專利名稱：高壓彎頭橢圓管坯減徑熱壓成形方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種模壓成形方法，特別是用于高壓彎頭的模壓成形方法。
背景技術(shù)：
長(zhǎng)期以來(lái)，帶直端的高壓彎頭一直采用模具壓制加熱的圓形管坯的方法生產(chǎn)，圓形管坯直徑與獲得的彎頭直徑相同。為盡量保證彎頭的橫截面形狀和尺寸，壓制時(shí)管坯內(nèi)部需放置芯模，管坯兩端需放置堵頭，致使壓制過(guò)程操作困難，生產(chǎn)效率極低。既便如此，彎頭的質(zhì)量仍不能得到良好的保證，彎頭內(nèi)徑塌陷嚴(yán)重，橫截面不圓，還需過(guò)球矯圓或其它方法進(jìn)行整形。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種成型模具簡(jiǎn)單，操作方便，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好的高壓彎頭橢圓管坯減徑熱壓成形方法。本發(fā)明方法具體內(nèi)容如下 第一步、下料
選擇橫截面公稱直徑大于目標(biāo)彎頭橫截面公稱直徑1. 04-1. 07倍，而壁厚相同的圓形管坯作為原材料，兩橫截面公稱直徑的相對(duì)偏差為即為減徑量。為減少原材料的浪費(fèi)，最好管坯下料縱向截面為梯形，其中管坯縱向截面尺寸按彎頭展開尺寸計(jì)算得到。第二步、加熱并將橫截面為圓形的管坯壓制成橫截面為橢圓形管坯
a首先將第一步下料得到的橫截面為圓形的管坯加熱至奧氏體起始溫度，然后用兩平模在壓機(jī)上將該管坯預(yù)壓為橫截面為橢圓的管坯。令《表示橢圓管坯橫截面的長(zhǎng)軸長(zhǎng)度，b表示橢圓管坯橫截面的短軸長(zhǎng)度表示初始管坯壁厚J表示管坯橢圓度，定義
β =X100% ,該管坯橢圓度作為15%-；35%。
α + ο°或b將下料得到的橫截面為圓形的管坯先預(yù)壓為橫截面為橢圓的管坯，然后再加熱至奧氏體起始溫度。第三步、壓制彎頭
將由第二步壓制成的橢圓管坯長(zhǎng)軸豎直向上且短邊向上放入預(yù)熱至200-300°C的彎頭成形模具內(nèi)進(jìn)行壓制，該模具型腔尺寸與彎頭外壁尺寸相同。合模保壓3- 后開模，取出工件冷卻至室溫。第四步、加工坡口
將成形后的管坯裝卡在機(jī)床上，通過(guò)刀具與管坯的相對(duì)運(yùn)動(dòng)加工出管坯兩端部橫截面要求的坡口尺寸。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1.采用本發(fā)明獲得的產(chǎn)品產(chǎn)品質(zhì)量好，基本不需整形即可達(dá)到產(chǎn)品要求的尺寸。2.模具簡(jiǎn)單，無(wú)需內(nèi)置芯棒和墊塊，降低了模具成本，方便工人操作。3.節(jié)約原材料，縮短了后續(xù)加工的時(shí)間，降低了材料成本，提高了工作效率。4.可用于生產(chǎn)帶直端和不帶直端的各種規(guī)格的高壓彎頭，彌補(bǔ)了推制彎頭法只能生產(chǎn)不帶直端彎頭和搣制彎頭法只能生產(chǎn)大曲率半徑帶直端彎頭的局限性；并且相同外徑的帶直端和不帶直端的彎頭可用一套模具生產(chǎn)，大大減少了模具數(shù)量，降低了生產(chǎn)成本。


