本發(fā)明涉及一種金屬管擠壓彎曲成型模具及其工藝。

背景技術：

隨著成型裝備及制造技術的發(fā)展，復雜形狀的管材彎曲件在工業(yè)領域特別是科技含量高的工業(yè)領域出現(xiàn)的越來越頻繁，如飛機、船舶、汽車的輸油，氣體管道，化工等，還有部分支架。因為使用彎曲管件代替原來的線材或者塑料管材，可以提高耐用性能。隨著管材彎曲件的普遍應用，人們對管材的彎曲質量和成形工藝的要求也越來越高，傳統(tǒng)工藝方法如折彎，滾彎等生產(chǎn)的彎曲管件大多存在一些缺陷，如外側壁的減薄與破裂，內側壁的增厚，起皺以及橫截面畸變等缺陷，并且管件的彎曲角度及方向有限，不能夠一次制備復雜的空間彎曲管件。

通常解決金屬管難彎曲成型的辦法有：一、使用折彎機將金屬管強行折彎；二、通過模具折彎工藝受應力作用；三、更換材料，使用壓鑄模件或者其他工藝。

以上三種方法存在的缺點有：一、折彎機將金屬管折彎會存在折彎處受應力較大，金屬管折彎區(qū)域尺寸不可控；二、模具折彎金屬管受力區(qū)域也會存在局部受力，導致產(chǎn)品發(fā)生形變，從而使產(chǎn)品在折彎部分外圍尺寸不順暢；三、更換材料后使用壓鑄件精度相差較大，且成本較高，產(chǎn)品強度會相應變差。

專利申請公布號 CN104550289A公開一種多凸模一次擠壓成型空間彎曲管材的方法，所述多凸模擠壓裝置由四個凸模、坯料、凹模和芯棒部分組成，擠壓模型簡單。通過改變各凸模的速度來控制坯料在三維空間內的流動狀態(tài)，實現(xiàn)了空間轉向與彎曲，成形三維空間內復雜彎曲管件。本發(fā)明的優(yōu)點是：制備的管材彎曲件壁厚均勻且不起皺、橫截面無畸變，可以在三維空間內轉向與彎曲，形成復雜彎曲管件。但是該方法形成的彎曲管依然存在著內層折皺、外層破裂的缺陷。

技術實現(xiàn)要素：

鑒于以上所述現(xiàn)有技術的缺點，本發(fā)明目的在于提供一種金屬管擠壓彎曲成型模具及其工藝，使金屬管彎曲區(qū)域的形狀更加穩(wěn)定、順暢，且改善了金屬管彎曲變形量。

為實現(xiàn)上述目的及其他相關目的，本發(fā)明提供一種金屬管擠壓彎曲成型模具，包括沖頭、底座，所述底座的上方設有成型塊一和成型塊二，所述成型塊一包括豎直塊和支撐橫板，所述成型塊二位于所述支撐橫板上并與所述豎直塊連接，所述成型塊二與所述成型塊一的豎直塊通過螺絲或銷釘固定，所述成型塊一與所述成型塊二連接處設有彎管槽，所述彎管槽的直徑比需加工的金屬管直徑大0.1mm。彎管槽的直徑比需加工的金屬管直徑大0.1mm是為了避免金屬管進入型腔受阻，且產(chǎn)品在擠壓過程中也會有足夠的間隙保證材料流動時更加順暢，保證產(chǎn)品外觀因受力不均從而影響金屬彎管的整體順暢性，提高了彎管精度。

優(yōu)選地，所述彎管槽包括入口段、彎曲段、出口段，所述入口段和出口段位于所述彎曲段的兩端，所述入口段位于所述成型塊一的豎直塊和成型塊二的連接處，所述彎曲段位于所述支撐橫板與豎直塊、成型塊二的接觸面處，所述出口段位于所述支撐橫板內。

優(yōu)選地，所述沖頭的端面倒角R為4-6mm。

優(yōu)選地，所述彎曲段的圓弧半徑為12-32mm。

一種金屬管擠壓彎曲成型工藝，其步驟是：

第一步，將成型塊一與成型塊二通過螺絲、銷釘固定，保證模成型一和成型塊二的接觸面貼合不存在縫隙；

第二步，將金屬管放入彎管槽的入口段，通過沖床對沖頭不斷施加壓力，金屬彎逐漸進入彎曲段，金屬管在彎曲段內逐漸發(fā)生變形；

第三步，當沖頭極限運動時，成型塊一與金屬管一端接觸，成型塊二支撐協(xié)助擠壓彎曲，當材料不斷流動直至彎管槽的出口段時，金屬管擠壓彎曲成型。

將金屬管放入彎管槽的入口段，沖頭開始向下，金屬管受力會逐漸開始運動，在金屬管逐漸進入彎曲段時，通過成型塊一以及成型塊二不斷將金屬管端部擠壓，依靠沖頭下行力量，金屬管的一端不斷彎曲擠壓，金屬管逐步由直管變更為彎曲金屬管狀態(tài)，從而實現(xiàn)金屬管擠壓彎曲成型工藝。

如上所述，本發(fā)明提供的一種金屬管擠壓彎曲成型模具及其工藝，具有以下有益效果：該模具結構簡單、方便、成本低、易裝架、易生產(chǎn)，能達到產(chǎn)品擠壓彎曲成型，通過簡單成型工藝比常規(guī)的彎管機折彎區(qū)域形狀更加穩(wěn)定，彎曲的區(qū)域通過拋光工藝后外觀更加順暢，且改善了金屬管彎曲變形量。彎曲管件的曲率過渡非常平緩，彎曲件壁厚均勻，避免出現(xiàn)彎曲內層折皺，外層破裂等缺陷，并且空間彎曲管件的表面質量良好。由于坯料與模具之間的摩擦力以及凸模間的速度差值使引發(fā)坯料強烈的剪切塑性變形，金屬管件內部內應力很小，成形后的彎曲管件基本不變形，質量良好。

