专利名称：大型轴管类件四点弯曲过弯矫直工艺方法
技术领域：
本发明属于机械领域的一种机械加工的方法，特别涉及一种大型轴管类件四点弯曲过弯矫直工艺方法。
背景技术：
轴管类件是机械产品中广泛应用的重要零件，由于热处理及其它工艺导致轴心线发生弯曲变形，容易造成零件直线度不满足使用要求。目前，采用一次或多次三点弯冷矫直工艺能保证零件直线度质量，其成形方法主要是将轴管类零件送到成型压力机台面上，并置于一个上模和两个下模之间；然后，上模下行将零件压制为反方向曲率；随后上模上行，测量零件的直线度是否满足要求，若不满足，则重复上述过程，直至满足要求。由于其矫直的基本力学模型均为三点弯曲力学模型，采用该工艺主要存在以下不足1、由于其变形区主要集中在压点临近区域内，造成局部变形严重，使得残余应力大且分布不均匀，零件质量不高；2、矫直效率低，劳动强度大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生产效率高、成形质量高的大型轴管类件四点弯曲过弯矫直工艺方法。本发明主要设计思路是成型过程中，轴管类零件与两上模、两下模相切接触，有四个受力点，故该工艺其矫直力学模型为四点弯曲。另外，两上模与压机横梁连接，其间距可以调节；两下模固定在工作台面上，其间距也可以调节。本发明的具体工艺方法如下
1、在成型压力机工作台面上设置两个下模，在压力机横梁上连接两个上模，将轴管类件送到成型压力机工作台面上，并置于压力机横梁下的两上模和两下模之间；
2、通过分析计算，确定出两下模之间的距离、两上模之间的距离以及上模在下模上方的位置、两上模的压下量；矫直过程为首先，将两上模间的距离及两下模间的距离分别调节到预期的位置；然后，上模下移，对轴管类件进行压制，使轴管类件发生自由弯曲；由于零件上表面与两上模接触，下表面与两下模接触，有四个受力点，故矫直工艺的自由弯曲均为四点弯曲；完成压制后，上模随压力机横梁上行；
3、检验零件的直线度是否满足要求，若不满足要求则重复上述矫直步骤2，直至轴管类件的直线度满足要求。所述上模的型腔为圆弧半径与所矫直的轴管类件的半径相同的圆弧形，其纵向截面的下部为下凸的圆弧面；
所述下模的型腔为圆弧半径与所矫直的轴管类件的半径相同的圆弧形，其纵向截面的上部为上凸的圆弧面。本发明与现有技术相比具有以下优点
I、由几何知识可知，现行的矫直工艺制造的轴管类件由于其变形区主要集中在压点临近区域内，造成局部变形严重，有明显的折弯；而采用本发明工艺，矫直过程中与上模两圆角接触的两切点间的区域变形均匀，光滑过渡，使最终矫直的零件直线度更好；
2、由力学知识可知，现行的矫直工艺制造的轴管类件由于其变形区主要集中在压点临近区域内，造成局部变形严重，使得零件内存在较大的残余应力，且分布不均匀；而采用本发明工艺，最终矫直的轴管类件变形均匀，故零件内存在较小的残余应力且分布均匀；
3、在生产实际中，对于初始弧度不同的轴管类件，现行的矫直技术只能通过调节上模的位置和下模的间距来实现，降低了生产效率；而采用本发明，不仅可以通过调节两上模的位置和下模的间距，并且可以通过调节两上模的间距来实现，在一定范围内，通过增大两上模的间距，使得矫直的变形区的增加，可减少总的矫直次数，缩短成型周期，提高了生产效率。
图I是本发明实施例I矫直前上模、管件、下模的位置关系示意简 图2是本发明实施例I矫直过程中上模、管件、下模的位置关系示意简 图3是本发明实施例I矫直后上模、管件、下模的位置关系示意简 图4是本发明实施例2局部工作状态主视示意简 图5是本发明实施例2局部工作状态俯视示意简 图6是本发明实施例2局部工作状态左视示意简图。图中1.管件、2.下模、3.上模、4.镶块、5.螺钉、6.导块、7.上连杆、8.螺母、
9.螺钉、10.第一车载千斤顶、11.导位销、12.第一车载千斤顶调节盘、13.上模板、14.螺钉、15.螺钉、16.下模板、17.吊环、18.螺钉、19.滑块、20.下连杆、21.第二车载千斤顶、22.第二车载千斤顶调节盘、23.螺钉、24.螺母。
