[发明专利]弯头成型模具及成型方法

说明书

技术领域

本发明涉及弯头制造技术领域，特别是指一种弯头成型模具及成型方法。

背景技术

弯头是管道系统的重要组成部分。目前的弯头主要是由直钢管或钢板加工而成，加工方法为模具成形。大部分弯头在成型之前需要进行加热处理，使其容易发生塑性变形。从是否需要焊接工艺的角度讲，弯头分为有缝弯头和无缝弯头。无缝弯头分模具压制、推制等。锻制弯头可以由毛坯直接去材机加工而成。有缝弯头的成型方式既可以先把钢板卷制成钢管，然后热压或推制，又可以由钢板成型，先分别形成两半，再焊接到一起。也有所谓的“虾米腰”弯头，也是焊接成的，是用截成梯形的钢管拼焊成的。这些加工方式的一个共同特点是利用钢厂生产的型材进行二次加工。而这些钢管或者钢板，是钢厂由钢锭加工而成的。钢锭在成形过程中有较大的流动性，这种成形方式和传统的热压、哈夫成形区别较大，变形量要大很多。

目前的弯头成型方法主要有：钢管合模热压成形、钢板合模成形+焊接、芯棒推制成形、锻坯机加成形。以上方法的共同特点是由钢厂生产出钢锭后再加工成特定型材，管件厂对型材进行二次加工。从管件厂的角度来讲，限制了管件的生产方式，只能依靠钢厂的型材。从钢厂的角度讲，他们有可能利用自己的产品特点，直接进行管件研发生产。

发明人研究发现，目前的弯头成型方法至少存在以下缺点：(1)工序多，成本高、效率低。由于整个生产环节要先加工型材，导致多出一个生产环节，多出的生产环节一定要有生产成本。由钢锭到型材需要成形工艺，由型材到弯头又需要成型工艺。(2)成形精度低。传统的热压弯头，其成型模具只作用在外面，虽然能保证外部形状较规则，但内部无法保证，利用端撑和心撑能在一定程度上减轻不规则性，但作用有限。(3)壁厚不均匀。传统成形技术加工的弯头，在成型过程中都会产生壁厚增厚或减薄，存在壁厚不均匀的问题。

发明内容

本发明提供一种弯头成型模具及成型方法，绕过型材生产环节，直接从锭块加工成弯头，省去了中间工序，提高了生产效率，降低了生产成本，生产出的弯头具有规则的内外表面形状(即内径和外径)，且具有均匀的壁厚。

为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：

一方面，本发明提供一种弯头成型模具，包括：

模具本体，所述模具本体的中部设置有模具型腔，所述模具型腔的尺寸与期望成型的弯头的外部尺寸相一致；

锭块推动装置，用于将加热后的锭块挤压至所述模具型腔内以形成实心弯头轮廓；

芯棒推动装置，所述芯棒推动装置上设置有芯棒，所述芯棒推动装置用于推动所述芯棒在所述模具型腔内沿弯曲弧线推动，从而在实心弯头轮廓中形成中心孔，所述芯棒的尺寸与期望成型的弯头的内部尺寸相一致。

进一步的，所述模具本体和锭块推动装置之间设置有直通的锭块导向模具。

进一步的，所述模具本体在所述模具型腔的进口端和出口端均设置有余料切除装置。

进一步的，所述芯棒的中部设置有加热装置。

进一步的，所述模具本体内也设置有加热装置。

进一步的，所述期望成型的弯头为等径弯头或变径弯头。

进一步的，所述锭块的材质为钢材或者其他非铁基金属材料。

另一方面，本发明还提供一种上述的弯头成型模具进行弯头成型的方法，包括：

步骤1：将锭块加热到一定温度，挤压至所述模具本体的模具型腔中，形成实心弯头轮廓；

步骤2：将所述芯棒沿所述模具型腔的弯曲弧线推动，直至穿透弯头，形成中心孔；

步骤3：将所述芯棒退出，将产生的余料切除，弯头成型。

进一步的，所述步骤2进一步为：

当期望成型的弯头的内径较大时，先用较细的芯棒推动，再用较粗的芯棒推动，直至得到的弯头内径满足要求。

本发明具有以下有益效果：