管材推彎成形專利技術(shù)分析

羅飛

摘 要：本文介紹了管材推彎成形技術(shù)的發(fā)展歷程，對國內(nèi)管材推彎成形專利技術(shù)的情況進(jìn)行了簡單介紹，分析了管材推彎成形的技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r。

關(guān)鍵詞：管；推彎；成形

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.16.227

1 引言

管材塑性加工是以管材作毛坯，通過各種塑性加工手段制造管材零件的技術(shù)。彎管是管材塑性加工方法的一種，在機(jī)械、鍋爐、石油化工、管道工程、航空航天等工業(yè)部門占有十分重要的地位。管材彎曲方法按彎曲方式可分為繞彎、推彎、壓彎和滾彎等[1]。

2 管材推彎成形專利技術(shù)

管材推彎一般是在液壓機(jī)或壓力機(jī)上對管材進(jìn)行彎曲加工，主要用于彎制彎頭。根據(jù)推彎工藝特點(diǎn)，可分為型模式冷推彎和芯棒式熱推彎兩種。型模式冷推彎是在常溫下將管坯壓入帶有一定彎曲角度的模具型腔中，從而形成管彎頭。芯棒式熱推彎是在推力和牛角芯棒阻力的作用下，邊加熱邊推制，使管坯產(chǎn)生周向擴(kuò)張以及軸向彎曲變形，從而將直徑較小的管坯推制成直徑較大的彎頭[1]。

CN1049304A[2]公開了一種金屬彎頭制造方法，由上而下依次設(shè)置壓沖1、導(dǎo)向孔模3、彎頭金屬模具4，壓沖1、導(dǎo)向孔模3與彎頭金屬模具4的中心軸線位于同一直線上，其采用壓力機(jī)將彎頭坯料2經(jīng)金屬導(dǎo)向模3推壓入彎頭金屬模具4進(jìn)行管坯的彎曲成形，以彎制金屬管彎頭，然后進(jìn)行整形工序，最終實(shí)現(xiàn)彎管頭的推彎成形；但是，由于管材空心橫截面的形狀特點(diǎn)，在彎曲加工時其彎曲內(nèi)外側(cè)壁厚會發(fā)生變化，且易引起其橫截面形狀的改變，所以彎曲成形時極易出現(xiàn)外側(cè)壁拉裂、內(nèi)側(cè)壁失穩(wěn)起皺、截面畸變及彎曲回彈等成形缺陷，尤其對于薄壁管材彎曲上述缺陷會更加嚴(yán)重。

為了克服管材在推彎過程中的成形缺陷，提高管材彎曲質(zhì)量，先后出現(xiàn)在待彎曲管坯內(nèi)部填充不定型材料以提高管坯的內(nèi)部支撐，提高管坯受力均勻性，降低成形缺陷的專利技術(shù)。例如：CN1082951A[3]公開了采用硝酸鹽作為內(nèi)填充材料；CN1583311A[4]公開了將固體填充物熔化成液態(tài)，然后加入到待彎曲管坯中，然后冷卻成固體，再對管材進(jìn)行彎曲，彎曲結(jié)束后再次對管整體進(jìn)行加熱，使管內(nèi)的固體填充物全部熔化流出，填充物可以是松香、低熔點(diǎn)金屬、或者低熔點(diǎn)合金，內(nèi)部填充物能有效提供內(nèi)部支撐，使管彎曲時變形均勻，提高管材彎曲質(zhì)量。

CN102284575A[5]公開了一種內(nèi)高壓橡皮囊管件推彎成型裝置及成型方法，其利用橡皮囊代替金屬芯棒或填料，利用液壓油使橡皮囊緊貼模具內(nèi)壁，通過液壓系統(tǒng)施壓完成彎管推彎的制作，其能在減少或不增加焊縫的基礎(chǔ)上增加彎段圓度，相對彎曲半徑能達(dá)到0.75-1，具有零件整體性好、壁厚均勻、強(qiáng)度與剛度高、無周向焊縫等優(yōu)點(diǎn)。

隨后，無錫金牛管件有限公司申請的專利CN102699163A[6]公開了一種內(nèi)撐法彎管工藝及專用內(nèi)撐囊，將專用內(nèi)撐囊放入管材欲彎曲部位內(nèi)；向?qū)Ｓ脙?nèi)撐囊的橡膠囊內(nèi)通入壓力流體，使橡膠囊撐住管材內(nèi)壁；將管材彎曲成形；使橡膠囊卸壓，從管材內(nèi)取出專用內(nèi)撐囊。本發(fā)明的內(nèi)撐法彎管工藝及專用內(nèi)撐囊主要用于薄壁鋼管的彎曲加工，解決了現(xiàn)有鋼管彎曲工藝彎薄壁鋼管時，彎曲部位會出現(xiàn)不可控變形的問題，具有可有效避免彎曲薄壁鋼管時彎曲部位出現(xiàn)不可控變形的優(yōu)點(diǎn)。

然而，采用低熔點(diǎn)合金、松香等作為填充材料時推彎成形時，工藝過程復(fù)雜，還需對彎曲后的管材進(jìn)清洗，采用內(nèi)撐囊提供管材內(nèi)支撐時，需要處理增壓介質(zhì)與管材之間的密封問題，同樣加大了工藝的復(fù)雜性，這就使得本領(lǐng)域技術(shù)人員不斷探索發(fā)現(xiàn)新的更加合適的內(nèi)填充材料，珠粒填料推彎成形工藝是在傳統(tǒng)的型模式冷頂推彎工藝基礎(chǔ)上，將珠粒作為填料填充于管坯內(nèi)進(jìn)行彎曲成形的新工藝。CN103341535A[7]公開了一種推彎方法，其采用鋼球珠粒填料，鋼珠具有良好的流動性和非均布內(nèi)壓的特性，所以在推彎成形過程中可以有效的抑制內(nèi)側(cè)壁失穩(wěn)起皺和截面畸變。同時，鋼珠顆粒易于管材彎曲成形后取出，提高了彎曲效率。

3 總結(jié)

總的來說，管材的推彎成形實(shí)現(xiàn)了無內(nèi)填充到有內(nèi)填充的發(fā)展，基本形成了以低熔點(diǎn)合金、聚氨酯橡膠、填充液體或固態(tài)小顆粒等為代表的典型的內(nèi)填充介質(zhì)體系，推彎成形管材出現(xiàn)的外側(cè)壁拉裂、內(nèi)側(cè)壁失穩(wěn)起皺、截面畸變及彎曲回彈等成形缺陷有了極大的降低，成形質(zhì)量不斷提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]夏東強(qiáng).管材彎曲成形技術(shù)研究[D].重慶大學(xué)，2008.

[2]呂水光.金屬彎頭制造方法.CN1049304A[P].19910220.

[3]冶金工業(yè)部鋼鐵研究總院.金屬管件的彎曲方法.CN1082951A[P].19940302.

[4]張家港市合豐機(jī)械制造有限公司.CN1583311A[P].20050223.

[5]北京航空航天大學(xué).一種內(nèi)高壓橡皮囊管件推彎成型裝置及其成型方法.CN102284575A[P].20111221.

[6]無錫金牛管件有限公司.內(nèi)撐發(fā)彎管工藝及專用內(nèi)撐囊. CN102699163A[P].20121003.

[7]常州市君王鍍膜有限公司.彎管壓力機(jī)及其彎管方法和柴油機(jī)進(jìn)氣管鈑金制造方法.CN103341535A[P].20131009.endprint