單焊縫彎頭壓制成形方法
【專利摘要】一種單焊縫彎頭壓制成形方法，其主要是選取與彎頭壁厚相同的板坯作為原材料，利用DYNAFORM軟件將彎頭展開得到坯料尺寸，用切割機(jī)下料；加工坯料內(nèi)凹兩側(cè)面的坡口；將坯料截面壓制成U型；將U型截面坯料壓制成O型截面坯料；將O型截面板料內(nèi)弧開口處焊合；將彎頭兩端多余的坯料切除，按要求加工兩端后得到合格的彎頭零件。本發(fā)明壓制U型截面和O型截面的模具為凹模、凸模Ⅰ和凸模Ⅱ，凸模Ⅰ的頂面為平面，下部為U形結(jié)構(gòu)，凸模Ⅱ的頂面為平面，與平面垂直的兩側(cè)為部分扇形面，在凸模Ⅱ下部的弧形面上設(shè)有與加工彎頭面對(duì)應(yīng)的凹槽。本發(fā)明制得的產(chǎn)品焊縫少且質(zhì)量好；模具簡(jiǎn)單，無需芯棒；無需加熱，能源消耗少；工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高。
【專利說明】單焊縫彎頭壓制成形方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種模壓成形方法，特別是用于大口徑單焊縫彎頭的模壓成形方法。【背景技術(shù)】
[0002]彎頭在現(xiàn)代工業(yè)中應(yīng)用非常廣泛，在石油、天然氣、化工、電工及紡織中均可見到。其成形方法主要包括沖壓-對(duì)焊、熱推制、冷推制、煨制、擠壓及壓制等。
[0003]沖壓-對(duì)焊彎頭的優(yōu)點(diǎn)是模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便靈活，模具成本低，并且不需要專用的液壓設(shè)備(可以充分利用先有的液壓機(jī))，投資成本較小，可加工的范圍廣，但是所成形彎頭的內(nèi)弧與外弧會(huì)各留下一道焊縫，使彎頭的機(jī)械性能有所下降。
[0004]熱推成形工藝加工的彎頭擁有壁厚勻稱、外觀光滑，并適合大批量生產(chǎn)，并且能加工壁厚較厚的管件。但是需要專用的臥式彎頭推彎?rùn)C(jī)和專用的模具，工藝相對(duì)復(fù)雜。另外坯料需加熱處理，浪費(fèi)能源。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種成型模具簡(jiǎn)單，操作方便，能源消耗少，生產(chǎn)效率高，材料利用率高，產(chǎn)品質(zhì)量好的大口徑單焊縫彎頭成形方法。
[0006]本發(fā)明成形方法如下:
[0007]1.下料
[0008]選取與彎頭壁厚相同的板坯作為原材料，坯料的形狀利用DYNAF0RM軟件自帶的BSE (板料尺寸計(jì)算)功能將彎頭展開，得到合理的坯料尺寸，用切割機(jī)下料。
[0009]2.加工坡口
[0010]將坯料裝卡在機(jī)床上，通過刀具與坯料的相對(duì)運(yùn)動(dòng)加工出坯料內(nèi)凹兩側(cè)橫截面要求的坡口尺寸。
[0011]3.壓制U型截面
[0012]將坯料放在凹模上，通過定位銷定位，使坯料中心線與凹模中心線對(duì)齊，滑塊帶動(dòng)凸模I壓下，將坯料截面壓制成U型。
[0013]4.壓制O型截面
[0014]把凹模內(nèi)的兩塊墊塊卸下，將步驟3壓制的U型截面坯料置于凹模內(nèi)，滑塊帶動(dòng)凸模II壓下，將U型坯料壓制成O型，最后通過壓機(jī)頂桿將其頂出。
[0015]5.焊接
[0016]將O型截面板料內(nèi)弧開口處用焊機(jī)焊合。
[0017]6.切除余料
[0018]將彎頭兩端多余的坯料用切割機(jī)切除，并按彎頭規(guī)格要求加工兩端后即可得到合格的彎頭零件。
