管转盘根据第一次的弯曲度M1通过液压驱动弯管转盘旋转角度M1,之后第一夹具松开并返回至初始位置，第二夹具仍压紧在弯管转盘上且液压驱动的弯管转盘泄压，第二夹具跟随弯管转盘实现角度少量回转θ1，弯管转盘角度少量回转θ1之后，第二夹具松开并返回至初始位置；

S5：弯管的第N次弯曲：弯管推动机构控制喂弯量SN，第一夹具与第二夹具将弯管压紧在弯管转盘上，弯管转盘根据第N次的弯曲度MN通过液压驱动弯管转盘旋转角度MN,之后第一夹具松开并返回至初始位置，第二夹具仍压紧在弯管转盘上且液压驱动的弯管转盘泄压，第二夹具跟随弯管转盘实现角度少量回转θN，弯管转盘角度少量回转θN之后，第二夹具松开并返回至初始位置；其中，N≥2；

S6：下料：在连续弯曲后的弯管达到所需的弯曲角度后，弯管推动机构反向后退，对弯管进行下料。

2.根据权利要求1所述的一种冷压弯管加工工艺，其特征在于：所述弯管的弯曲度为M度，其中M＝M1+M2…+MN；所述弯管的喂弯量S＝S1+S2…+SN。

3.根据权利要求1所述的一种冷压弯管加工工艺，其特征在于：所述θN＝(M*2πR*n)/(N*

360)，其中R为弯曲半径，M为弯曲度，n为拉伸系数。

4.根据权利要求1所述的一种冷压弯管加工工艺，其特征在于：所述弯管弯曲半径为R，弯管的外直径为D，其中R/D定义为W，0.6≤W≤0.8且弯管的壁厚减薄率为Wt≤12.5％。

说明书

一种冷压弯管加工工艺

技术领域

[0001] 本发明涉及弯管加工领域，尤其涉及一种冷压弯管加工工艺。

背景技术

[0002] 弯管的使用非常广泛，并且弯管在飞机及其它运输工具的发动机上的使用量也很大，其中大部分为碳钢管，以达到应用行业对耐磨性能的要求。但大直径高碳钢管在弯制时，在外力作用下，管件做纯弯曲变形，管子的外侧管壁受拉应力作用，管壁变薄；内侧管壁受压应力作用，管壁变厚。而且，横截面的形状由原来的圆形变为近似椭圆形，当变形量过大时，外侧管壁会产生裂纹，内侧管壁会起皱，从而影响弯管质。小R弯管弯曲处半径R与工件外径D之比值为W＝ R/D，现有技术生产的小R弯管基本其W≥0.8，几乎无法生产W＜ 0.8的弯管，更多因数是受设备、模具及产品材料等的限制，加工设备和工艺上一直没有得到突破，从而还很难提供完全符合要求的产品。下面以管材弯曲的应力及应变状态分析如下：

[0003] a、中性层，管件在弯曲时，外侧材料受到切向拉伸变长，内侧材料受到切向压缩而缩短，由于切向应力和应变是沿材料剖面连续分布，当弯管结束后，外侧拉伸区和内侧压缩区域之间的交界处有一层长度不变组织层，称为中性层；

[0004] b、弯曲变形区的应力和应变分布：变形区的主要应力和应变是在弯管外形的切向、厚度方向和圆周方向，由于管材弯曲时主要是依靠中性层内、外组织纤维的缩短与伸长，故切向应变即为最大的主要应变，假定弯曲后变形区的横剖面仍保持为平剖面，则当中性层曲率半径ρ,弯曲角度为a时，距中性层y处的切向应约为y/ρ。

[0005] 因此，变形区内各点的切和应变与该点到中性层的距离y成正比，在管内、外表面达到最大值，管材弯曲变形区的应力分布，弯曲的初期，管内切向应力小于屈服极限，管材处于弹性弯曲阶段，切向应力的分布是线性的，附着弯管力矩M的加大，管件外表面的材料开始发生弹塑性变形，当M增大到管件的切应力大于屈服极限时，管材生生纯塑性变形，由于管件是在冷态下进行弯曲，必须产生加工硬化，塑性硬化状态切应力。

[0006] 因此，弯管过程中常出现两种加工缺陷，一是拉伸侧的肉厚变薄，拉断出现裂纹，另一种是压缩侧的肉厚增加起皱。假设塑性材料的最大延伸率Q，为了保证弯管质量要求材料拉伸一侧的最大应变εmax＝ R/ρ

[0007] 如中国专利号为200710040527.7的专利公开了一种小R弯管的加工方法及其装置，该加工方法存在如下的不足：(1)该加工方法直接一次加工到位进行弯曲，假设加工的管件尺寸为R12.5碳钢管产品 R：D＝0.658，完全超过材料的最大拉伸率，一次性加工到位必然导致外侧破裂和内侧的起皱，因此，该加工方法存在局限性，无法加工R/ρ＞Q的弯管，从而无法满足市场需求；(2)靠模通过气缸控制进给，无法与弯管在弯曲过程中随着角度等进行同步，从而无法控制靠模的进给速度和位移，来保证加工精度和加工范围。

发明内容

[0008] 本发明要解决的技术问题是提供一种冷压弯管生产工艺，能够解决一般的弯管工艺中采用连续同向弯曲，由于弯管具有回弹量导致连续弯曲时弯管的回弹导致弯曲度不符合要求的问题。

[0009] 为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种冷压弯管加工工艺，其创新点在于：具体步骤如下：