圖1為本發(fā)明坯料縱向截面示意圖。圖2為本發(fā)明管坯橢圓度定義示意圖。圖3為本發(fā)明生產(chǎn)不帶直端彎頭所用模具立體示意圖。圖4為本發(fā)明生產(chǎn)帶直端彎頭所用模具立體示意圖。圖中1為凸模，2為橢圓管坯，3為凹模，4為橢圓管坯。
具體實(shí)施例方式例 1
以生產(chǎn)壁厚為75mm，公稱直徑為500mm，彎曲半徑為750mm的90°彎頭為例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明。選擇公稱直徑為1. 04倍于彎頭公稱直徑，壁厚與彎頭壁厚相同的圓形橫截面直鋼管作為原材料，按圖1所示進(jìn)行下料，其中管坯縱向截面尺寸按彎頭展開尺寸計(jì)算得到。 將管坯加熱至奧氏體起始溫度后取出，放置在壓機(jī)工作臺(tái)上，壓機(jī)活動(dòng)橫梁下行，將橫截面為圓形的管坯壓制成橢圓度為15%的橢圓管坯，如圖2所示。將該橢圓管坯長(zhǎng)軸豎直向上且短邊向上居中放入預(yù)熱至200-300°C的彎頭成形模具中，該模具型腔尺寸與彎頭外壁尺寸相同，如圖3所示，模具凸模與壓機(jī)活動(dòng)橫梁連接，隨著壓機(jī)活動(dòng)橫梁下行，凸模逐漸與凹模閉合，使橢圓管坯彎曲變形并使周向多余的金屬向易產(chǎn)生塌陷缺陷的彎頭中部流動(dòng)。合模保壓3s后開模，將工件取出，此時(shí)工件的徑向和周向尺寸達(dá)到彎頭尺寸要求，將成形后的管坯裝卡在機(jī)床上，通過(guò)刀具與管坯的相對(duì)運(yùn)動(dòng)加工出管坯兩端部橫截面要求的坡口尺寸，即可得到合格的彎頭零件。例 2
以生產(chǎn)壁厚為40mm，公稱直徑為500mm，彎曲半徑為750mm，直邊長(zhǎng)為250mm的90°彎頭為例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明。選擇公稱直徑為1. 07倍于彎頭公稱直徑，壁厚與彎頭壁厚相同的圓形橫截面直鋼管作為原材料，按圖1所示進(jìn)行下料，其中管坯縱向截面尺寸按彎頭展開尺寸計(jì)算得到。 將管坯放置在壓機(jī)工作臺(tái)上，壓機(jī)活動(dòng)橫梁下行，先將橫截面為圓形的管坯預(yù)壓成橢圓度為25%的橢圓管坯，然后再加熱至奧氏體起始溫度。將該橢圓管坯長(zhǎng)軸豎直向上且短邊向上居中放入預(yù)熱至200-300°C的彎頭成形模具中，該模具型腔尺寸與帶直端彎頭外壁尺寸相同，如圖4所示，模具凸模與壓機(jī)活動(dòng)橫梁連接，隨著壓機(jī)活動(dòng)橫梁下行，凸模逐漸與凹模閉合，使橢圓管坯彎曲變形并使周向多余的金屬向易產(chǎn)生塌陷缺陷的彎頭中部流動(dòng)。合模保壓k后開模，將工件取出，此時(shí)工件的徑向和周向尺寸達(dá)到彎頭尺寸要求，并按彎頭規(guī)格要求加工工件兩端部后即可得到合格的彎頭零件。
權(quán)利要求
