一种带小曲率弯曲半径L型薄壁铝合金弯管推弯成形方法与流程

本发明涉及管材弯曲成形技术领域，特别是涉及一种带小曲率弯曲半径L型薄壁铝合金弯管推弯成形方法。

背景技术：

管材推弯成形是将内部装有填充料的管坯推入弯曲模具中成形的一种弯曲方法，普遍用于成形相对弯曲半径R小于1倍管径D(R≦D)的90°管弯头，即管弯头除90°圆弧段外，两头基本无直管段。这是由于小于1倍相对弯曲半径管件，弯曲很容易发生弯曲内侧起皱，外侧破裂，所以现有其他管弯曲方式很难弯曲小于1倍相对弯曲半径管件。而目前管材推弯成形1倍相对弯曲半径管件，管坯长度一般为πD或πR，即90°弯头圆弧中性层长度，且在管弯曲内侧前后端开45°坡口，提前去除弯曲内侧引起起皱的多余材料。这是目前小曲率弯曲半径管件推弯成形能成功关键。成形后弯头两端材料基本平齐，先前加工的45°坡口消失，表明弯曲内侧材料向两端流动而避免了起皱。但现代航空、航天、汽车工业等中，由于减重和空间局限，存在大量的带小曲率弯曲半径弯头的L型薄壁铝合金弯管件，即零件在90°小曲率弯曲半径管弯头一端带有长直管段。这种零件管坯长度明显大于πD或πR，基本到达或超过2πD，这时材料即使在管坯前后开坡口，但由于靠近推头的管尾内侧到弯曲部分距离长，材料不能顺利传递到管尾而让管尾坡口消失，这就不可避免产生了弯管内侧严重起皱，此类零件目前往往采用90°弯头焊接直管或半管冲压焊接而成，增加了生产周期、提高了成本。因此，寻找一种带小曲率弯曲半径L型薄壁铝合金管件推弯成形方法具有重要工程意义。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种带小曲率弯曲半径L型薄壁铝合金弯管推弯成形方法，能够对小曲率弯曲半径管弯头一端带有长直管段的管件进行推弯成形。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

本发明提供了一种带小曲率弯曲半径L型薄壁铝合金弯管推弯成形方法，包括以下步骤：

步骤1：对管坯下料及划线切角处理，所述管坯下料的长度m＞πD，在所述管坯弯曲内侧头部切35～45°坡口，与推头接触的所述管坯弯曲内侧尾部切45°坡口，将所述管坯被推端的斜面沿中线位置径向切平，打磨所述管坯两端消除毛刺，洗净所述管坯内外壁油渍；

步骤2：在所述管坯外部涂敷保护剂；

步骤3：在所述管坯被推端内部填充若干聚氨酯圆柱块；

步骤4：在所述管坯弯曲内侧前部与距离所述前部πD的区域内喷涂油性二硫化钼；

步骤5：将所述管坯放入推弯模具中，所述推头向前推动所述管坯运动，所述芯头向后被动移动，直到L型弯管成形。

优选的，还包括步骤6：所述L型弯管成形后，搓洗所述L型弯管表面的二硫化钼和保护剂；

优选的，在所述步骤2中，所述保护剂包括聚氨酯树脂、稀释剂和固化剂，使用时所述聚氨酯树脂、稀释剂、固化剂按1：0.5：0.2的重量百分比例混合，所述聚氨酯树脂、稀释剂、固化剂混合30分钟后再对所述管坯进行涂敷，待涂敷的所述保护剂干燥后进行所述管坯的冷推弯成形；

优选的，在所述步骤3中，所述聚氨酯圆柱块的硬度为80～85A邵氏硬度，所述聚氨酯圆柱块的直径小于所述管坯内径1.5～3mm，所述聚氨酯圆柱块的厚度为8～12mm；

优选的，成形过程中润滑区域仅为所述管坯弯曲内侧前部与距离所述前部πD的区域，其他区域不润滑；

优选的，所述管坯为薄壁铝合金管坯，所述L型弯管为小曲率弯曲半径L型薄壁铝合金弯管；

本发明还提供了一种实施带小曲率弯曲半径L型薄壁铝合金弯管推弯成形方法的装置，包括芯头、推弯模具、前导套、后导套、聚氨酯圆柱块和推头；所述前导套和后导套内嵌在所述推弯模具的进出口位置，所述芯头初始位置设置在所述推弯模具的轨道弯折处。

本发明相对于现有技术而言取得了以下技术效果：

1.对带小曲率弯曲半径L型薄壁铝合金管件推弯成形方法，长管坯弯曲内侧开坡口为35～45°，可减少管材弯曲内侧材料，从而改善弯曲内侧材料流动，降低起皱风险。

2.采用分块式的聚氨酯圆柱块，比整体式的聚氨酯填料棒，更易成形后取出，提高了成形效率。同时合适的硬度、厚度、直径的聚氨酯圆柱块，有利于弯管内部支撑，不易发生弯曲内侧起皱。

3.对弯管弯曲内部弯曲部分局部润滑、其他部位不润滑的控制方法，可提高弯曲内侧材料流动、减缓外侧材料流动，避免材料堆积内侧起皱。

4.成形中加大芯头的顶推力，通过填料提供管内足够内压，迫使材料向前坡口大量流动，从而避免起皱，成形合格的带小曲率弯曲半径L型薄壁铝合金管件。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例带小曲率弯曲半径L型薄壁铝合金弯管推弯成形的装置示意图；

