厚壁大直徑管道的大彎曲角度小彎曲半徑的成形方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及管道成形技術(shù)，尤其涉及一種本發(fā)明應(yīng)用于大直徑、厚壁管道的大彎 曲角度小彎曲半徑的彎制方法，屬于材料加工技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 高強(qiáng)度、厚壁、大直徑鋼管是工業(yè)設(shè)備的重要部件，特別是在石油化工和核電領(lǐng)域 有著廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)有彎管工藝主要有：壓彎、推彎、繞彎等，都需要專用模具或大型專業(yè)設(shè) 備來實(shí)現(xiàn)裝夾、并提供彎曲成形力。而大型管道在彎曲過程中變形情況復(fù)雜，易出現(xiàn)角度回 彈、壁厚減薄、橢圓度超標(biāo)等缺陷，這就導(dǎo)致彎管設(shè)備投入大，后續(xù)調(diào)試周期長，消耗大。而 大型彎管又有生產(chǎn)批量小的特點(diǎn)。此外，大型彎管一般需要采用非標(biāo)管彎制，而大型非標(biāo)管 道一般為鍛造管坯加工獲得，生產(chǎn)鍛造管坯的重型機(jī)器廠都有大型壓力機(jī)。如何在現(xiàn)有大 型壓力機(jī)上采用簡單模具或機(jī)構(gòu)，生產(chǎn)大直徑、厚壁、小彎曲半徑彎管，且內(nèi)孔表面質(zhì)量良 好、管口定位精度高的大型彎管，成為一個工程技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明涉及一種厚壁大直徑管道的大彎曲角度小彎曲半徑的成形方法，解決了在 現(xiàn)有大型壓力機(jī)上實(shí)現(xiàn)大直徑、厚壁大型管道的小彎曲、大角度彎制的問題，適用于厚壁、 大管徑、小彎徑比的大角度管道的彎曲成形。
[0004] 本發(fā)明的目的主要是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種厚壁大直徑管道的大彎曲角 度小彎曲半徑的成形方法是，取一管坯，置于一模具中；所述模具包括橫梁、連桿、彎曲模、 芯棒，其中橫梁與壓力機(jī)的活動橫梁連接，橫梁通過兩根連桿分別連接左、右兩彎曲模，左、 右彎曲模的下端共同通過一支承銷軸樞接在一起，使兩個彎曲?？梢岳@支承銷軸旋轉(zhuǎn)；左、 右彎曲模的內(nèi)部都具有穿管空腔，所述管坯置于其中，左、右兩芯棒分別自左、右彎曲模端 部穿進(jìn)所述管坯；其中一芯棒具有彎曲部，所述彎曲部與成形彎管具有同樣的彎曲半徑。
[0005] 進(jìn)一步講，所述管坯為一直管，所述直管內(nèi)徑與成形彎管內(nèi)徑相同，外徑大部分與 成形彎管外徑相同，只在端部留有一小段階梯段，所述階梯段外徑比成形彎管外徑略大。
[0006] 進(jìn)一步講，所述左、右彎曲模的上外部都具有一連接銷耳，連接銷耳上的上銷孔用 于穿設(shè)連接銷軸與所述連桿相連；左、右彎曲模的下外部也都具有一連接銷耳，兩個連接銷 耳上的下銷孔通過穿設(shè)所述支承銷軸將兩個彎曲模樞接起來。
[0007] 進(jìn)一步講，具有彎曲部的所述芯棒，除具有彎曲部外還具有軸肩部、直軸部，所述 彎曲部是由直軸部沿上輪廓線自然向下呈圓弧形彎曲，下輪廓線保持不變而成形。
[0008] 進(jìn)一步講，具有彎曲部的所述芯棒，彎曲部的弧形角度為0 = (a/2)+K，其中a 為成形彎管的彎曲角度，K= 0?5°。
[0009] 進(jìn)一步講，在假設(shè)成形彎管的管內(nèi)徑為％，管外徑為Di，彎曲段的彎曲角度為a， 彎曲半徑為R，一端直管段長度為U，另一端直管段長度為U的前提下，
[0010] 所述左彎曲模的尺寸設(shè)計(jì)如下：
[0011] 設(shè)左彎曲模的穿管空腔直徑為〇5，總長SL5，上、下銷孔之間的軸向距離為L4，徑 向距離為L7;下銷孔的中心與穿管空腔中心的徑向距離SL6，則
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種厚壁大直徑管道的大彎曲角度小彎曲半徑的成形方法，其特征是：取一管坯， 置于一模具中； 所述模具包括橫梁、連桿、彎曲模、芯棒，其中橫梁與壓力機(jī)的活動橫梁連接，橫梁通過 兩根連桿分別連接左、右兩彎曲模，左、右彎曲模的下端共同通過一支承銷軸樞接在一起， 使兩個彎曲模可以繞支承銷軸旋轉(zhuǎn)； 左、右彎曲模的內(nèi)部都具有穿管空腔，所述管坯置于其中，左、右兩芯棒分別自左、右彎 曲模端部穿進(jìn)所述管坯；其中一芯棒具有彎曲部，所述彎曲部與成形彎管具有同樣的彎曲 半徑。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種厚壁大直徑管道的大彎曲角度小彎曲半徑的成形方法， 其特征是：所述管坯為一直管，所述直管內(nèi)徑與成形彎管內(nèi)徑相同，外徑大部分與成形彎管 外徑相同，只在端部留有一小段階梯段，所述階梯段外徑比成形彎管外徑略大。