[0019]本發(fā)明壓制U型截面的模具:凹模與下模板通過螺釘聯(lián)接，下模板上設(shè)有與現(xiàn)有技術(shù)相同的與壓機(jī)工作臺(tái)相連的機(jī)構(gòu)，凹模的型面尺寸與彎頭外壁型面尺寸相同，凹模型腔內(nèi)兩側(cè)設(shè)有兩個(gè)墊塊，該墊塊頂面為平面，下部為U形結(jié)構(gòu)，在墊塊的上部?jī)蓚?cè)帶有延伸的凸塊，墊塊通過螺釘與凹模聯(lián)接，兩墊塊的間距為成形彎頭外徑尺寸，凹模底部中心設(shè)有一圓孔，待彎頭成形后利用壓機(jī)頂桿將其頂出。凸模I與上模板通過螺釘聯(lián)接，上模板通過現(xiàn)有技術(shù)與壓機(jī)橫梁相連，該凸模I的頂面為平面，下部為U形結(jié)構(gòu)，凸模I的型面尺寸與彎頭內(nèi)壁型面尺寸相同，凸模與墊塊的單邊間隙為加工彎頭壁厚的1-1.1倍。
[0020]本發(fā)明壓制O型截面的模具:凹模與上述壓制U型截面的模具的凹模結(jié)構(gòu)相同，使用時(shí)要將凹模型腔內(nèi)兩側(cè)設(shè)有的墊塊卸下；凸模II與上模板通過螺釘聯(lián)接，上模板通過現(xiàn)有技術(shù)與壓機(jī)橫梁相連，凸模II的頂面為平面，與平面垂直的兩側(cè)為部分扇形面，在凸模II下部的弧形面上設(shè)有與加工彎頭面對(duì)應(yīng)的凹槽，凸模II的型面尺寸與彎頭外壁型面尺寸相同。
[0021]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0022]1.本發(fā)明成形的產(chǎn)品焊縫少，殘余應(yīng)力小，產(chǎn)品質(zhì)量好，不需整形即可達(dá)到產(chǎn)品要求的尺寸。
[0023]2.模具簡(jiǎn)單，無需內(nèi)置芯棒；單套模具即可成形45°、60°、90°等多種角度的彎頭，模具利用率高。
[0024]3.工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高，便于工人操作。
[0025]4.材料利用率高，降低了產(chǎn)品成本。
[0026]5.無需加熱，能源消耗少。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明壓制U型截面模具主視半剖示意簡(jiǎn)圖。
[0028]圖2為本發(fā)明壓制U型截面模具左視半剖示意簡(jiǎn)圖。
[0029]圖3為本發(fā)明壓制U型截面模具俯視示意簡(jiǎn)圖。
[0030]圖4為本發(fā)明壓制O型截面模具主視半剖示意簡(jiǎn)圖。
[0031]圖5為本發(fā)明壓制O型截面模具左視半剖示意簡(jiǎn)圖。
[0032]圖6為本發(fā)明壓制O型截面模具俯視示意簡(jiǎn)圖。
[0033]圖7為本發(fā)明坯料主視示意圖。
[0034]圖8為本發(fā)明加工破口后坯料立體示意簡(jiǎn)圖。
[0035]圖9為本發(fā)明壓制U型截面的模具立體示意簡(jiǎn)圖。
[0036]圖10為本發(fā)明壓制O型截面的模具立體示意簡(jiǎn)圖。
[0037]圖中:1.上模板；2.凸模I ;3.凹模；4下模板；5.墊塊；6.凸模II ；7.坯料。【具體實(shí)施方式】
