波紋管內旋壓成形方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種成型方法，尤其涉及一種波紋管內旋壓成形方法。
【背景技術】
[0002]目前，波紋管的成形工藝主要有液壓成形、旋壓成形和焊接成形等。液壓成形是波紋管成形最常用的方法，利用在管坯中的液體壓力，使管坯在限制環(huán)中脹形，直到沿環(huán)向出現屈服，同時輔以壓縮管坯補料，小直徑波紋管多采用這種方法。旋壓成形工藝主要用于加工大、中型波紋管，管坯安裝于旋壓機的主軸上，由主軸帶動管坯旋轉，同時旋輪沿著波紋管外形輪廓移動，通過旋輪的徑向及軸向進給運動成形出波紋。焊接成形主要是通過“板材壓筋一卷圓一焊接”的工藝方法，即先在板材上壓制波形，然后將壓制波形后的板材卷圓，對連接部進行焊接，得到一個小節(jié)，最后再將多個小節(jié)焊接得到波紋管。
[0003]目前普遍使用的波紋管是采用分節(jié)成形、多節(jié)焊接工藝方法獲得，采用該工藝方法主要有以下工藝缺點:(I)焊接區(qū)域容易產生應力集中，使產品的疲勞強度降低，焊縫區(qū)域在長期存放過程中可能產生微裂紋并進行擴展，影響產品的使用壽命;(2)數量眾多的縱向焊縫、環(huán)向焊縫，尤其是交叉焊縫，使得波紋管的焊接質量難以保證，根據設計要求，產品的焊縫質量要百分之百檢測，焊縫檢測效率低且費用很高；(3)焊接過程中產品變形較大，產品成形精度和一致性差。因此，傳統(tǒng)工藝方法制造的產品不僅成形精度差、加工效率低、生產成本高，最重要的是產品質量可靠性差，無法滿足產品的設計要求；(4)由于該工藝方法本身局限性，每一小節(jié)長度較短，目前停留在11OOmm以內，這使得波紋管的節(jié)數較多，加工工藝復雜，生產效率低。
[0004]中國專利91106244.0，公開了一種波紋管加工方法及設備，由機床帶動管坯旋轉，旋壓輪沿徑向進給旋壓，同時雙等離子炬對管坯加熱區(qū)加熱，軸向壓力頭沿管坯軸向施加壓力，一個波形成形后，旋壓輪沿軸向移動一個波矩，進行下一波形旋壓。但其加工的對象為外徑D小(60?I 1mm)、壁厚δ大(3.5?5mm)的波紋管，因此，其不適用于管徑大于250mm、管壁厚2.7?3.5mm的波紋管的加工。中國專利200810021178.9，公開了一種銅波紋管螺旋波紋成形設備及其成形工藝，銅管為硬質銅管，該成形設備上設滾輪裝置，滾輪裝置上設三個在所述銅管的圓周方向均布的滾輪對銅管進行滾壓加工;三個滾輪與銅管的軸線的垂直方向均偏轉一個相同的角度，該角度即銅管螺旋波紋的螺旋升角。但其加工的對象為空調設備上的波紋管，由于空調設備上的波紋管外徑小，因此其同樣不適用于加工管徑大于250mm、管壁厚2.7?3.5mm的波紋管。米用上述設備加工管徑大于250mm、管壁厚2.7?3.5mm的波紋管，在成形過程中均存在由于管徑大、壁厚薄而易出現變形缺陷，不能完成波紋管的加工。
[0005]面對當今形勢，研究一種產品成形質量好、生產成本低、且簡單、高效的波紋管零件制造方法成為現在該領域技術人員迫切需要解決的技術難題。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的目的就在于提供一種解決上述問題，能對管徑大、壁厚薄的管材進行波紋管旋壓成形，工序簡單、成形質量好、成形精度和加工效率高的波紋管內旋壓成形方法。
[0007]為了實現上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是這樣的:一種波紋管內旋壓成形方法，包括以下步驟，
(1)將管還安裝于旋壓機的主軸上，由主軸帶動長薄壁管旋轉，主軸轉速為60r/min?120r/min；
(2)在管坯內外分別安裝形成波紋的內旋輪和外旋輪，內、外旋輪均為三個，沿管坯周向均勻分布，并位于管坯徑向安全位置處，其中，內、外旋輪相向的一面分別為形成波紋管內、外壁波峰的凸型面和凹型面；
