一种金属管挤压弯曲成型模具及其工艺的制作方法

本发明涉及一种金属管挤压弯曲成型模具及其工艺。

背景技术：

随着成型装备及制造技术的发展，复杂形状的管材弯曲件在工业领域特别是科技含量高的工业领域出现的越来越频繁，如飞机、船舶、汽车的输油，气体管道，化工等，还有部分支架。因为使用弯曲管件代替原来的线材或者塑料管材，可以提高耐用性能。随着管材弯曲件的普遍应用，人们对管材的弯曲质量和成形工艺的要求也越来越高，传统工艺方法如折弯，滚弯等生产的弯曲管件大多存在一些缺陷，如外侧壁的减薄与破裂，内侧壁的增厚，起皱以及横截面畸变等缺陷，并且管件的弯曲角度及方向有限，不能够一次制备复杂的空间弯曲管件。

通常解决金属管难弯曲成型的办法有：一、使用折弯机将金属管强行折弯；二、通过模具折弯工艺受应力作用；三、更换材料，使用压铸模件或者其他工艺。

以上三种方法存在的缺点有：一、折弯机将金属管折弯会存在折弯处受应力较大，金属管折弯区域尺寸不可控；二、模具折弯金属管受力区域也会存在局部受力，导致产品发生形变，从而使产品在折弯部分外围尺寸不顺畅；三、更换材料后使用压铸件精度相差较大，且成本较高，产品强度会相应变差。

专利申请公布号 CN104550289A公开一种多凸模一次挤压成型空间弯曲管材的方法，所述多凸模挤压装置由四个凸模、坯料、凹模和芯棒部分组成，挤压模型简单。通过改变各凸模的速度来控制坯料在三维空间内的流动状态，实现了空间转向与弯曲，成形三维空间内复杂弯曲管件。本发明的优点是：制备的管材弯曲件壁厚均匀且不起皱、横截面无畸变，可以在三维空间内转向与弯曲，形成复杂弯曲管件。但是该方法形成的弯曲管依然存在着内层折皱、外层破裂的缺陷。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明目的在于提供一种金属管挤压弯曲成型模具及其工艺，使金属管弯曲区域的形状更加稳定、顺畅，且改善了金属管弯曲变形量。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种金属管挤压弯曲成型模具，包括冲头、底座，所述底座的上方设有成型块一和成型块二，所述成型块一包括竖直块和支撑横板，所述成型块二位于所述支撑横板上并与所述竖直块连接，所述成型块二与所述成型块一的竖直块通过螺丝或销钉固定，所述成型块一与所述成型块二连接处设有弯管槽，所述弯管槽的直径比需加工的金属管直径大0.1mm。弯管槽的直径比需加工的金属管直径大0.1mm是为了避免金属管进入型腔受阻，且产品在挤压过程中也会有足够的间隙保证材料流动时更加顺畅，保证产品外观因受力不均从而影响金属弯管的整体顺畅性，提高了弯管精度。

优选地，所述弯管槽包括入口段、弯曲段、出口段，所述入口段和出口段位于所述弯曲段的两端，所述入口段位于所述成型块一的竖直块和成型块二的连接处，所述弯曲段位于所述支撑横板与竖直块、成型块二的接触面处，所述出口段位于所述支撑横板内。

优选地，所述冲头的端面倒角R为4-6mm。

优选地，所述弯曲段的圆弧半径为12-32mm。

一种金属管挤压弯曲成型工艺，其步骤是：

第一步，将成型块一与成型块二通过螺丝、销钉固定，保证模成型一和成型块二的接触面贴合不存在缝隙；

第二步，将金属管放入弯管槽的入口段，通过冲床对冲头不断施加压力，金属弯逐渐进入弯曲段，金属管在弯曲段内逐渐发生变形；

第三步，当冲头极限运动时，成型块一与金属管一端接触，成型块二支撑协助挤压弯曲，当材料不断流动直至弯管槽的出口段时，金属管挤压弯曲成型。

将金属管放入弯管槽的入口段，冲头开始向下，金属管受力会逐渐开始运动，在金属管逐渐进入弯曲段时，通过成型块一以及成型块二不断将金属管端部挤压，依靠冲头下行力量，金属管的一端不断弯曲挤压，金属管逐步由直管变更为弯曲金属管状态，从而实现金属管挤压弯曲成型工艺。

