薄壁金屬管推彎成形方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種薄壁金屬管推彎成形方法，屬于金屬塑性成形【技術(shù)領(lǐng)域】。首先，在薄金屬薄壁管內(nèi)、外表面同時(shí)施加支撐；其次，對外表面進(jìn)行潤滑處理，并對三層進(jìn)行整體推彎成形后，去除內(nèi)、外層的支撐材料，最終獲得金屬薄壁彎管。本發(fā)明在薄壁金屬管推彎成形過程中，通過內(nèi)支撐層和最外層金屬管同時(shí)提供內(nèi)、外支撐，消除了薄壁金屬管在彎曲成形時(shí)容易出現(xiàn)的屈曲及起皺現(xiàn)象，同時(shí)改善彎管的壁厚均勻性。
【專利說明】 薄壁金屬管推彎成形方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種金屬管推彎成形方法，尤其是一種薄壁金屬管推彎成形方法，屬于金屬塑性成形【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]薄壁金屬管一般指徑厚比大于50的金屬管。目前由于航空、航天以及汽車工業(yè)高度關(guān)注材料減重，對薄壁管件具有非常迫切的需求。由于薄壁管的壁厚相對較薄，其在彎曲成形過程中極易軸向受壓屈曲、起皺以及開裂，產(chǎn)生塑性失穩(wěn)?，F(xiàn)有的繞彎、壓彎、推彎、輥彎等工藝都是通過調(diào)整局部變形量、減小摩擦系數(shù)、施加反向推力等來調(diào)整彎曲成形過程，可以在一定程度上緩解管材彎曲成形缺陷。但上述工藝的改進(jìn)對厚壁管的彎曲成形效果較為明顯，無法適用于薄壁管的彎曲成形。
[0003]薄壁管在實(shí)際成形時(shí)主要存在壓縮失穩(wěn)起皺和截面畸變等缺陷，為減少起皺及截面畸變的缺陷，目前多采用內(nèi)壓提供管材內(nèi)支撐，實(shí)際成形時(shí)可以起到了一定的緩解作用。但其也存在諸多弊端:(I)、內(nèi)高壓在減小彎管內(nèi)側(cè)壓應(yīng)力的同時(shí)，也增大了管材外壁與模具型腔之間的摩擦，導(dǎo)致又實(shí)際增加了內(nèi)側(cè)壓應(yīng)力，部分甚至全部抵消了其積極的一面，故實(shí)際改善起皺效果并不明顯；(2)、采用內(nèi)高壓作為支撐，需要處理增壓介質(zhì)與管材間的密封問題，將加大成形工藝的復(fù)雜性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服上述的缺陷，提供一種工藝簡單、抗皺效果明顯的薄壁金屬管推彎成形方法。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種薄壁金屬管推彎成形方法，包括以下步驟:
1)、選取薄壁金屬管；
2)、選取內(nèi)徑與薄壁金屬管外徑相同的金屬管作為外支撐層，并沿軸向分割成對稱的兩個(gè)半片；
3)、將兩個(gè)半片的金屬管整體包覆薄壁金屬管后，在其兩端實(shí)施點(diǎn)焊將兩個(gè)半片連
接;
4)、在薄壁金屬管中加入內(nèi)支撐層，形成復(fù)合管坯；
5)、將復(fù)合管坯整體置入推彎模具中實(shí)施推彎成形；
6)、分離金屬管上的焊點(diǎn)、移除薄壁金屬管中的內(nèi)支撐層，得到薄壁金屬彎管。
[0006]本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明在薄壁金屬管推彎成形過程中，通過內(nèi)支撐層和外部厚壁金屬管同時(shí)提供內(nèi)、外雙重支撐，消除了薄壁金屬管在彎曲成形時(shí)容易出現(xiàn)的屈曲及起皺現(xiàn)象，同時(shí)改善彎管的壁厚均勻性，且制造成本低，成形效率高。