(3 )內旋輪和外旋輪同步工作;三個外旋輪同步沿管坯的徑向往內運動，直至外旋輪外表面與管坯外表面貼合，外旋輪進給速度為4?8mm/r;三個內旋輪同步沿徑向往外運動，旋輪進給速度為4?8mm/r，內旋輪與管坯內表面接觸時，管坯接觸區(qū)域開始產生塑性變形，內旋輪繼續(xù)往沿徑向往外運動，此時，內旋輪進給速度為I?4mm/r;
(4)直至內旋輪的凸型面與外旋輪的凹型面間隙為管坯厚度的1.1?1.3倍時暫停內旋輪的進給量，保持該間隙成型3~5s，內、外旋輪分別同時沿徑向往內、外復位至徑向安全位置處；
(5)內、外旋輪同步沿管坯軸向運動一個波距，重復步驟(I)?(4)，直至成形出所需長度的波紋管。
[0008]作為優(yōu)選:所述管還的管徑大于250mm，壁厚為2.7?3.5mm。
[0009]作為優(yōu)選:所述外旋輪外徑為DO=0.5D?2D，D為成品波紋管波谷處的外徑，DO為外旋輪的外徑；
外旋輪的凹型面由三段平滑連接的圓弧構成，所述三段圓弧為中部的圓弧A和對稱相切于圓弧A兩側的圓弧B和圓弧C，圓弧A的半徑RO=1.0R?1.2R，圓弧B和圓弧C的半徑Rl =
0.9r?1.0r；
內旋輪的凸型面由三段平滑連接的圓弧構成，所述三段圓弧為中部的圓弧I和對稱相切于圓弧I兩側的圓弧J和圓弧K，圓弧I的半徑R2=(R-t)，圓弧J和圓弧K的半徑R3=l.0?1.2(r+t)；
其中，R為成品波紋管外壁波峰圓角半徑，r為成品波紋管波形外壁根部的過渡圓角半徑，t為成品波紋管壁厚。
[0010]與現有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:
產品質量好:本發(fā)明不僅徹底去除了波紋管零件的縱向焊縫，而且采用長薄壁管加工的隧道波紋管的長度不受工藝限制，遠遠大于現有工藝長度僅能達到的IlOOmm以內，可以大大減少產品的環(huán)向焊縫。同時新工藝的成形精度更高，便于產品裝配。并且，與傳統(tǒng)工藝相比，新工藝成形的產品在旋壓過程中晶粒細化，旋壓變形使金相組織均勻致密，同時晶粒被壓扁拉長，在旋壓方向形成纖維組織，產品質量好，使用壽命大大提高。
[0011]成形效率高:相比于縮徑旋壓成形工藝，內旋壓成形大大減小了零件變形區(qū)域，減低了產品成形難度，提高產品成形速度。
[0012]成品率高:由于取消了縱向焊縫，本工藝方法能夠徹底避免產品上出現縱向和環(huán)向焊縫相交區(qū)域，同時環(huán)向焊縫大大減少，降低了焊接難度，大大提高了產品的成品率。
[0013]成形成本低:由于減少了焊縫焊接量，使得焊接、焊縫檢測和打磨工序的工作量相應減少，能夠節(jié)省大量的焊接材料費用和焊縫檢測費用，降低了產品的生產成本。
【附圖說明】
[0014]圖1為現有技術加工廣品的結構不意圖；
圖2為本發(fā)明的加工結構示意圖；
圖3為本發(fā)明采用的外旋輪的結構示意圖；
圖4為本發(fā)明采用的內旋輪的結構示意圖；
圖5為本發(fā)明加工成品的結構示意圖。
[0015]圖中:1、波紋管;2、焊接區(qū)域;3、主軸;4、管坯;5、外旋輪;6、內旋輪;7、圓弧A;8、圓弧B;9、圓弧C; 10、圓弧I; 11、圓弧J; 12、圓弧K。
【具體實施方式】
[0016]下面將結合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
[0017]實施例1:參見圖1，圖1為現有技術加工產品中，焊接加工制成的產品結構示意圖，圖中有波紋管I，可見焊接區(qū)域2縱橫交錯。
[0018]參見圖2到圖5，一種波紋管I內旋壓成形方法，包括以下步驟:
(1)將管坯4安裝于旋壓機的主軸3上，由主軸3帶動長薄壁管旋轉，主軸3轉速為60r/min?120r/min;
(2)在管坯4內外分別安裝形成波紋的內旋輪6和外旋輪5，內、外旋輪5均為三個，沿管坯4周向均勻分布，并位于管坯4徑向安全位置處，其中，內、外旋輪5相向的一面分別為形成波紋管I內、外壁波峰的凸型面和凹型面；
(3)內旋輪6和外旋輪5同步工作;三個外旋輪5同步沿管坯4的徑向往內運動，直至外旋輪5外表面與管坯4外表面貼合，外旋輪5進給速度為4?8mm/r;三