柔性鏈球式芯棒的管材壓彎成形方法
【專利摘要】柔性鏈球式芯棒的管材壓彎成形方法，它涉及一種管材壓彎成形方法，以解決現(xiàn)有帶芯棒管材彎曲成形過(guò)程中彎曲程度過(guò)大而發(fā)生相互干涉的問(wèn)題。方法：一、用一端帶有約束環(huán)的繩索將數(shù)個(gè)滾珠穿在一起；二、將組合好的柔性鏈球式芯棒插入待彎曲管材內(nèi)部；三、用第一橡皮塞放入待彎曲管材的一端并用第一緊固件固定住，將第二橡皮塞放入待彎曲管材的另一端并將繩索從第二橡皮塞的通孔中穿出，用第二緊固件將第二橡皮塞固定??；四、將步驟三中的待彎曲管材放在凹模上，用壓力機(jī)帶動(dòng)凸模向下運(yùn)動(dòng)，直至將待彎曲管材壓彎成形；五、壓彎成形后，松開(kāi)第一緊固件、第二緊固件、第一橡皮塞和第二橡皮塞，得到彎曲成形后的管材。本發(fā)明用于管材壓彎成形。
【專利說(shuō)明】柔性鏈球式芯棒的管材壓彎成形方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種管材壓彎成形方法，具體涉及一種柔性鏈球式芯棒的管材壓彎成形方法。
【背景技術(shù)】
[0002]為了順應(yīng)節(jié)能減排的時(shí)代發(fā)展要求，輕量化逐漸成為現(xiàn)代結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中首要考慮的關(guān)鍵因素之一。除了采用輕質(zhì)材料外，減輕重量的另一個(gè)理想途徑就是“以空代實(shí)”或使用變截面等強(qiáng)度結(jié)構(gòu)，即對(duì)于承受以彎曲或扭轉(zhuǎn)載荷為主的構(gòu)件，采用空心結(jié)構(gòu)既可達(dá)到減輕重量、節(jié)約材料的目的，又能充分利用材料強(qiáng)度和剛度等實(shí)效。
[0003]以管材為初始坯料，通過(guò)塑性加工方法制造空心構(gòu)件的工藝稱為管材塑性加工。其不僅實(shí)現(xiàn)了輕量化、強(qiáng)韌化和滿足高效低耗、精確制造等方面的要求，并能獲得形狀復(fù)雜的制品。無(wú)論是平面彎曲件，還是空間彎曲件，在航空航天、汽車(chē)和船舶制造業(yè)、壓力容器、氣體及液體管道傳輸工程等中得到了廣泛應(yīng)用。
[0004]壓彎是最早用于管材彎曲塑性加工方法之一，既可彎曲帶直段的管件，也可彎制彎頭。壓彎成形是在普通沖床或液壓機(jī)上由彎曲模完成的，通常采用一次壓制即可完成，生產(chǎn)效率較高。與其它彎曲成形方法一樣，管件壓彎成形中除了易產(chǎn)生外壁的減薄開(kāi)裂，內(nèi)壁的增厚和起皺等缺陷外，同時(shí)還存在著彎曲部位的截面形狀畸變及卸載后的回彈等難題。該方法主要適于直徑較小、壁厚較大的金屬?gòu)澒艹尚?。而?dāng)直徑較大且壁厚較小時(shí)，彎曲部位產(chǎn)生截面形狀畸變傾向則更加顯著，因此,彎曲成形時(shí)往往需在管件內(nèi)部加入芯棒或填充物。必須采用圓頭、勺形甚至多球等芯棒和抽芯機(jī)構(gòu)，并且抽芯和彎管過(guò)程需要同步進(jìn)行，這無(wú)形中增加了工藝的復(fù)雜性和設(shè)計(jì)的精度及成本，極大地影響了生產(chǎn)效率，同時(shí)芯棒和管材內(nèi)壁的摩擦形式為滑動(dòng)摩擦，對(duì)壁厚的減薄及均勻性分布均有著重要影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明為解決現(xiàn)有帶芯棒管材彎曲成形過(guò)程中彎曲程度過(guò)大而發(fā)生相互干涉，且芯棒與管材內(nèi)壁之間摩擦力過(guò)大造成壁厚過(guò)度減薄的問(wèn)題，而提出了一種柔性鏈球式芯棒的管材壓彎成形方法。
[0006]所述方法是通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)的:
[0007]步驟一、用一端帶有約束環(huán)的繩索將數(shù)個(gè)滾珠穿在一起組成柔性鏈球式芯棒；
[0008]步驟二、將組合好的柔性鏈球式芯棒插入待彎曲管材內(nèi)部；
[0009]步驟三、將第一橡皮塞放入待彎曲管材的一端，用第一緊固件將第一橡皮塞固定住，將第二橡皮塞放入待彎曲管材的另一端，并將繩索從第二橡皮塞的通孔中穿出，將芯棒完全固定后，用第二緊固件將第二橡皮塞固定住；
[0010]步驟四、將插入柔性鏈球式芯棒的待彎曲管材放在凹模上，用壓力機(jī)帶動(dòng)凸模向下運(yùn)動(dòng)，直至將待彎曲管材壓彎成形；
[0011]步驟五、壓彎成形后取出彎曲成形后的管材，松開(kāi)第一緊固件和第二緊固件，拔掉管材兩端的第一橡皮塞和第二橡皮塞，通過(guò)繩索抽出柔性鏈球式芯棒，即得到彎曲成形后的管材。
[0012]本發(fā)明與現(xiàn)有方法相比具有以下有益效果:
[0013]一、本發(fā)明的柔性鏈球式芯棒由多個(gè)滾珠柔性連接而成，與圓頭、勺形、碗狀、半球和算盤(pán)珠式芯棒相比有明顯差異，滾珠之間以及滾珠與整個(gè)管壁之間的接觸方式均為點(diǎn)接觸，彎曲過(guò)程中滾珠和管壁之間是滾動(dòng)摩擦，在彎曲成形過(guò)程中不存在滾珠之間由于彎曲程度過(guò)大而發(fā)生相互干涉等問(wèn)題。
[0014]二、利用本發(fā)明方法減小了彎曲成形中芯棒與管壁之間的摩擦對(duì)壁厚減薄的影響，使管材彎曲成形時(shí)的變形更加均勻，其中壁厚減薄率小于10%。
[0015]三、柔性鏈球式芯棒采用易于加工的滾珠，并可重復(fù)使用。通過(guò)更換不同直徑的滾珠來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)相應(yīng)內(nèi)徑管材的彎曲成形。柔性鏈球式芯棒易放易取，彎曲成形結(jié)束后可通過(guò)繩索輕易地將芯棒整體取出。
[0016]四、柔性鏈球式芯棒長(zhǎng)度可控，無(wú)需復(fù)雜的抽芯機(jī)構(gòu)，操作簡(jiǎn)便易于實(shí)施。
[0017]五、柔性鏈球式芯棒顯著地減小了彎曲過(guò)程中管材截面畸變程度，降低了產(chǎn)生內(nèi)側(cè)起皺和外側(cè)破裂等缺陷的可能性，其中，管材截面的橢圓率小于5%。
[0018]六、利用柔性鏈球式芯棒彎曲成形時(shí)彎曲角可達(dá)到小于90°，彎曲程度較大。
[0019]七、柔性鏈球式芯棒不僅適合圓形截面的管材，也適合矩形等異形截面管材的彎曲成形。該方法工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高，成本低，適合于實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是柔性鏈球式芯棒管材壓彎成形前的示意圖(其中第一橡皮塞9采用無(wú)通孔橡皮塞、第二橡皮塞3采用有通孔橡皮塞、第一緊固件4采用卡箍式和第二緊固件10采用卡箍式；
[0021]圖2是柔性鏈球式芯棒管材壓彎成形后的示意圖；
[0022]圖3是第一橡皮塞9采用軸心具有螺紋孔的橡皮套、第二橡皮塞3采用軸心具有螺紋孔的橡皮套、第一緊固件4采用軸心不帶通孔的錐形緊固釘和第二緊固件10采用軸心具有通孔的錐形緊固釘時(shí)，柔性鏈球式芯棒與彎曲管材5緊固示意圖；
[0023]圖4是成形管材截面為圓形的示意圖；
[0024]圖5是成形管材截面為正方形的示意圖；
[0025]圖6是卡箍的結(jié)構(gòu)主視圖；
[0026]圖7是圖6的左視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]【具體實(shí)施方式】一:結(jié)合圖1?圖7說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式是通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)的:
[0028]步驟一、用一端帶有約束環(huán)8的繩索2將數(shù)個(gè)滾珠6穿在一起組成柔性鏈球式芯棒;
[0029]步驟二、將組合好的柔性鏈球式芯棒插入待彎曲管材5內(nèi)部；
[0030]步驟三、將第一橡皮塞9放入待彎曲管材5的一端(此端為繩索2的約束環(huán)8端)，用第一緊固件4將第一橡皮塞9固定住，將第二橡皮塞3放入待彎曲管材5的另一端，并將繩索2從第二橡皮塞3的通孔3-1中穿出，將芯棒完全固定后，用第二緊固件10將第二橡皮塞3固定住；
[0031]步驟四、將插入柔性鏈球式芯棒的待彎曲管材5放在凹模7上，用壓力機(jī)帶動(dòng)凸模I向下運(yùn)動(dòng)，直至將待彎曲管材5壓彎成形；
[0032]步驟五、壓彎成形后取出彎曲成形后的管材，松開(kāi)第一緊固件4和第二緊固件10，拔掉管材兩端的第一橡皮塞9和第二橡皮塞3，通過(guò)繩索2抽出柔性鏈球式芯棒，即得到彎曲成形后的管材。
[0033]【具體實(shí)施方式】二:結(jié)合圖1和圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式是步驟一中滾珠6上設(shè)有中心通孔。中心通孔用于穿繩索2。
[0034]【具體實(shí)施方式】三:結(jié)合圖1、圖2和圖3說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式是步驟一中約束環(huán)8的直徑大于中心通孔的直徑。這樣設(shè)計(jì)使得約束環(huán)8起到約束作用。其它步驟與【具體實(shí)施方式】二相同。
[0035]【具體實(shí)施方式】四:結(jié)合圖4和圖5說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式是步驟二中待彎曲管材5的橫截面為圓形或矩形。其它步驟與【具體實(shí)施方式】四相同。
[0036]【具體實(shí)施方式】五:結(jié)合圖4說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式是步驟二中待彎曲管材5為圓形時(shí)，滾珠6的直徑與待彎曲管材5內(nèi)徑相等。其它步驟與【具體實(shí)施方式】一、二或三相同。
[0037]【具體實(shí)施方式】六:結(jié)合圖5說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式是步驟二中待彎曲管材5為矩形時(shí)，滾珠6的直徑與待彎曲管材5內(nèi)接圓直徑相等。其它步驟與【具體實(shí)施方式】四相同。
[0038]【具體實(shí)施方式】七:結(jié)合圖1和圖3說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式是步驟三中第一橡皮塞9為無(wú)通孔橡皮塞(見(jiàn)圖1)或軸心具有螺紋孔的橡皮套(見(jiàn)圖3)。其它步驟與【具體實(shí)施方式】一、二、三或五相同。
[0039]【具體實(shí)施方式】八:結(jié)合圖1和圖3說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式是步驟三中第二橡皮塞3為有通孔橡皮塞(見(jiàn)圖1)或軸心具有螺紋孔的橡皮套(見(jiàn)圖3)。其它步驟與【具體實(shí)施方式】七相同。
[0040]【具體實(shí)施方式】九:結(jié)合圖1和圖3說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式是步驟三中第一緊固件4為卡箍式(見(jiàn)圖1)或軸心不帶通孔的錐形緊固釘(見(jiàn)圖3)。其它步驟與【具體實(shí)施方式】八相同。
[0041]【具體實(shí)施方式】十:結(jié)合圖1和圖3說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式是步驟三中第二緊固件10為卡箍式(見(jiàn)圖1)或軸心具有通孔的錐形緊固釘(見(jiàn)圖3)。其它步驟與【具體實(shí)施方式】九相同。