[0038]在圖1、圖2和圖3所示的壓制U型截面的模具示意圖中，凹模3與下模板4通過螺釘聯(lián)接，下模板上設(shè)有與現(xiàn)有技術(shù)相同的與壓機(jī)工作臺(tái)相連的機(jī)構(gòu)，凹模的型面尺寸與彎頭外壁型面尺寸相同，凹模型腔內(nèi)兩側(cè)分別設(shè)有一個(gè)墊塊5，該墊塊頂面為平面，下部為U形結(jié)構(gòu)，在墊塊的上部?jī)蓚?cè)帶有延伸的凸塊，墊塊通過螺釘與凹模聯(lián)接，兩墊塊的間距為成形彎頭外徑尺寸，凹模底部設(shè)有一圓孔，待彎頭成形后利用壓機(jī)頂桿將其頂出。凸模I 2與上模板I通過螺釘聯(lián)接，上模板通過現(xiàn)有技術(shù)與壓機(jī)橫梁相連，該凸模I的頂面為平面，下部為U形結(jié)構(gòu)，凸模I的型面尺寸與彎頭內(nèi)壁型面尺寸相同，凸模與墊塊的單邊間隙為加工彎頭壁厚的1-1.1倍。
[0039]在圖4、圖5和圖6所示的壓制O型截面的模具的示意簡(jiǎn)圖中，凹模與上述壓制U型截面的模具的凹模結(jié)構(gòu)相同，使用時(shí)要將凹模型腔內(nèi)兩側(cè)設(shè)有的墊塊卸下；凸模II 6與上模板通過螺釘聯(lián)接，上模板通過現(xiàn)有技術(shù)與壓機(jī)橫梁相連，凸模II的頂面為平面，與平面垂直的兩側(cè)為部分扇形面，在凸模II下部的弧形面上設(shè)有與加工彎頭面對(duì)應(yīng)的凹槽，凸模
II的型面尺寸與彎頭外壁型面尺寸相同。
[0040]實(shí)施例1
[0041]以生產(chǎn)材料Q235，壁厚t=2.5mm,公稱直徑D=IOOmm,彎曲半徑1.25D=125mm的90度彎頭為例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明。
[0042]選取厚度為2.5mmQ235板料作為原材料，還料7的形狀尺寸通過Dynaform軟件板料尺寸計(jì)算得到(如圖7所示)，用切割機(jī)下料。將下好的坯料裝卡在機(jī)床上，通過刀具與坯料的相對(duì)運(yùn)動(dòng)加工出坯料內(nèi)凹兩側(cè)橫截面要求的坡口(如圖8所示)，坡口為Y型坡口，尺寸為1X1.5mm。將坯料坡口朝下放置在凹模上，通過定位銷定位，使坯料中心線與凹模中心線對(duì)齊(如圖9所示)。凹模固定在壓機(jī)工作臺(tái)上，凸模I安裝在壓力機(jī)滑塊上，滑塊帶動(dòng)凸模I壓下，將坯料截面壓制成U型。凸凹模型面尺寸與彎頭內(nèi)外壁型面尺寸相同，凸模與墊塊的單邊間隙為2.7_。然后將U型截面坯料取下，把凹模型腔內(nèi)的兩塊墊塊卸下，再將U型截面坯料置于凹模內(nèi)(如圖10所示)，凸模II安裝在壓力機(jī)滑塊上，滑塊帶動(dòng)凸模II壓下，將U型截面坯料壓制成O型。凸凹模型腔尺寸與彎頭外壁尺寸相同。最后將O型截面板料內(nèi)弧開口處用焊機(jī)焊合，將彎頭兩端多余的坯料用切割機(jī)切除，并按彎頭規(guī)格要求加工兩端后即可得到合格的彎頭零件。
[0043]實(shí)施例2
[0044]以生產(chǎn)材料X80，壁厚t=30mm，公稱直徑D=1200mm，彎曲半徑1.?=1800_的90度
彎頭為例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明。
[0045]選取厚度為30mm X80板料作為原材料，還料的形狀尺寸通過Dynaform軟件板料尺寸計(jì)算得到，用切割機(jī)下料。將下好的坯料裝卡在機(jī)床上，通過刀具與坯料的相對(duì)運(yùn)動(dòng)加工出坯料內(nèi)凹兩側(cè)橫截面要求的坡口，坡口為Y型坡口，尺寸為12 X 18mm。將坯料坡口朝下放置在凹模上，通過定位銷定位，使坯料中心線與凹模中心線對(duì)齊。凹模固定在壓機(jī)工作臺(tái)上，凸模I安裝在壓力機(jī)滑塊上，滑塊帶動(dòng)凸模I壓下，將坯料截面壓制成U型。