专利名称：预弯边机模具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及模具型线设计领域，更具体地，是一种用于大口径直缝埋弧焊管生产的预弯边机模具。
背景技术：
全世界大口径直缝埋弧焊管约有90%左右采用U0E(U-forming，0-forming, Expanding)成型工艺，UOE是以热轧厚钢板为原料，通过预弯边、U成型、0成型和对埋弧焊接管坯扩径(E)等成型工序制造大口径直缝焊管的一种工艺，在该工艺中，纵向预弯边是将钢板边缘部分用预弯边机压弯，保证最终焊管焊缝区域几何形状和尺寸精度的一个重要工序，预弯弧度和预弯半径对后续0机成型质量影响较大。在U成型和0成型过程中，钢板板边会存在盲区，即形成一定量的直边段，此直边必须在成型前通过预弯边机来消除。因此，预弯时将钢板压制成何种形状是十分关键的技术，这直接决定了模具型线的设计效果。公开号为CN1014^319A、发明名称为“一种预弯模具”的中国发明专利公开了一种具有新型模具型线的预弯模具，该模具上下模的成型面均为渐开线曲面，并互相适配。但是，在使用过程中，发现预弯后的钢板板边压延较大，对后道工序模具的损坏较大，并且模具规格型号不全，型号跨度不合理，部分规格的钢管无法生产。经分析，产生压延较大的根本原因在于当成型压力达到最大时，下模与钢板之间的接触区较小，近似于线接触，主要接触区集中在钢板边部压延产生处，应力集中较大，较大的压延无法避免。因此，需要一种新的预弯边机模具，其合理的型线设计可尽可能地增大下模与钢板之间的接触面积，避免局部应力集中造成的较大压延。
实用新型内容本实用新型的目的，在于解决现有的预弯边机模具中模具与钢板接触面积小的问题，从而提供了一种新型的预弯边机模具。本实用新型的预弯边机模具，包括上模具以及与该上模具适配的下模具，所述上模具以及下模具分别具有相互适配的上模成型面及下模成型面，所述上模成型面和下模成型面的横断面为四次曲线。优选地，所述上模具还包括位于所述上模成型面两侧、并分别与所述上模成型面过渡连接的上模过渡面，所述上模过渡面的横断面为直线；所述下模具还包括位于所述下模成型面两侧、并分别与所述下模成型面过渡连接的下模过渡面，所述下模过渡面的横断面为直线。优选地，所述下模具包括入口段和出口段，所述入口段的入口区域和所述出口段的出口区域设置有圆弧倒角。优选地，所述四次曲线的方程为Y = A-B1XiB2X2-B3XiB4X4,其中A、Bi、4、B3、B4为方程各次项系数。本实用新型的预弯边机模具，由于采用了合理的型线设计，因此成型压力最大时，模具与钢板贴合度高、接触面积大，避免了现有技术中近似线接触情况的发生，从而可实现较好的压延控制。
图1为本实用新型的预弯边机模具的上模具的横断面示意图；图2为本实用新型的预弯边机模具的下模具的横断面示意图；图3为本实用新型的预弯边机模具的下模具的部分立体示意图；图4为图3中沿线A打开的本实用新型的预弯边机模具的下模具入口处的圆弧倒角示意图；图5为本实用新型的预弯边机模具的下模具出口处的圆弧倒角示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
，对本实用新型的结构进行详细说明。本实用新型的预弯边机模具，包括上模具以及与该上模具适配的下模具，如图1、2 所示，分别为预弯边机模具的一副上模具一副下模具的横断面示意图，如图3所示，为本实用新型的预弯边机模具的一副下模具的入口段部分的立体示意图。结合附图，上模具100 以及下模具200分别具有相互适配的上模成型面110及下模成型面210，上模成型面110和下模成型面的横断面210为四次曲线。四次曲线的方程为Y = A-B1X-B2X2-B3XkB4X4,其中 AjpB2AyB4为方程各次项系数。如图1、2所示，四次曲线在二维坐标中零点位置分别为 0”02。