[0010] S1：弯胎的选定：根据弯管的外直径D和弯管的拉伸系数n依照 GBJ235—82选择相应的弯胎，并将弯胎设置在弯管转盘和夹具上；

[0011] S2：双夹具的定位：根据弯管所需的弯曲度M和喂弯量S确定第一夹具和第二夹具的初始角度；

[0012] S3：弯管的夹紧与推送：第一夹具与第二夹具沿着水平方向驱动将伸入在弯管转盘弯胎与双夹具弯胎之间的弯管压紧在弯管转盘上；弯管的一端通过弯管推动机构控制弯管每次的喂弯量S；

[0013] S4：弯管的第一次弯曲：启动弯管机，弯管推动机构控制喂弯量 S1，第一夹具与第二夹具将弯管压紧在弯管转盘上，弯管转盘根据第一次的弯曲度M1通过液压驱动弯管转盘旋转角度M1,之后第一夹具松开并返回至初始位置，第二夹具仍压紧在弯管转盘上且液压驱动的弯管转盘泄压，第二夹具跟随弯管转盘实现角度少量回转θ1，弯管转盘角度少量回转θ1之后，第二夹具松开并返回至初始位置；

[0014] S5：弯管的第N次弯曲：弯管推动机构控制喂弯量SN，第一夹具与第二夹具将弯管压紧在弯管转盘上，弯管转盘根据第N次的弯曲度 MN通过液压驱动弯管转盘旋转角度MN,之后第一夹具松开并返回至初始位置，第二夹具仍压紧在弯管转盘上且液压驱动的弯管转盘泄压，第二夹具跟随弯管转盘实现角度少量回转θN，弯管转盘角度少量回转θN之后，第二夹具松开并返回至初始位置；其中，N≥2；

[0015] S6：下料：在连续弯曲后的弯管达到所需的弯曲角度后，弯管推动机构反向后退，对弯管进行下料。

[0016] 进一步的，所述弯管的弯曲度为M度，其中M＝M1+M2…+MN；所述弯管的喂弯量S＝S1+S2…+SN。

[0017] 进一步的，所述θN＝(M*2πR*n)/(N*360)，其中R为弯曲半径， M为弯曲度，n为拉伸系数。

[0018] 进一步的，所述弯管弯曲半径为R，弯管的外直径为D，其中R/D 定义为W，0.6≤W≤0.8且弯管的壁厚减薄率为Wt≤12.5％。

[0019] 本发明的优点在于：

[0020] 1)本发明中在弯管的连续弯曲过程中通过控制弯管弯曲的形式，利用液压式的弯管转盘在每次的弯曲中均通过加压弯曲后泄压回转的方式，避免采用连续单向持续加压弯曲导致弯管在弯曲过程中回弹量巨大弯曲度与实际所需的弯曲度相差巨大的问题，每次弯管的弯曲均通过弯曲加回弹的方式，在每次弯曲中减少弯管的回弹量保证了弯管一次弯曲加工就能成型，无需返工，提高了弯管弯曲的效率和弯管弯曲质量。

具体实施方式

[0021] 下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

[0022] 一种冷压弯管加工工艺，具体步骤如下：

[0023] S1：弯胎的选定：根据弯管的外直径D和弯管的拉伸系数n依照 GBJ235—82选择相应的弯胎，并将弯胎设置在弯管转盘和夹具上。

[0024] S2：双夹具的定位：根据弯管所需的弯曲度M和喂弯量S确定第一夹具和第二夹具的初始角度。

[0025] S3：弯管的夹紧与推送：第一夹具与第二夹具沿着水平方向驱动将伸入在弯管转盘弯胎与双夹具弯胎之间的弯管压紧在弯管转盘上；弯管的一端通过弯管推动机构控制弯管每次的喂弯量S。

[0026] S4：弯管的第一次弯曲：启动弯管机，弯管推动机构控制喂弯量 S1，第一夹具与第二夹具将弯管压紧在弯管转盘上，弯管转盘根据第一次的弯曲度M1通过液压驱动弯管转盘旋转角度M1,之后第一夹具松开并返回至初始位置，第二夹具仍压紧在弯管转盘上且液压驱动的弯管转盘泄压，第二夹具跟随弯管转盘实现角度少量回转θ1，弯管转盘角度少量回转θ1之后，第二夹具松开并返回至初始位置。

[0027] S5：弯管的第N次弯曲：弯管推动机构控制喂弯量SN，第一夹具与第二夹具将弯管压紧在弯管转盘上，弯管转盘根据第N次的弯曲度 MN通过液压驱动弯管转盘旋转角度MN,之后第一夹具松开并返回至初始位置，第二夹具仍压紧在弯管转盘上且液压驱动的弯管转盘泄压，第二夹具跟随弯管转盘实现角度少量回转θN，弯管转盘角度少量回转θN之后，第二夹具松开并返回至初始位置；其中，N≥2。

[0028] S6：下料：在连续弯曲后的弯管达到所需的弯曲角度后，弯管推动机构反向后退，对弯管进行下料。

[0029] 弯管的弯曲度为M度，其中M＝M1+M2…+MN；所述弯管的喂弯量S＝ S1+S2…+SN。

[0030] θN＝(M*2πR*n)/(N*360)，其中R为弯曲半径，M为弯曲度，n 为拉伸系数。

[0031] 弯管弯曲半径为R，弯管的外直径为D，其中R/D定义为W，0.6 ≤W≤0.8且弯管的壁厚减薄率为Wt≤12.5％。

[0032] 本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。