专利名称：一种用于铝合金大直径薄壁管数控弯曲的偏心芯头的制作方法
技术领域：
本发明涉及机械加工领域，具体是一种用于铝合金大直径薄壁管数控弯曲的偏心 芯头。
二背景技术：
随着铝合金管直径的增加以及弯曲半径的减小，铝合金大直径薄壁管在数控弯曲 中发生起皱的可能性将越来越大。目前，工业界常采用减小管材与模具间接触间隙的方法， 减小管材起皱的可能性，但是，这又将增大管材的减薄和扁化程度。在铝合金大直径薄壁管 数控弯曲成形过程中，芯模参数对管材的起皱、减薄和扁化均将产生重要的影响。传统的薄 壁管数控弯曲的芯模芯头结构，普遍采用对称式结构(图1)，该结构的特点是球心0位于 芯头的中心，芯头间采用球窝式结构连接，芯头能随着管材的弯曲变形作一定角度的转动。 该结构的缺点是，由于对称式结构的特点，芯头与芯头间在转动时发生干涉的范围较大，弯 曲过程中芯头可转动的角度范围不大，管材在弯曲中无法实现与小弯曲半径的变形协调； 同时，由于对称式芯头结构容易产生与管材外弧面的过度接触，从而增大管材的壁厚减薄 程度。在申请号为200710018458. X的发明专利申请文件中公开了一种柔性弯管芯模的设 计，该设计的芯模虽然可以增加芯模在弯管过程中的转动程度，但是，该发明仍然采用对称 式结构芯头，因此对于铝合金大直径薄壁管的数控弯曲过程无法适用。
三、发明内容为克服现有技术中所采用的对称式结构芯头不适用于铝合金大直径薄壁管数控 弯曲的不足，本发明提出了一种用于铝合金大直径薄壁管数控弯曲的偏心芯头。本发明包括偏心芯头、芯模芯杆和芯头间联接件，芯头间采用球窝式结构连接，其 特征在于，偏心芯头的球心在芯头体内的位置不在芯头的几何中心，并且偏心芯头的偏心 度为0. 28 0. 38。偏心芯头的偏心程度根据δ =h/k确定，其中，h为偏心芯头球心到偏心芯头大 端的距离，k为偏心芯头的厚度，并且在相同偏心芯头厚度条件下，h越小，偏心芯头的偏心
程度越大。本发明针对对称式偏心芯头存在的缺点，采用偏心结构的偏心芯头，可以减少偏 心芯头间转动的干涉区域以及偏心芯头与管材外弧面的过度干涉。为了避免偏心芯头过 大的偏心度，保证弯曲中球头对管材的有效支撑，本发明的偏心芯头的球心位置在偏心芯 头体内的情况。采用本发明的偏心芯头，可以适应管材在各种弯曲半径下的弯曲成形，对实 现铝合金大直径薄壁管的在小弯曲半径下的高质量稳定成形具有重要意义，在不增大管材 扁化程度的条件下，可以减小管材起皱的可能性以及减薄程度。
四
图1为对称芯头形状结构示意图；[0008]图2为偏心芯头形式形状结构示意图；图3为偏心芯头的A-A向视图，是偏心芯头间转动的几何协调关系示意图；图4为偏心芯模的结构示意图；图5为偏心芯模装配平面示意图。图中1.芯模芯杆2.偏心芯头3.芯头间联接件
五具体实施方式