对于大口径直缝埋弧焊管预弯边机模具组，可包括上述的五套预弯边机模具，分别为ι号模具至5号模具，各对应的上下模具(例如附图1、2中100、200)采用相同系数的曲线方程，并且该五副上下模具可根据需要，采用不同系数的曲线方程。这将在以下进行更详细说明。另外，如图所示，上模具100还包括位于上模成型面110两侧、并分别与上模成型面Iio过渡连接的上模过渡面120、130，上模过渡面120、130的横断面为直线，并在各过渡点与成型面110的横断面相切，其中成型面110的横断面与上模过渡面130的过渡点为四次曲线的零点Op类似地，下模具200也包括位于下模成型面210两侧、并分别与所述下模成型面过渡连接的下模过渡面220、230，下模过渡面220、230的横断面为直线，并在相应的过渡点与成型面210的横断面相切。其中，成型面210横断面的四次曲线的零点O2偏离下模过渡面210起始端的距离为D。本实用新型的下模具包括入口段和出口段，其中，入口段的入口区域和所述出口段的出口区域设置有圆弧倒角。如图3所示，为下模具200的入口段的立体示意图。如图所示，在入口段的入口区域设置有形状为曲面过渡圆弧面的圆弧倒角，以减少模具应力集中，从而延长模具寿命，如图4所示，是图3中沿线A的剖视图，其中包括下模具入口段的圆弧倒角M0，如图5所示是下模具的出口段部分的剖视图，其中包括下模具出口段的圆弧倒角250。为便于送料，下模具入口段的圆弧倒角240大于出口段的圆弧倒角250。圆弧倒角 240,250与成型面210以及上下过渡面220、230均采用圆弧过渡的方式彼此连接。以下通过本实用新型一个实施方式中的具体的数值，对包括五套本实用新型的预弯边模具的预弯边模具组的各成型面四次曲线设计(即型线设计)进行具体说明。应当理解的是，以下模具设计的具体数值，仅用于对本实用新型的结构组成进行说明，而不用于限制本实用新型的保护范围。对于不同的管材，本实用新型的模具结构可采用不同的参数设置。在一个实施方式中，对于四次曲线方程Y = A-B1X-B2X2-B3X^B4X4, —个预弯边模具组的五副上下模具型线设计的各次项系数A、B1, B2, B3, B4如表1所示。表 权利要求1.一种预弯边机模具，包括上模具以及与该上模具适配的下模具，其特征在于，所述上模具以及下模具分别具有相互适配的上模成型面及下模成型面，所述上模成型面和下模成型面的横断面为四次曲线。
2.根据权利要求1所述的预弯边机模具，其特征在于，所述上模具还包括位于所述上模成型面两侧、并分别与所述上模成型面过渡连接的上模过渡面，所述上模过渡面的横断面为直线；所述下模具还包括位于所述下模成型面两侧、并分别与所述下模成型面过渡连接的下模过渡面，所述下模过渡面的横断面为直线。
3.根据权利要求1或2所述的预弯边机模具，其特征在于，所述下模具包括入口段和出口段，所述入口段的入口区域和所述出口段的出口区域设置有圆弧倒角。
4.根据权利要求1或2所述的预弯边机模具，其特征在于，所述四次曲线的方程为Y =A-B1XiB2X2-B3X^B4X4,其中 A、B1^B2, B3、B4 为方程各次项系数。
专利摘要本实用新型公开了一种预弯边机模具，包括上模具以及与该上模具适配的下模具，其特征在于，所述上模具以及下模具分别具有相互适配的上模成型面及下模成型面，所述上模成型面和下模成型面的横断面为四次曲线。本实用新型的预弯边机模具，由于采用了合理的型线设计，因此成型压力最大时，模具与钢板贴合度高、接触面积大，避免了现有技术中近似线接触情况的发生，从而可实现较好的压延控制。
文档编号B21D37/10GK202006238SQ20112004402
公开日2011年10月12日 申请日期2011年2月22日 优先权日2011年2月22日
发明者姚利松, 孙大乐, 殷志刚, 王学敏, 范群 申请人:宝山钢铁股份有限公司