具体实施例方式 实施例I :大型直缝焊管的几何尺寸为外径457. 2mm、壁厚为12. 7mm、管长为12211mm，材料为A516Gr60，经测量可知其初始挠度为70mm。根据美国API Spec 5L行业标准，其成品焊管的直线度，即成品管的最大挠度，不得超过管长度的O. 2%，而该管长12211mm，其最终的最大挠度不得超过24mm才能满足直线度的要求，故需对其矫直。将其送到成型压力机工作台面上，并置于两上模3和两下模2之间，如图I所示。上述两上模的上端与压力机横梁相连，其下端截面为下凸的圆弧面，该两上模间的间距可调，将其固定为4000mm。两下模设在成型压力机台面上，该两下模上端截面为上凸的圆弧面，并且两下模的间距可调，将其固定为10112mm。确定上模的压下量为67mm。矫直过程为两上模同时下移67mm,对管件进行压制，管件发生自由弯曲，产生反方向的曲率，由于管件上表面与两上模接触，下表面与两下模接触，有四个受力点，故矫直工艺的自由弯曲均为四点弯曲，如图2所示。完成压制后上模上行，管件回弹后直线度满足要求，如图3所示。实施例2 :图6中所示的是本发明实施例2局部工作状态主示意简图中，本发明上模板13上部设有与现有技术相同的与成型压力机横梁相连的机构，该上模板的下表面上沿上模板的长度和宽度方向均设有导槽，在下面设有一个第一车载千斤顶10，和第一车载千斤顶两侧设有各自独立的两个镶块4，由图4可知，该第一车载千斤顶上设有垂向的导位销11，导位销上端被固定在上模板上的宽度方向导槽内。在两个镶块上用螺母各水平固定一个上连杆7，在第一车载千斤顶的两侧开孔，穿过两侧开孔的螺钉9分别与两个上连杆7螺纹连接。上述两镶块顶面设有导块6，其与上模板上长度方向的导槽相对应，导块与镶块通过螺钉5螺纹连接。上述两镶块的顶面还设有通孔，在上模板的下表面上沿上模板长度方向设有一个与以上镶块通孔相对应的调距螺孔，穿过通孔的螺钉14上端与上模板上的一个调距螺孔螺纹连接。两个上模通过螺钉15分别固定在两镶块的下部，上述两上模的下端面为与管子端面相对应的半圆形，在第一车载千斤顶上设有第一转动调节盘12，当松开螺钉14后，转动调节盘12可使两上模同时向内或向外沿上模板上的导槽移动，以改变两上模的间距，调节到位后，再将螺钉14与上模板上对应的调距螺孔固定。本发明的下模为两个，其运动结构与上模相同，通过转动第二车载千斤顶调节盘23可使两下模2同时向内或向外沿下模板17上的长度方向的导槽移动，以改变两下模的间距。本发明的下模板上设有 与现有技术相同的与成型压力机台面相连的结构。管件I置于两上模3和两下模2之间，其矫直工艺同实施例I。
权利要求
1.一种大型轴管类件四点弯曲过弯矫直工艺方法，其特征是在成型压力机工作台面上设置两个下模，在压力机横梁上连接两个上模，将轴管类件送到成型压力机工作台面上，并置于压力机横梁下的两上模和两下模之间；通过分析计算，确定出两下模之间的距离、两上模之间的距离以及上模在下模上方的位置、两上模的压下量；将两上模间的距离及两下模间的距离分别调节到预期的位置；然后，上模下移，对轴管类件进行压制，使轴管类件发生自由弯曲；完成压制后，上模随压力机横梁上行；检验零件的直线度是否满足要求，若不满足要求则重复上述矫直步骤，直至轴管类件的直线度满足要求。
2.根据权利要求I所述的大型轴管类件四点弯曲过弯矫直工艺方法，其特征是所述上模的型腔为圆弧半径与所矫直的轴管类件的半径相同的圆弧形，其纵向截面的下部为下凸的圆弧面。
3.根据权利要求I所述的大型轴管类件四点弯曲过弯矫直工艺方法，其特征是所述下模的型腔为圆弧半径与所矫直的轴管类件的半径相同的圆弧形，其纵向截面的上部为上凸的圆弧面。
全文摘要
本发明涉及一种大型轴管类件四点弯曲过弯矫直工艺方法，其特征是在成型压力机工作台面上设置两个下模，在压力机横梁上连接两个上模，将轴管类件置于压力机横梁下的两上模和两下模之间；计算确定出两下模之间的距离、两上模之间的距离以及上模在下模上方的位置、两上模的压下量；将两上模间的距离及两下模间的距离分别调节到预期的位置；然后，进行压制，完成压制后，上模随压力机横梁上行；检验零件的直线度是否满足要求，若不满足要求则重复上述步骤，直至满足要求。其优点是最终成型的轴管类件变形均匀，光滑过渡，零件直线度更符合要求；零件内存在较小的残余应力且分布均匀；同时缩短成形周期，提高了生产效率。
文档编号B21D3/00GK102641916SQ201210105728
公开日2012年8月22日 申请日期2012年4月12日 优先权日2012年4月12日
发明者展培培, 赵军, 马瑞 申请人:燕山大学