[发明专利]钛管差温剪切弯曲成形方法及装置

权利要求书

1.一种钛管差温剪切弯曲成形装置，其特征在于，所述钛管差温剪切弯曲成形装置包括：

下模块和上模块，所述下模块和上模块关于水平面对称并且结构相同；其中，所述下模块包括：底板；

对称设置在所述底板上的第一弯曲半模和第二弯曲半模，所述第一弯曲半模和第二弯曲半模为可拆卸连接；

第一水平型腔，设置在所述第一弯曲半模中，所述第一水平型腔为半圆形；

第二水平型腔，设置在所述第二弯曲半模中，所述第二水平型腔为半圆形；

所述第一水平型腔与所述第二水平型腔的直径相同，所述第一水平型腔与所述第二水平型腔对接后形成圆柱形水平型腔；

芯棒，设置在所述圆柱形水平型腔中；

加热装置，设置在所述圆柱形水平型腔之外对所述圆柱形水平型腔加热，并位于所述第一弯曲半模和/或第二弯曲半模中；

第一竖直型腔，设置在所述第一弯曲半模中，所述第一竖直型腔为半圆形，所述第一竖直型腔的直径与所述第一水平型腔相同，所述第一竖直型腔与所述第一水平型腔垂直相交并相互连通；

第二竖直型腔，设置在所述第二弯曲半模中，所述第二竖直型腔为半圆形，所述第二竖直型腔与所述第二水平型腔垂直相交并相互连通；

所述第一竖直型腔与所述第二竖直型腔的直径相同，所述第一竖直型腔与所述第二竖直型腔对接后形成圆柱形竖直型腔；

冷却装置，设置在所述圆柱形竖直型腔之外，对所述圆柱形竖直型腔冷却，并位于所述第一弯曲半模和/或第二弯曲半模中。

2.如权利要求1所述的钛管差温剪切弯曲成形装置，其特征在于，所述加热装置包括：

加热孔和设置在所述加热孔中的加热棒，所述加热孔包括：顶部加热孔和底部加热孔，所述顶部加热孔设置在所述第一水平型腔的上侧和所述第二水平型腔的上侧，所述底部加热孔设置在所述第一水平型腔的下侧和所述第二水平型腔的下侧。

3.如权利要求2所述的钛管差温剪切弯曲成形装置，其特征在于，所述加热装置还包括：保温隔热区，所述保温隔热区包括：顶部保温隔热区和底部保温隔热区，所述顶部保温隔热区设置在所述顶部加热孔的上侧，所述底部保温隔热区设置在所述底部加热孔的下侧。

4.如权利要求1所述的钛管差温剪切弯曲成形装置，其特征在于，所述冷却装置包括：储水器、以及与所述储水器连接的进水管和出水管，所述储水器为半圆环形，所述储水器的轴线竖直设置，所述储水器的内圆环包围所述圆柱形竖直型腔。

5.如权利要求4所述的钛管差温剪切弯曲成形装置，其特征在于，所述储水器的尺寸为：其中，L_cm是储水器内圆环直径Lcj为常温下待加工管材的直径，△t为管材常温与加热温度的变化量，α_j为管材的线膨胀系数，α_m为模具的线膨胀系数，δ为高温下管材与模具的间隙，取0.1-0.2mm。

6.如权利要求1所述的钛管差温剪切弯曲成形装置，其特征在于，所述冷却装置包括：冷却气流通路，设置在所述第一弯曲半模和第二弯曲半模上，所述冷却气流通路包括：设置在所述第一弯曲半模中的进气孔和设置在所述第二弯曲半模中的出气孔，所述进气孔与所述第一竖直型腔连通，所述出气孔与所述第二竖直型腔连通。

7.如权利要求1所述的钛管差温剪切弯曲成形装置，其特征在于，所述钛管差温剪切弯曲成形装置还包括：压力机，下模块安装在压力机下平台上，上模块安装在压力机上平台上。

8.一种钛管差温剪切弯曲成形方法，其特征在于，所述钛管差温剪切弯曲成形方法包括：

步骤A：将下模块安装在压力机下平台上，上模块安装在压力机上平台上，调整下模块和上模块的高度，使下模块和上模块的圆柱形水平型腔的中心线重合，使下模块和上模块的圆柱形竖直型腔的中心线重合；

步骤B：将待加工的管材插入到下模块和上模块的圆柱形水平型腔中，接着将下模块和上模块的芯棒插入到管材内腔中并将芯棒固定住；

步骤C：加热下模块和上模块的圆柱形水平型腔直至达到设定温度，并保温；

步骤D：然后，压力机上平台下压，管材在压力机作用下发生剪切弯曲变形，，在管材弯曲变形的同时，对管材的已变形区进行冷却；

步骤E：压力机上平台下压到达到设定的行程后，停止加热，并停止对管材的已变形区进行冷却，然后卸载下模块，取出管材。