[发明专利]一种U成形机模具的工作面型线及其生成方法

说明书

本发明公开了一种U成形机模具的工作面型线，所述型线关于中心线对称，位于所述中心线一侧的型线包括渐开线段和圆弧段，所述渐开线段和圆弧段平滑连接。本发明还公开了一种U成形机模具的工作面型线的生成方法。采用本发明的U成形机模具的工作面型线，能够使模具一次完成对薄钢板的U成形。

技术领域

本发明涉及钢管制造领域，具体而言，涉及一种U成形机模具工作面的型线及其生成方法。

背景技术

直缝埋弧焊管是以钢板为原料，经过不同的成形工艺制成的焊管，按成形方式分为UOE、JCOE、RBE、CFE、PFE等。UOE成形法是首先将预弯边的钢板在U成形机的成形模内压成U形，然后在O成形机的成形模内再压成O形，焊接成管坯后再整体扩径，最后经水压、无损探伤、倒棱后成成品管。

图1为U成形机将预弯边的钢板压成U形筒6的理想状态图。该U形筒6的侧壁凹陷H应小于目标值，目标值一般为15mm；且该U形筒6的宽度W应尽可能接近成品管的公称直径。然而，现有U成形机模具的工作面型线均为圆形，在需要生产薄壁钢管时，会出现U形筒6的侧壁凹陷H超标、钢板表面出现压痕、不圆度超标等问题，需要重复多次U成形过程。

针对现有技术中所存在的上述问题，提供一种新的U成形机模具的工作面型线具有重要意义。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种U成形机模具的工作面型线，其能够使模具一次完成对薄钢板的U成形。

为实现上述目的，本发明的U成形机模具的工作面型线，所述型线关于中心线对称，位于所述中心线一侧的型线包括渐开线段和圆弧段，所述渐开线段和圆弧段平滑连接。

优选地，以基圆圆心为原点建立直角坐标系，所述渐开线段的原型的方程为：

θ∈[θ₁，θ₂]，

其中，R_b为所述基圆半径，θ为所述渐开线段上的任一点的法线相切于所述基圆的切点与所述基圆圆心的连线和x轴之间的夹角，θ₁为所述渐开线段上的起点的法线相切于所述基圆的切点与所述基圆圆心连线和x轴之间的夹角，θ₂为所述渐开线段上的终点的法线相切于所述基圆的切点与所述基圆圆心的连线和x轴之间的夹角；

其中，D_n为成品管的公称直径；

所述圆弧段与所述渐开线段的起点平滑连接，所述圆弧段的圆心角α为45度，所述圆弧段的半径

本发明的U成形机模具的工作面型线的生成方法，包括如下步骤：

S1，按照所述渐开线段的原型的方程生成所述渐开线段的原型；

S2，将所述渐开线段的原型绕所述基圆的圆心顺时针旋转θ₂度，并从所述渐开线段的起点出发生成所述圆弧段，构成位于所述中心线左侧的型线；

S3，根据对称原理得到位于所述中心线右侧的型线，至此，整个所述型线生成。

本发明的U成形机模具的工作面型线底部采用渐开线的形式，有利于薄钢板在U成形机模具压制所得的U形筒的底部呈圆弧形，确保不圆度达标；同时，采用半径为R的圆弧段可保证薄钢板在A、D两点容易产生塑性变形，确保U形筒的侧壁凹陷H小于15mm。

附图说明

图1为U成形机将钢板压成U形筒的理想状态图；

图2为本发明的U成形机模具的工作面型线的示意图；

图3为本发明的渐开线段AB的原型示意图；