[0007]為了減少金屬管與模具型腔間的摩擦，在復(fù)合管坯整體置入推彎模具前在復(fù)合管坯外表面涂敷潤滑劑。[0008]為了減少金屬管與薄壁金屬管間的摩擦，上述步驟2)中還包括對兩個(gè)半片的金屬管進(jìn)行磷化及皂化處理的過程。
[0009]為了保證外層金屬管對薄壁金屬管提供穩(wěn)定的外支撐，所述金屬管的壁厚為薄壁金屬管壁厚的2-5倍。
[0010]為了提高推彎成效率，所述外層金屬管的塑性優(yōu)于薄壁金屬管。
[0011]為了適應(yīng)不同薄壁金屬管的成形需要，所述內(nèi)支撐層為低溶點(diǎn)合金、聚氨酯橡膠、填充液體或固態(tài)小顆粒。
[0012]為了滿足各類彎管的制作需要，所述推彎模具的相對旋轉(zhuǎn)半徑為0.8-2。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1本發(fā)明薄壁金屬管推彎成形方法流程圖；
圖2本發(fā)明內(nèi)支撐層、金屬管與薄壁金屬管的裝配示意圖，其中(a)為左視圖、(b)為(a) A-Aiflj 視圖;
圖3本發(fā)明成形后薄壁金屬彎管的結(jié)構(gòu)圖，其中(a)為主視圖、(b)為俯視圖；
圖中，1-內(nèi)管，2-外管，3-焊點(diǎn)，4-內(nèi)支撐層。
【具體實(shí)施方式】 [0014]下面結(jié)合附圖1至3，分別以薄壁6061鋁合金彎管、薄壁鈦合金管、薄壁不銹鋼管推彎成形工藝為具體實(shí)施例對發(fā)明作詳細(xì)說明。
[0015]實(shí)施例1
第一步、采用Imm厚的6061招合金板材卷焊為直徑為202 mm的管還1，還料的軸向長度約為260mm,；
第二步、將內(nèi)徑為202mm，壁厚為3mm厚、塑性優(yōu)于6061鋁合金的碳鋼管2沿著軸向?qū)ζ剩懈顬閷ΨQ的兩個(gè)半片，并對碳鋼管2的兩個(gè)半片實(shí)施磷化及皂化處理，改善內(nèi)外表面潤滑條件，減少摩擦；
第三步、將碳鋼兩個(gè)半片完全包覆住6061鋁合金管I后，在碳鋼兩個(gè)半片的兩端實(shí)施點(diǎn)焊，將碳鋼兩個(gè)半片局部連接；
第四步、在6061鋁合金管I內(nèi)部澆注低熔點(diǎn)合金，待低熔點(diǎn)合金完全冷卻，作為內(nèi)支撐層4;
第五步、在碳鋼管2表面涂敷潤滑劑；
第六步、將具有內(nèi)支撐層4、碳鋼管2和6061鋁合金管I的復(fù)合管坯整體置入相對旋轉(zhuǎn)半徑為0.8的推彎模具內(nèi)實(shí)施推彎成形；
第七步、彎曲成形后的將復(fù)合彎管尾部及頭部工藝段切割，將帶有焊點(diǎn)3的碳鋼管2分離為兩個(gè)半片，取出內(nèi)部帶有低熔點(diǎn)合金的6061鋁合金彎管；
第八步、將內(nèi)部帶有低熔點(diǎn)合金的6061鋁合金彎管整體置入開水內(nèi)，將低熔點(diǎn)合金完全流出，最終獲得薄壁6061鋁合金彎管。
[0016]實(shí)施例2
第一步、將直徑為48.5_、壁厚為1mm厚的鈦合金無縫管I下料,?料的軸向長度約為115mm ； 第二步、將內(nèi)徑為48.5mm,壁厚為2mm厚、塑性優(yōu)于鈦合金的碳鋼管2沿著軸向?qū)ζ?，切割為對稱的兩個(gè)半片，并對碳鋼管的兩個(gè)半片實(shí)施磷化及皂化處理，改善內(nèi)外表面潤滑條件，減少摩擦；
第三步、將碳鋼兩個(gè)半片完全包覆住鈦合金無縫管I后，在碳鋼兩個(gè)半片的兩端部實(shí)施點(diǎn)焊，將碳鋼兩個(gè)半片局部連接；
第四步、在鈦合金無縫管I內(nèi)部置入圓柱狀聚氨酯橡膠，作為內(nèi)支撐層4 ；
第五步、在碳鋼管2表面涂敷潤滑劑；
第六步、將具有內(nèi)支撐層4、碳鋼管2和鈦合金無縫管I的復(fù)合管坯整體置入相對旋轉(zhuǎn)半徑為1.5的推彎模具內(nèi)實(shí)施推彎成形；
第七步、彎曲成形后的彎管尾部及頭部工藝段切割，將帶有焊點(diǎn)3的碳鋼管2分離為兩個(gè)半片，取出內(nèi)部聚氨酯橡膠的鈦合金無縫彎管；
