专利名称：金属弯管冷挤压模芯的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种模具，尤其是一种弯管工艺中使用的金属弯管冷挤压模芯。
背景技术：
传统的弯管工艺使用弯管机，通过弯管机的导向，管件被弯曲，但是，这种工艺，在 管件弯曲的时候，管件弯曲的部位容易变形，可能变扁状，这样在管件对接的时候比较麻 烦，而且对接部位也比较容易造成泄漏。因此现有的管件弯曲方法中，使用一种填充的工 艺，在管件内填充，比如灌铅、灌蜡或者钢珠等，灌铅采用的是在管件内部加入与管件内径 体积相当的铅，需要经过下料、溶铅、灌铅、成型、除铅、割口 6道工序，管件表面还需要经过 酸洗的方式去除管件内壁残留的铅，长期从事铅的工作，对工厂环境和工人都会造成较大 的危害；灌蜡与灌铅一样也要经过6道工序，灌铅和灌蜡的成型方法需要大量的时间使管 件冷却，这样就会造成管件弯曲的生产周期延长；钢珠的方法需要在成型过程中反复添加 钢球，在成型后需要更换设备再进行钢球整形，造成整体的工序时间长，需要的设备也较 多，而且对模芯的磨损也比较大，管件也容易起皱，而且这些填充物在使用中会减少或者损 耗，管件弯曲的成本较高。中国专利局于2010年4月7日公告了一份CN201436097U号专利，名称为用于金 属管弯管成形的芯轴，芯轴的前端呈圆锥状，其锥尖处相对于芯轴的中心轴线偏心设置，且 偏向弯管内侧，锥尖处圆滑过渡，芯轴的前端的横截面上，朝向弯管内侧的截面弧度比朝向 弯管外侧的截面弧度小，芯轴中设置有润滑油通道，喷油孔的一端开孔于润滑油通道的前 端，其另一端开孔于芯轴的前端外径处，进油孔的一端开孔于润滑油通道的后端，其另一端 开孔于芯轴的后端外径处，芯轴的后端设置有与润滑油通道相同的内螺纹孔，进油孔的一 端开孔于内螺纹孔。但是管件用弯管机弯曲的时候，管件的端部会逐渐与芯轴的前端部吻 合，管件的截面形状会发生变形，最终弯管的弯曲部位就不是圆形，如果需要在此处配接其 他部件，则还需要对弯管部位进行整形，增加了工序，也增加了操作难度。
发明内容本实用新型解决了传统弯管技术中需要填充造成填充物损耗严重，而且工序时间 长，管件弯曲成本高的缺点，提供一种使用冷挤压的加工方式，能重复连续使用，工序时间 短，弯曲成本较低的金属弯管冷挤压模芯。本实用新型还解决了现有技术中使用的芯轴需要另行配备整形工具，增加了工 序，也增加操作难度的缺点，提供一种一次就能成型，并在最后一步进行整形的金属弯管 冷挤压模芯，工序时间少，操作简单。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种金属弯管冷挤压模芯，包 括基轴和工作端，其特征在于工作端由多曲面围成，工作端沿基轴的轴向投影为圆形，圆形 的直径与弯管内径相适配，工作端包括与弯管弯曲部位的外侧面相适配的第一曲面及与弯 管弯曲的内侧面相适配的第二曲面。管件弯曲时，模芯的工作端要完成两个动作，先要将管件导入并形成一个初步弯曲的形状，接着模芯会退出，此时，工作端需要对弯管的弯曲部位 进行修整，使得管件折弯部位的尺寸符合要求，比如弯管的弯曲半径、弯管的折弯端直径， 工作的轴向投影为圆形就可以保证模芯退出时对弯管件的修整符合设计要求，工作端的第 一曲面和第二曲面分别与弯管的弯曲部位相符合，使得弯管的弯曲部位的尺寸符合设计要 求，管件原先是直管，沿着第一曲面和第二曲面逐渐折弯，形成弯管弯曲的外侧面部位和内 侧面部位。作为优选，工作端包括与基轴相连的过渡部及与过渡部通过转折面连接的导入 部，第一曲面和第二曲面设置在导入部上，第二曲面从基轴侧到工作端侧的径向尺寸逐渐 增大。管件通过模芯弯曲的时候，导入部可以起到导向的作用，顺着第一曲面和第二曲面逐 渐弯曲，而且第一曲面与第二曲面的形状与弯管相对应的部位的形状相吻合，这样弯管在 弯曲的时候不容易变形，第二曲面的径向尺寸的变化可以防止管件快速弯曲造成的局部裂 纹，起到一个缓冲的作用；此处的转折面为工作端从过度部到导入部的径向尺寸由大变小 再由小变大转变的部位。