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種厚壁大直徑管道的大彎曲角度小彎曲半徑的成形方法， 其特征是：所述左、右彎曲模的上外部都具有一連接銷耳，連接銷耳上的上銷孔用于穿設(shè)連 接銷軸與所述連桿相連；左、右彎曲模的下外部也都具有一連接銷耳，兩個連接銷耳上的下 銷孔通過穿設(shè)所述支承銷軸將兩個彎曲模樞接起來。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種厚壁大直徑管道的大彎曲角度小彎曲半徑的成形方法， 其特征是：具有彎曲部的所述芯棒，除具有彎曲部外還具有軸肩部、直軸部，所述彎曲部是 由直軸部沿上輪廓線自然向下呈圓弧形彎曲，下輪廓線保持不變而成形。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種厚壁大直徑管道的大彎曲角度小彎曲半徑的成形方 法，其特征是：具有彎曲部的所述芯棒，彎曲部的弧形角度為0 = (a/2)+K，其中a為成 形彎管的彎曲角度，K= 0?5°。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種厚壁大直徑管道的大彎曲角度小彎曲半徑的成形方法， 其特征是：在假設(shè)成形彎管的管內(nèi)徑為％，管外徑為Di，彎曲段的彎曲角度為a，彎曲半徑 為R，一端直管段長度為U，另一端直管段長度為U的前提下， 所述左彎曲模的尺寸設(shè)計(jì)如下： 設(shè)左彎曲模的穿管空腔直徑為〇5，總長Sl5，上、下銷孔之間的軸向距離為L4，徑向距 離為L7;下銷孔的中心與穿管空腔中心的徑向距離SL6，則
彎曲成形過程中最大彎矩，F(xiàn)為壓力機(jī)施加的壓下力，L18是連桿上兩個銷孔之間 的距離；
(DfD。）+AZ+AZ2-A厶，其中AL為長度補(bǔ)償量， ALpDrD0,AL2= (0? 5 ?1) *(DrD0) L6=R L7:由L4結(jié)合強(qiáng)度校核計(jì)算獲得彎曲模上銷孔位置確定D5=D汴AGpAGi為裝配間隙。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種厚壁大直徑管道的大彎曲角度小彎曲半徑的成形方法， 其特征是：所述右彎曲模的尺寸設(shè)計(jì)如下： 設(shè)右彎曲模的穿管空腔直徑為D6，階梯空腔直徑為D7，空腔總長為L9，階梯空腔長度為Ln，上、下銷孔之間的軸向距離為L8，徑向距離為L12，下銷孔距穿管空腔中心的徑向距離為 L10，則 L8=L4 L9=L0+l. 5 (DfDo) L10=R Ln=L3= 1. 5(D3-D2) L12=L2_L〇_L3+AL2_0. 5AL1? D6=D!+ag2 D7=D4+AG3,D4= 1. 5D「0. 5D〇 AG2、AG3為裝配間隙，根據(jù)彎管技術(shù)要求具體確定。
8.根據(jù)權(quán)利要求3或5所述的一種厚壁大直徑管道的大彎曲角度小彎曲半徑的成形方 法，其特征是：在假設(shè)成形彎管的管內(nèi)徑為％，管外徑為Di，彎曲段的彎曲角度為a，彎曲半 徑為R，一端直管段長度為U，另一端直管段長度為U的前提下， 所述具有軸肩部、直軸部和彎曲部的芯棒的尺寸設(shè)計(jì)如下： 設(shè)軸肩部直徑為D9、厚度為L14，直軸部直徑為D8、長度為L13，彎曲部為由直軸部沿上輪 廓線自然向下呈圓弧形彎曲，下輪廓線保持不變而成形；其中
Lh= 〇? 5(D〇-Dj) D8=D:+AGrAG4 D9= 3D「2D0+AG5 其中AL為長度補(bǔ)償量，A Lf DfD。，AL2= (0. 5 ?1) * (D「D。)，AGpAG4、A心為 裝配間隙，根據(jù)彎管技術(shù)要求具體確定。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種厚壁大直徑管道的大彎曲角度小彎曲半徑的成形方法，包括管坯的設(shè)計(jì)和模具的設(shè)計(jì)兩方面內(nèi)容；其中，管坯是一直管，外徑有一段階梯用于裝卡，模具分為橫梁、連桿、彎曲模、芯棒幾部分，連桿、彎曲模、芯棒都各有兩個，左、右連桿分別連接在橫梁與左右彎曲模在之間，左、右彎曲模下端共同通過一支承銷軸樞接旋轉(zhuǎn)；管坯放置在左、右彎曲模的穿管空腔中，左、右芯棒分別自左、右端部穿進(jìn)管坯。發(fā)明通過簡單的模具將壓力機(jī)提供的壓力轉(zhuǎn)換為彎管的彎曲成形力，所涉工藝適用于厚壁、大管徑、小彎徑比的大角度彎管道。
【IPC分類】B21D9-05, B21D37-10
【公開號】CN104550370
【申請?zhí)枴緾N201510059076
【發(fā)明人】楊曉禹, 劉凱泉, 劉穎, 張文輝
【申請人】天津重型裝備工程研究有限公司, 中國第一重型機(jī)械股份公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年2月4日