图2为本发明实施例带小曲率弯曲半径L型薄壁铝合金管坯内外涂层示意图；

图3为本发明实施例带小曲率弯曲半径L型薄壁铝合金弯管推弯时的示意图；

图4为通过本发明实施例带小曲率弯曲半径L型薄壁铝合金弯管成形方法获得的90°的L形弯管件。

其中，1-芯头、2-推弯模具、3-后导套、4-管坯、5-前导套、6-聚氨酯圆柱块、7-推头、8-保护剂、9-二硫化钼。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例中管坯为薄壁铝合金管坯，它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种带小曲率弯曲半径L型薄壁铝合金弯管推弯成形方法，能够对小曲率弯曲半径管弯头一端带有长直管段的管件进行推弯成形。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1-4，本实施例提供了一种带小曲率弯曲半径L型薄壁铝合金弯管推弯成形方法，包括以下步骤：

步骤1：对管坯4下料及划线切角处理，所述管坯4下料的长度m＞πD，在所述管坯4弯曲内侧头部切35°坡口，与推头7接触的所述管坯4弯曲内侧尾部切45°坡口，将所述管坯4被推端的斜面沿中线位置径向切平，打磨所述管坯4两端消除毛刺，洗净所述管坯4内外壁油渍；

步骤2：在所述管坯4外部涂敷保护剂8，所述保护剂8包括聚氨酯树脂、稀释剂和固化剂，使用时所述聚氨酯树脂、稀释剂、固化剂按1：0.5：0.2的重量百分比例混合，所述稀释剂可以为滑石粉，所述固化剂可以为环氧树脂，在聚氨酯树脂、滑石粉、环氧树脂混合30分钟后再对所述管坯4进行涂敷，待涂敷的所述保护剂8干燥后进行所述管坯4的冷推弯成形；

步骤3：在所述管坯4被推端内部填充若干聚氨酯圆柱块6；

聚氨酯的圆柱块与圆棒相比，圆柱块较整个圆棒更利于成形后取出管外，而圆柱块硬度过大则易致弯曲外侧破裂、难变形而内侧支撑不足起皱、随管变形后难取出。圆柱块硬度过小则支撑力不够易引起起皱。圆柱块厚度过大或过小均不能起到有效的内压支撑作用，圆柱块厚度过大则在弯曲成形后难以取出，因此，聚氨酯圆柱块6的硬度需要为80～85A邵氏硬度，聚氨酯圆柱块6的直径小于管坯4内径1.5～3mm，聚氨酯圆柱块6的厚度为8～12mm；

步骤4：在所述管坯4弯曲内侧前部与距离所述前部πD的区域内喷涂油性二硫化钼9；

步骤5：将所述管坯4放入推弯模具2中，所述推头7向前推动所述管坯4运动，所述芯头1向后被动移动，直到L型弯管成形。

如图1，将管坯4放入推弯模具2，推头7与芯头1处于初始位置，芯头1设定的顶推力大于现有90°弯头推弯压力，提供足够管内压力，迫使材料向前坡口大量流动，避免起皱。如图3，推弯成形中推头7向前推动管坯4运动，此时芯头1向后被动移动，进而L型弯管成形。

步骤6：所述L型弯管成形后，搓洗所述L型弯管表面的二硫化钼9和保护剂8；如图4，最终成形90°的L形弯管件。

所述管坯4为薄壁铝合金管坯，所述L型弯管为小曲率弯曲半径L型薄壁铝合金弯管；

如图2，在管坯4外壁喷涂润滑剂和内部涂二硫化钼9，目前推弯管坯4长度为πD的90°管弯头时，采用管坯4外全身喷涂润滑剂改善起皱现象，但长管坯推弯时，将参与弯曲部分的内侧前部与距离前部πD的区域内喷涂油性二硫化钼9润滑，有利于该部分的材料向弯曲前端流动，避免起皱；而距离前端πD到尾部的区域的弯曲内侧不涂润滑剂，这是因为管坯4较长，弯曲部分的材料很难流到尾部坡口，即长管坯尾部的坡口改善起皱现象不明显。此时，由于摩擦大，该处向前流动相对滞后与前部涂有润滑处，而起了减少起皱作用。管坯4弯曲外侧也不涂润滑剂，同样可避免材料向弯曲部分堆积而降低起皱风险。

如图1，本实施例还提供了一种实施带小曲率弯曲半径L型薄壁铝合金弯管推弯成形方法的装置，包括芯头1、推弯模具2、前导套5、后导套3、聚氨酯圆柱块6和推头7；所述前导套5和后导套3内嵌在所述推弯模具2的进出口位置，所述芯头1初始位置设置在所述推弯模具2的轨道弯折处。通过上述装置运用本申请的方法完成对小曲率弯曲半径管弯头一端带有长直管段的管坯进行推弯成形。通过使用上述装置结合本发明的弯管成形方法得出90°的L形弯管件。

需要说明的是，本发明一种带小曲率弯曲半径L型薄壁铝合金弯管推弯成形方法并不以本实施例为限，实施例中管坯弯曲内侧头部切坡口为35°并非限于本发明，管坯弯曲内侧头部切坡口为35°～45°的任意一角度皆可够达到本发明改善弯曲内侧材料流动，降低起皱风险的技术效果。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。