作为优选，转折面的边缘与弯管弯曲内侧面相对应部位的径向尺寸小于与弯管弯 曲外侧面相对应的部位的径向尺寸。管件弯曲的时候，弯曲部位的内侧面的弯曲半径小于 外侧面的弯曲半径，因此内侧面的曲率变化大于外侧的曲率变化，转折面内侧面相对应部 位的径向尺寸小于管件弯曲部位内侧面的实际尺寸，通过转折面此处的变化，可以使得转 折面两侧的部位有一个弧度的缓冲，防止弯管在此处发生裂纹。作为优选，工作端设有导入部，导入部上设有与第一曲面相对应的第三曲面，第三 曲面与第二曲面的边缘相连接，第三曲面为对称结构，第三曲面的对称线与模芯的轴线平 行。模芯在弯曲管件时，要用到一个部件将管件顶入到导入部，第三曲面正对管件相对导入 部的端面，第三曲面的对称线与模芯的轴线平行使得管件导入时该顶入部件被第三曲面限 止，同时第三曲面还给管件进入导入部起到导向作用。作为优选，第三曲面和第一曲面之间设有过渡曲面。过渡曲面连接第一曲面和第 三曲面，也能对管件起到导向作用，过渡曲面使得第一曲面和第三曲面之间的连接部位为 圆滑过渡，不会存在刃边，因此不会对管件的内表面造成划痕。 作为优选，工作端包括过渡部，过渡部包括与弯管弯曲内侧相对应的内侧过渡曲 面及与弯管弯曲外侧相对应的外侧过渡曲面，内侧过渡曲面从基轴侧到转折面侧曲面弧度 逐渐增大。管件从导入部导入的时候开始弯曲，考虑到快速弯曲会给管件造成裂纹，在弯曲 的时候要有一个缓冲的部位防止快速弯曲，过渡部就可以在管件弯曲的时候起到缓冲，管 件经过转折面后由过渡部逐渐扩张，并逐渐接近最终的形状，最后在通过工作端退出来整 形，通过过渡部的扩张，工作端整形就比较容易，阻力比较小。作为优选，过渡部的外侧过渡曲面在靠近基轴侧的部位为内凹的结构，外侧过渡 曲面在内凹部位到转折面之间的径向尺寸逐渐变大。内凹部位成为外侧过渡曲面径向尺寸 最小的部位，通过外侧过渡曲面，使得管件弯曲的外侧面可以向内侧位置弯曲，在模芯退出 的时候由工作端进行整形，从而减小退出的阻力。作为优选，内侧过渡曲面为对称结构，对称线处于模芯的轴向面上。模芯在对管件 弯曲的时候，为了减小阻力一般涂有润滑油。作为优选，基轴的端部设置有凸台，凸台外部为螺纹端，螺纹端与凸台之间设置有
4退刀槽。模芯通过螺纹与动力装置连接，通过动力装置来驱动模芯运动，同时能控制模芯运 动的推力。本实用新型的有益效果是在模芯通过工作端的导入部导入管件，并在导入部各 个曲面的限制下沿着弯曲弧度折弯，模芯退出的时候又能通过工作端对弯管端进行修整， 保证弯管端处于圆形，方便与其他管件连接配合。
图1是本实用新型一种立体结构示意图； 图2是本实用新型一种仰视图3是本实用新型一种侧视图； 图中1、基轴，2、工作端，3、过渡部，4、导入部，5、第三曲面，6、过渡曲面，7、第一曲面， 8、第二曲面，9、转折面，10、内侧过渡曲面，11、外侧过渡曲面，13、凸台，14、螺纹端，15、连接
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说 明。实施例一种金属弯管冷挤压模芯(参见附图1附图2附图3)，包括基轴1和工作 端2，模芯整体呈圆柱形，工作端2为偏心结构，基轴1的尾端设置有凸台13，凸台13外部为 螺纹端14，工作端2分成与基轴连接的过渡部3和作为端部与过渡部通过转折面9连接的导 入部4，工作端2由多曲面围成，工作端2沿基轴的轴向投影为圆形，圆形的直径与弯管内径 相适配，过渡部3包括与弯管弯曲内侧相对应的内侧过渡曲面10及与弯管弯曲外侧相对应 的外侧过渡曲面11，内侧过渡曲面10从基轴侧到转折面侧曲面弧度逐渐增大，内侧过渡曲面 10为对称结构，对称线处于模芯的轴向面上，外侧过渡曲面11径向投影呈水滴状(参见附图 2)，外侧过渡曲面11在靠近基轴侧的部位为内凹的结构，外侧过渡曲面在内凹部位到转折面 之间的径向尺寸逐渐变大，导入部4包括与弯管弯曲部位的外侧面相适配的第一曲面7及与 弯管弯曲的内侧面相适配的第二曲面8，第二曲面8从基轴侧到工作端侧的径向尺寸逐渐增 大，转折面9的边缘与弯管弯曲内侧面相对应部位的径向尺寸小于与弯管弯曲外侧面相对应 的部位的径向尺寸，导入部4上设有与第一曲面7相对应的第三曲面5，第三曲面5与第二曲 面8的边缘相连接，第三曲面5为对称结构，第三曲面5的对称线与模芯的轴线平行，第三曲 面5为与圆管的弯头内R相适配的圆弧面，第三曲面和第一曲面之间设有过渡曲面6。