第八步、將鈦合金無縫彎管內(nèi)的聚氨酯橡膠脫出，最終獲得薄壁鈦合金彎管。
[0017]實(shí)施例3
第一步、將壁厚為Imm厚的不銹鋼實(shí)施卷焊，獲得直徑為IOOmm的管坯1，坯料的軸向長度約為314mm，同時(shí)將不銹鋼管坯的尾部封底；
第二步、將內(nèi)徑為100mm，壁厚為5mm厚、塑性優(yōu)于不銹鋼的碳鋼管2沿著軸向?qū)ζ剩懈顬閷ΨQ的兩個(gè)半片，并對碳鋼管的兩個(gè)半片實(shí)施磷化及皂化處理，改善內(nèi)外表面潤滑條件，減少摩擦；
第三步、將碳鋼兩個(gè)半片完全包覆住不銹鋼管后，在碳鋼端部實(shí)施點(diǎn)焊，將兩個(gè)半片局部連接；
第四步、將碳鋼管2尾部焊接封底，在不銹鋼管內(nèi)注入填充液體并用沖頭密封，作為內(nèi)支撐層4;
第五步、在碳鋼管2表面涂敷潤滑劑；
第六步、將具有內(nèi)支撐層4、碳鋼管2和不銹鋼管I的復(fù)合管坯置入相對旋轉(zhuǎn)半徑為2的推彎模具內(nèi)實(shí)施推彎成形；
第七步、將彎曲成形后的復(fù)合彎管尾部、沖頭工藝段切割并排出填充液體；同時(shí)，將帶有焊點(diǎn)3的碳鋼管2分離為兩個(gè)半片，最終獲得薄壁不銹鋼彎管。
[0018]上述實(shí)施例中的內(nèi)支撐層也可以選用流動性較好的固態(tài)小顆粒或其他升壓介質(zhì)。
[0019]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下還可以做出若干改進(jìn)，這些改進(jìn)也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種薄壁金屬管推彎成形方法，其特征在于包括以下步驟: 1)、選取薄壁金屬管(I); 2)、選取內(nèi)徑與薄壁金屬管外徑相同的金屬管(2)作為外支撐層，并沿軸向分割成對稱的兩個(gè)半片； 3)、將兩個(gè)半片的金屬管(2)整體包覆薄壁金屬管(I)后，在其兩端實(shí)施點(diǎn)焊將兩個(gè)半片連接； 4)、在薄壁金屬管(I)中加入內(nèi)支撐層(4)，形成復(fù)合管坯； 5)、將復(fù)合管坯整體置入推彎模具中實(shí)施推彎成形； 6)、分離金屬管(2)上的焊點(diǎn)(3)、移除薄壁金屬管中的內(nèi)支撐層(4)，得到薄壁金屬彎管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄壁金屬管推彎成形方法，其特征在于:還包括在復(fù)合管坯整體置入推彎模具前在復(fù)合管坯外表面涂敷潤滑劑步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的薄壁金屬管推彎成形方法，其特征在于:所述步驟2)中還包括對兩個(gè)半片的金屬管進(jìn)行磷化及皂化處理的過程。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的薄壁金屬管推彎成形方法，其特征在于:所述金屬管的壁厚為薄壁金屬管壁厚的2-5倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的薄壁金屬管推彎成形方法，其特征在于:所述內(nèi)支撐層為低熔點(diǎn)合金、聚氨酯橡膠、填充液體或固態(tài)小顆粒。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的薄壁金屬管推彎成形方法，其特征在于:所述推彎模具的相對旋轉(zhuǎn)半徑為0.8-2。
【文檔編號】B21D9/12GK103920765SQ201410132718
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月3日
【發(fā)明者】郭訓(xùn)忠, 陶杰, 金先玉, 裴文嬌 申請人:南京航空航天大學(xué)