如上所述，本发明提供的一种金属管挤压弯曲成型模具及其工艺，具有以下有益效果：该模具结构简单、方便、成本低、易装架、易生产，能达到产品挤压弯曲成型，通过简单成型工艺比常规的弯管机折弯区域形状更加稳定，弯曲的区域通过抛光工艺后外观更加顺畅，且改善了金属管弯曲变形量。弯曲管件的曲率过渡非常平缓，弯曲件壁厚均匀，避免出现弯曲内层折皱，外层破裂等缺陷，并且空间弯曲管件的表面质量良好。由于坯料与模具之间的摩擦力以及凸模间的速度差值使引发坯料强烈的剪切塑性变形，金属管件内部内应力很小，成形后的弯曲管件基本不变形，质量良好。

附图说明

图1为一种金属管挤压弯曲成型模具的示意图。

图2为成型块一的示意图。

图3为弯管槽的结构示意图。

1—冲头，2—成型块一，21—竖直块，22—支撑横板，3—成型块二，4—弯管槽，5—螺丝，41—入口段，42—弯曲段，43—出口段。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1至图3。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1至图3所示，本发明提供一种金属管挤压弯曲成型模具，包括冲头1、底板，所述底板的上方设有成型块一2和成型块二3，所述成型块一2包括竖直块21和支撑横板22，所述成型块二3位于所述支撑横板22上并与所述竖直块21连接，所述成型块二3与所述成型块一2的竖直块21通过螺丝5和销钉固定，所述成型块一2与所述成型块二3连接处设有弯管槽4，所述弯管槽4的直径比需加工的金属管直径大0.1mm。弯管槽4的直径比需加工的金属管直径大0.1mm是为了避免金属管进入型腔受阻，且产品在挤压过程中也会有足够的间隙保证材料流动时更加顺畅，保证产品外观因受力不均从而影响金属弯管的整体顺畅性，提高了弯管精度。

在本实施例中，所述弯管槽4包括入口段41、弯曲段42、出口段43，所述入口段41和出口段43位于所述弯曲段42的两端，所述入口段41位于所述成型块一2的竖直块21和成型块二3的连接处，所述弯曲段42位于所述支撑横板22与竖直块21、成型块二3的接触面处，所述出口段43位于所述支撑横板22内。

在本实施例中，所述冲头1的端面倒角R为4-6mm。

在本实施例中，所述弯曲段42的圆弧半径为12-32mm。

在另一实施中，可采用冲头1的端面倒角R为5mm，弯曲段42的弧面的最大半径为30mm，弯曲段42的弧面的最小处半径为14mm。

一种金属管挤压弯曲成型工艺，其步骤是：

第一步，将成型块一2与成型块二3通过螺丝5、销钉固定，保证模成型一2和成型块二3的接触面贴合不存在缝隙；

第二步，将金属管放入弯管槽4的入口段，通过冲床对冲头1不断施加压力，金属管逐渐进入弯曲段，金属管在弯曲段42内逐渐发生变形；

第三步，当冲头1极限运动时，成型块一2与金属管一端接触，成型块二3支撑在型腔中协助挤压弯曲，当材料不断流动直至弯管槽4的出口段时，金属管挤压弯曲成型。

将金属管放入弯管槽4的入口段41，冲头1开始向下，金属管受力会逐渐开始运动，在金属管逐渐进入弯曲段42时，通过成型块一2以及成型块二3不断将金属管端部挤压，依靠冲头下行力量，金属管的一端不断弯曲挤压，金属管逐步由直管变更为弯曲金属管状态，从而实现金属管挤压弯曲成型工艺。

金属管挤压弯曲是在变形过程中产生重新塑型的过程，因金属管属于空心管，在使用机器折弯时会存在折痕，为了保证金属管的顺畅性以及折弯过程中存在的不可控制公差，根据金属管弯曲工艺的不足而研发了使用模具挤压弯曲金属管成型的工艺。模具上模的冲头不断下压，当金属管一端受力开始缓慢运动时，受挤压端逐渐开始发生形变，在成型过程中材料充分流动，金属管不断挤压弯曲，沿弯曲槽的型面外壁慢慢流动成型，直接挤压到指定尺寸，此做法不仅解决了金属管折弯存在的不可控，也减少前期投入成本。

综上所述，本发明提供一种金属管挤压弯曲成型模具及其工艺，该模具结构简单、方便、成本低、易装架、易生产，能达到产品挤压弯曲成型，通过简单成型工艺比常规的弯管机折弯区域形状更加稳定，弯曲的区域通过抛光工艺后外观更加顺畅，且改善了金属管弯曲变形量。弯曲管件的曲率过渡非常平缓，弯曲件壁厚均匀，避免出现弯曲内层折皱，外层破裂等缺陷，并且空间弯曲管件的表面质量良好。由于坯料与模具之间的摩擦力以及凸模间的速度差值使引发坯料强烈的剪切塑性变形，金属管件内部内应力很小，成形后的弯曲管件基本不变形，质量良好。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。