推制弯管的时候需要配备一个模座，模座内设置有弯管通道，弯管通道与弯管弯 曲的形状相适配，模芯从弯管通道的一端插入，管件从弯管通道的另一端插入，模芯的基轴 与弯管通道的内径相适配，工作端与弯管通道的内壁至少留出一个管件的壁厚的间隙，管 件被一个顶入部件顶入，管件的端部顺着导入部的第一曲面和第二曲面逐渐弯曲，控制顶 入部件的顶入深度，到合适深度后，将模芯退出，工作端对管件的端部进行整修，最终使得 管件的两端都成圆形。以上所述的实施例只是本实用新型的一种较佳方案，并非对本实用新型作任何形 式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
权利要求1.一种金属弯管冷挤压模芯，包括基轴和工作端，其特征在于工作端由多曲面围成，工 作端沿基轴的轴向投影为圆形，圆形的直径与弯管内径相适配，工作端包括与弯管弯曲部 位的外侧面相适配的第一曲面及与弯管弯曲的内侧面相适配的第二曲面。
2.根据权利要求1所述的金属弯管冷挤压模芯，其特征在于工作端包括与基轴相连的 过渡部及与过渡部通过转折面连接的导入部，第一曲面和第二曲面设置在导入部上，第二 曲面从基轴侧到工作端侧的径向尺寸逐渐增大。
3.根据权利要求2所述的金属弯管冷挤压模芯，其特征在于转折面的边缘与弯管弯曲 内侧面相对应部位的径向尺寸小于与弯管弯曲外侧面相对应的部位的径向尺寸。
4.根据权利要求1或2或3所述的金属弯管冷挤压模芯，其特征在于工作端设有导入 部，导入部上设有与第一曲面相对应的第三曲面，第三曲面与第二曲面的边缘相连接，第三 曲面为对称结构，第三曲面的对称线与模芯的轴线平行。
5.根据权利要求4所述的金属弯管冷挤压模芯，其特征在于第三曲面和第一曲面之间 设有过渡曲面。
6.根据权利要求1或2或3所述的金属弯管冷挤压模芯，其特征在于工作端包括过渡 部，过渡部包括与弯管弯曲内侧相对应的内侧过渡曲面及与弯管弯曲外侧相对应的外侧过 渡曲面，内侧过渡曲面从基轴侧到转折面侧曲面弧度逐渐增大。
7.根据权利要求6所述的金属弯管冷挤压模芯，其特征在于过渡部的外侧过渡曲面在 靠近基轴侧的部位为内凹的结构，外侧过渡曲面在内凹部位到转折面之间的径向尺寸逐渐 变大。
8.根据权利要求6所述的金属弯管冷挤压模芯，其特征在于内侧过渡曲面为对称结 构，对称线处于模芯的轴向面上。
9.根据权利要求1或2或3所述的金属弯管冷挤压模芯，其特征在于基轴的端部设置 有凸台，凸台外部为螺纹端，螺纹端与凸台之间设置有退刀槽。
专利摘要本实用新型涉及一种弯管工艺中使用的金属弯管冷挤压模芯。解决了传统弯管技术中需要填充造成填充物损耗严重，而且工序时间长，管件弯曲成本高的缺点，包括基轴和工作端，其特征在于工作端由多曲面围成，工作端沿基轴的轴向投影为圆形，圆形的直径与弯管内径相适配，工作端包括与弯管弯曲部位的外侧面相适配的第一曲面及与弯管弯曲的内侧面相适配的第二曲面。在模芯通过工作端的导入部导入管件，并在导入部各个曲面的限制下沿着弯曲弧度折弯，模芯退出的时候又能通过工作端对弯管端进行修整，保证弯管端处于圆形，方便与其他管件连接配合。
文档编号B21D9/04GK201815578SQ201020530049
公开日2011年5月4日 申请日期2010年9月16日 优先权日2010年9月16日
发明者孙杰, 胡萍辉, 郑温宇, 阮成福, 黄明辉 申请人:浙江天兴管业有限公司