1.一種高壓彎頭橢圓管坯減徑熱壓成形方法，其特征在于(1)下料選擇橫截面公稱直徑大于目標(biāo)彎頭橫截面公稱直徑1.04-1. 07倍而壁厚相同的圓形管坯作為原材料，(2)加熱并將橫截面為圓形的管坯壓制成橫截面為橢圓形管坯首先將第一步下料得到的橫截面為圓形的管坯加熱至奧氏體起始溫度，然后用兩平模在壓機(jī)上將該管坯預(yù)壓為橫截面為橢圓的管坯，令《表示橢圓管坯橫截面的長(zhǎng)軸長(zhǎng)度，b表示橢圓管坯橫截面的短軸長(zhǎng)度， 表示初始管坯壁厚，盧表示管坯橢圓度，定義於=^-―1 X100% ,該管坯橢圓度Λ為15%-35%，a + bP(3)壓制彎頭將由第二步壓制成的橢圓管坯長(zhǎng)軸豎直向上且短邊向上放入預(yù)熱至 200-300°C的彎頭成形模具內(nèi)進(jìn)行壓制，該模具型腔尺寸與彎頭外壁尺寸相同，合模保壓一段時(shí)間后開模，取出工件冷卻至室溫，(4)加工坡口將成形后的管坯裝卡在機(jī)床上，通過(guò)刀具與管坯的相對(duì)運(yùn)動(dòng)加工出管坯兩端部橫截面要求的坡口尺寸。
2.一種高壓彎頭橢圓管坯減徑熱壓成形方法，其特征在于(1)下料選擇橫截面公稱直徑大于目標(biāo)彎頭橫截面公稱直徑1.04-1. 07倍而壁厚相同的圓形管坯作為原材料，(2)加熱并將橫截面為圓形的管坯壓制成橫截面為橢圓形管坯首先將第一步下料得到的橫截面為圓形的管坯用兩平模在壓機(jī)上將該管坯預(yù)壓為橫截面為橢圓的管坯，令 ^表示橢圓管坯橫截面的長(zhǎng)軸長(zhǎng)度，h表示橢圓管坯橫截面的短軸長(zhǎng)度表示初始管坯壁厚，表示管坯橢圓度，定義々=^^:<100%,該管坯橢圓度為15%-35%，然后再加熱至奧 Aja + bP氏體起始溫度，(3)壓制彎頭將由第二步壓制成的橢圓管坯長(zhǎng)軸豎直向上且短邊向上放入預(yù)熱至 200-300°C的彎頭成形模具內(nèi)進(jìn)行壓制，該模具型腔尺寸與彎頭外壁尺寸相同，合模保壓一段時(shí)間后開模，取出工件冷卻至室溫，(4)加工坡口將成形后的管坯裝卡在機(jī)床上，通過(guò)刀具與管坯的相對(duì)運(yùn)動(dòng)加工出管坯兩端部橫截面要求的坡口尺寸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高壓彎頭橢圓管坯減徑熱壓成形方法，其特征在于管坯下料縱向截面為梯形，其中管坯縱向截面尺寸按彎頭展開尺寸計(jì)算得到。
全文摘要
一種高壓彎頭橢圓管坯減徑熱壓成形方法，主要內(nèi)容是選擇橫截面公稱直徑大于目標(biāo)彎頭橫截面公稱直徑1.04-1.07倍，而壁厚相同的圓形管坯作為原材料；加熱并將橫截面為圓形的管坯壓制成橫截面為橢圓形管坯將由第二步壓制成的橢圓管坯長(zhǎng)軸豎直向上且短邊向上放入預(yù)熱至200-300℃的彎頭成形模具內(nèi)進(jìn)行壓制，該模具型腔尺寸與彎頭外壁尺寸相同，合模保壓一段時(shí)間后開模，取出工件冷卻至室溫；加工坡口。采用本發(fā)明獲得的產(chǎn)品產(chǎn)品質(zhì)量好，基本不需整形即可達(dá)到產(chǎn)品要求的尺寸；模具簡(jiǎn)單，無(wú)需內(nèi)置芯棒和墊塊，降低了模具成本，方便工人操作；節(jié)約原材料，縮短了后續(xù)加工的時(shí)間，降低了材料成本，提高了工作效率。
文檔編號(hào)B21C37/06GK102240698SQ20111014803
公開日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2011年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月3日
發(fā)明者殷璟, 趙軍, 馬瑞 申請(qǐng)人:燕山大學(xué)