【權(quán)利要求】
1.一種柔性鏈球式芯棒的管材壓彎成形方法，其特征在于:所述方法是通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)的: 步驟一、用一端帶有約束環(huán)(8 )的繩索(2 )將數(shù)個(gè)滾珠(6 )穿在一起組成柔性鏈球式芯棒; 步驟二、將組合好的柔性鏈球式芯棒插入待彎曲管材(5)內(nèi)部； 步驟三、將第一橡皮塞(9)放入待彎曲管材(5)的一端，用第一緊固件(4)將第一橡皮塞(9)固定住，將第二橡皮塞(3)放入待彎曲管材(5)的另一端，并將繩索(2)從第二橡皮塞(3)的通孔(3-1)中穿出，將芯棒完全固定后，用第二緊固件(10)將第二橡皮塞(3)固定?。? 步驟四、將插入柔性鏈球式芯棒的待彎曲管材(5)放在凹模(7)上，用壓力機(jī)帶動(dòng)凸模(I)向下運(yùn)動(dòng)，直至將待彎曲管材(5)壓彎成形； 步驟五、壓彎成形后取出彎曲成形后的管材，松開(kāi)第一緊固件(4)和第二緊固件(10)，拔掉管材兩端的第一橡皮塞(9)和第二橡皮塞(3)，通過(guò)繩索(2)抽出柔性鏈球式芯棒，即得到彎曲成形后的管材。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述柔性鏈球式芯棒的管材壓彎成形方法，其特征在于:所述步驟一中滾珠(6)上設(shè)有中心通孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述柔性鏈球式芯棒的管材壓彎成形方法，其特征在于:所述步驟一中約束環(huán)(8)的直徑大于中心通孔的直徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述柔性鏈球式芯棒的管材壓彎成形方法，其特征在于:所述步驟二中待彎曲管材(5)的橫截面為圓形或矩形。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述柔性鏈球式芯棒的管材壓彎成形方法，其特征在于:所述步驟二中待彎曲管材(5)為圓形時(shí)，滾珠(6)的直徑與待彎曲管材(5)內(nèi)徑相等。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述柔性鏈球式芯棒的管材壓彎成形方法，其特征在于:所述步驟二中待彎曲管材(5)為矩形時(shí)，滾珠(6)的直徑與待彎曲管材(5)內(nèi)接圓直徑相等。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或5所述柔性鏈球式芯棒的管材壓彎成形方法，其特征在于:所述步驟三中第一橡皮塞(9)為無(wú)通孔橡皮塞或軸心具有螺紋孔的橡皮套。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述柔性鏈球式芯棒的管材壓彎成形方法，其特征在于:所述步驟三中第二橡皮塞(3)為有通孔橡皮塞或軸心具有螺紋孔的橡皮套。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述柔性鏈球式芯棒的管材壓彎成形方法，其特征在于:所述步驟三中第一緊固件(4)為卡箍式或軸心不帶通孔的錐形緊固釘。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述柔性鏈球式芯棒的管材壓彎成形方法，其特征在于:所述步驟三中第二緊固件(10)為卡箍式或軸心具有通孔的錐形緊固釘。
【文檔編號(hào)】B21D9/08GK103752666SQ201410008325
【公開(kāi)日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年1月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月8日
【發(fā)明者】李峰, 曾祥, 湯澤軍 申請(qǐng)人:哈爾濱理工大學(xué)