凸凹模型面尺寸與彎頭內(nèi)外壁型面尺寸相同，凸模與墊塊的單邊間隙為32_。然后將U型截面坯料取下，把凹模型腔內(nèi)的兩塊墊塊卸下，再將U型截面坯料置于凹模內(nèi)，凸模II安裝在壓力機(jī)滑塊上，滑塊帶動(dòng)凸模II壓下，將U型截面坯料壓制成O型。凸凹模型腔尺寸與彎頭外壁尺寸相同。最后將O型截面板料內(nèi)弧開口處用焊機(jī)焊合，將彎頭兩端多余的坯料用切割機(jī)切除，并按彎頭規(guī)格要求加工兩端后即可得到合格的彎頭零件。
【權(quán)利要求】
1.一種單焊縫彎頭壓制成形方法，其特征在于: (1)下料:選取與彎頭壁厚相同的板坯作為原材料，坯料的形狀利用DYNAFORM軟件自帶的BSE即板料尺寸計(jì)算功能將彎頭展開，得到合理的坯料尺寸，用切割機(jī)下料； (2)加工坡口:將坯料裝卡在機(jī)床上，通過刀具與坯料的相對(duì)運(yùn)動(dòng)加工出坯料內(nèi)凹兩側(cè)橫截面要求的坡口尺寸； (3)壓制U型截面:將坯料放在凹模上，通過定位銷定位，使坯料中心線與凹模中心線對(duì)齊，滑塊帶動(dòng)凸模I壓下，將坯料截面壓制成U型； (4)壓制O型截面:把凹模內(nèi)的兩塊墊塊卸下，將步驟3壓制的U型截面坯料置于凹模內(nèi)，滑塊帶動(dòng)凸模II壓下，將U型坯料壓制成O型，最后通過壓機(jī)頂桿將其頂出； (5)焊接:將O型截面板料內(nèi)弧開口處用焊機(jī)焊合； (6)切除余料:將彎頭兩端多余的坯料用切割機(jī)切除，并按彎頭規(guī)格要求加工兩端后即可得到合格的彎頭零件。
2.權(quán)利要求1所述的一種單焊縫彎頭壓制成形方法的壓制U型截面的模具，其特征在于:凹模與下模板通過螺釘聯(lián)接，下模板上設(shè)有與現(xiàn)有技術(shù)相同的與壓機(jī)工作臺(tái)相連的機(jī)構(gòu)，凹模的型面尺寸與彎頭外壁型面尺寸相同，凹模型腔內(nèi)兩側(cè)分別設(shè)有一個(gè)墊塊，該墊塊頂面為平面，下部為U形結(jié)構(gòu)，在墊塊的上部?jī)蓚?cè)帶有延伸的凸塊，墊塊通過螺釘與凹模聯(lián)接，兩墊塊的間距為成形彎頭外徑尺寸，凹模底部設(shè)有一圓孔，待彎頭成形后利用壓機(jī)頂桿將其頂出；凸模I 與上模板通過螺釘聯(lián)接，上模板通過現(xiàn)有技術(shù)與壓機(jī)橫梁相連，該凸模I的頂面為平面，下部為U形結(jié)構(gòu)，凸模I的型面尺寸與彎頭內(nèi)壁型面尺寸相同，凸模與墊塊的單邊間隙為加工彎頭壁厚的1-1.1倍。
3.權(quán)利要求1所述的一種單焊縫彎頭壓制成形方法的壓制O型截面的模具，其特征在于:凹模與上述壓制U型截面的模具的凹模結(jié)構(gòu)相同，使用時(shí)要將凹模型腔內(nèi)兩側(cè)設(shè)有的墊塊卸下；凸模II與上模板通過螺釘聯(lián)接，上模板通過現(xiàn)有技術(shù)與壓機(jī)橫梁相連，凸模II的頂面為平面，與平面垂直的兩側(cè)為部分扇形面，在凸模II下部的弧形面上設(shè)有與加工彎頭面對(duì)應(yīng)的凹槽，凸模II的型面尺寸與彎頭外壁型面尺寸相同。
【文檔編號(hào)】B21C37/28GK103894444SQ201410079806
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年3月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月6日
【發(fā)明者】趙軍, 于高潮, 王春鴿 申請(qǐng)人:燕山大學(xué)