实施例一如图2所示，在本实施例中，针对壁厚为1mm，弯曲因子R0A)为1.5，直径D为50mm 的铝合金管管材，采用了偏心芯头2，即偏心芯头的球心在芯头体内的位置不在芯头的几何 中心，偏心芯头2的偏心程度依据δ =h/k确定，其中，h为偏心芯头球心到芯头大端的距 离，k为芯头的厚度。在相同芯头厚度条件下，h越小，芯头的偏心程度越大。如图4-图5所示，本实施例包括芯模芯杆1、偏心芯头2以及芯头间联接件3，芯 头间采用球窝式结构连接。偏心芯头2的偏心度为0. 28。实施例二如图2所示，在本实施例中，针对壁厚为1mm，弯曲因子R0A)为1.5，直径D为70mm 的铝合金管管材，采用了偏心芯头2，即偏心芯头的球心在芯头体内的位置不在芯头的几何 中心，偏心芯头2的偏心程度依据δ =h/k确定，其中，h为偏心芯头球心到芯头大端的距 离，k为芯头的厚度。在相同芯头厚度条件下，h越小，芯头的偏心程度越大。如图4-图5所示，本实施例的偏心芯模结构包括，芯模芯杆1、偏心芯头2以及芯 头间联接件3，芯头间采用球窝式结构连接。偏心芯头2的偏心度为0. 32。实施例三如图2所示，在本实施例中，针对壁厚为1mm，弯曲因子R0A)为1.5，直径D为80mm 的铝合金管管材，采用了偏心芯头2，即偏心芯头的球心在芯头体内的位置不在芯头的几何 中心，偏心芯头2的偏心程度依据δ =h/k确定，其中，h为偏心芯头球心到芯头大端的距 离，k为芯头的厚度。在相同芯头厚度条件下，h越小，芯头的偏心程度越大。如图4-图5所示，本实施例的偏心芯模结构包括，芯模芯杆1、偏心芯头2以及芯 头间联接件3，芯头间采用球窝式结构连接。偏心芯头2的偏心度为0. 35。实施例四如图2所示，在本实施例中，针对壁厚为1mm，弯曲因子R。/D为1. 5，直径D为IOOmm 的铝合金管管材，采用了偏心芯头2，即偏心芯头的球心在芯头体内的位置不在芯头的几何 中心，偏心芯头2的偏心程度依据δ =h/k确定，其中，h为偏心芯头球心到芯头大端的距 离，k为芯头的厚度。在相同芯头厚度条件下，h越小，芯头的偏心程度越大。如图4-图5所示，本实施例的偏心芯模结构包括，芯模芯杆1、偏心芯头2以及芯 头间联接件3，芯头间采用球窝式结构连接。偏心芯头2的偏心度分别为0. 38。
权利要求一种用于铝合金大直径薄壁管数控弯曲的偏心芯头，包括芯头、芯模芯杆(1)和芯头间联接件(3)，芯头间采用球窝式结构连接；其特征在于，芯头的球心在芯头体内的位置不在芯头的几何中心处，为偏心芯头(2)；该偏心芯头(2)的偏心程度为0.28～0.38；偏心芯头的偏心程度根据δ＝h/k确定，其中，h为偏心芯头球心到偏心芯头大端的距离，k为偏心芯头的厚度，并且在相同偏心芯头厚度条件下，h越小，偏心芯头的偏心程度越大。
专利摘要本实用新型是一种铝合金大直径薄壁管数控弯曲的偏心芯头及其设计方法，包括偏心芯头(2)、芯模芯杆(1)和芯头间联接件(3)，偏心芯头(2)之间采用球窝式结构连接；偏心芯头的偏心度为0.28～0.38。偏心芯头的偏心程度根据δ＝h/k确定，其中，h为偏心芯头球心到偏心芯头大端的距离，k为偏心芯头的厚度，并且在相同偏心芯头厚度条件下，h越小，偏心芯头的偏心程度越大。本发明能够减少芯头间转动的干涉区域以及芯头与管材外弧面的过度干涉，适应管材在各种弯曲半径下的弯曲成形，对实现铝合金大直径薄壁管的在小弯曲半径下的高质量稳定成形具有重要意义，在不增大管材扁化程度的条件下，可以减小管材起皱的可能性以及减薄程度。
文档编号B21D9/03GK201711399SQ20092003405
公开日2011年1月19日 申请日期2009年7月31日 优先权日2009年7月31日
发明者李恒, 李成, 杨合, 詹梅, 闫晶 申请人:西北工业大学