附圖說明

圖1為一種金屬管擠壓彎曲成型模具的示意圖。

圖2為成型塊一的示意圖。

圖3為彎管槽的結構示意圖。

1—沖頭，2—成型塊一，21—豎直塊，22—支撐橫板，3—成型塊二，4—彎管槽，5—螺絲，41—入口段，42—彎曲段，43—出口段。

具體實施方式

以下由特定的具體實施例說明本發(fā)明的實施方式，熟悉此技術的人士可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點及功效。

請參閱圖1至圖3。須知，本說明書所附圖式所繪示的結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內容，以供熟悉此技術的人士了解與閱讀，并非用以限定本發(fā)明可實施的限定條件，故不具技術上的實質意義，任何結構的修飾、比例關系的改變或大小的調整，在不影響本發(fā)明所能產(chǎn)生的功效及所能達成的目的下，均應仍落在本發(fā)明所揭示的技術內容得能涵蓋的范圍內。同時，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本發(fā)明可實施的范圍，其相對關系的改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本發(fā)明可實施的范疇。

如圖1至圖3所示，本發(fā)明提供一種金屬管擠壓彎曲成型模具，包括沖頭1、底板，所述底板的上方設有成型塊一2和成型塊二3，所述成型塊一2包括豎直塊21和支撐橫板22，所述成型塊二3位于所述支撐橫板22上并與所述豎直塊21連接，所述成型塊二3與所述成型塊一2的豎直塊21通過螺絲5和銷釘固定，所述成型塊一2與所述成型塊二3連接處設有彎管槽4，所述彎管槽4的直徑比需加工的金屬管直徑大0.1mm。彎管槽4的直徑比需加工的金屬管直徑大0.1mm是為了避免金屬管進入型腔受阻，且產(chǎn)品在擠壓過程中也會有足夠的間隙保證材料流動時更加順暢，保證產(chǎn)品外觀因受力不均從而影響金屬彎管的整體順暢性，提高了彎管精度。

在本實施例中，所述彎管槽4包括入口段41、彎曲段42、出口段43，所述入口段41和出口段43位于所述彎曲段42的兩端，所述入口段41位于所述成型塊一2的豎直塊21和成型塊二3的連接處，所述彎曲段42位于所述支撐橫板22與豎直塊21、成型塊二3的接觸面處，所述出口段43位于所述支撐橫板22內。

在本實施例中，所述沖頭1的端面倒角R為4-6mm。

在本實施例中，所述彎曲段42的圓弧半徑為12-32mm。

在另一實施中，可采用沖頭1的端面倒角R為5mm，彎曲段42的弧面的最大半徑為30mm，彎曲段42的弧面的最小處半徑為14mm。

一種金屬管擠壓彎曲成型工藝，其步驟是：

第一步，將成型塊一2與成型塊二3通過螺絲5、銷釘固定，保證模成型一2和成型塊二3的接觸面貼合不存在縫隙；

第二步，將金屬管放入彎管槽4的入口段，通過沖床對沖頭1不斷施加壓力，金屬管逐漸進入彎曲段，金屬管在彎曲段42內逐漸發(fā)生變形；

第三步，當沖頭1極限運動時，成型塊一2與金屬管一端接觸，成型塊二3支撐在型腔中協(xié)助擠壓彎曲，當材料不斷流動直至彎管槽4的出口段時，金屬管擠壓彎曲成型。

將金屬管放入彎管槽4的入口段41，沖頭1開始向下，金屬管受力會逐漸開始運動，在金屬管逐漸進入彎曲段42時，通過成型塊一2以及成型塊二3不斷將金屬管端部擠壓，依靠沖頭下行力量，金屬管的一端不斷彎曲擠壓，金屬管逐步由直管變更為彎曲金屬管狀態(tài)，從而實現(xiàn)金屬管擠壓彎曲成型工藝。

金屬管擠壓彎曲是在變形過程中產(chǎn)生重新塑型的過程，因金屬管屬于空心管，在使用機器折彎時會存在折痕，為了保證金屬管的順暢性以及折彎過程中存在的不可控制公差，根據(jù)金屬管彎曲工藝的不足而研發(fā)了使用模具擠壓彎曲金屬管成型的工藝。模具上模的沖頭不斷下壓，當金屬管一端受力開始緩慢運動時，受擠壓端逐漸開始發(fā)生形變，在成型過程中材料充分流動，金屬管不斷擠壓彎曲，沿彎曲槽的型面外壁慢慢流動成型，直接擠壓到指定尺寸，此做法不僅解決了金屬管折彎存在的不可控，也減少前期投入成本。

綜上所述，本發(fā)明提供一種金屬管擠壓彎曲成型模具及其工藝，該模具結構簡單、方便、成本低、易裝架、易生產(chǎn)，能達到產(chǎn)品擠壓彎曲成型，通過簡單成型工藝比常規(guī)的彎管機折彎區(qū)域形狀更加穩(wěn)定，彎曲的區(qū)域通過拋光工藝后外觀更加順暢，且改善了金屬管彎曲變形量。彎曲管件的曲率過渡非常平緩，彎曲件壁厚均勻，避免出現(xiàn)彎曲內層折皺，外層破裂等缺陷，并且空間彎曲管件的表面質量良好。由于坯料與模具之間的摩擦力以及凸模間的速度差值使引發(fā)坯料強烈的剪切塑性變形，金屬管件內部內應力很小，成形后的彎曲管件基本不變形，質量良好。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術中的種種缺點而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。

上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發(fā)明的權利要求所涵蓋。