[发明专利]一种管材绕弯内支撑装置及管材绕弯方法

说明书

技术领域

本发明涉及机械加工领域，尤其涉及一种使用弹性芯模的管材绕弯内支撑装置及管材绕弯方法。

背景技术

众所周知，管材的绕弯成形需要多模具的协同作用和严格配合。在弯曲成形过程中，夹块带动管材与弯曲模同步转动，管材在夹块拉力的作用下，滑过弯曲切点，并在弯曲平面的弯矩作用下发生弯曲变形并与弯曲模接触，从而形成管件预定的弯曲半径，管材的弯曲力矩将由夹块对管材的拉力和管模间摩擦力的合力产生。在弯管过程中，为了防止管材出现起皱和横截面过度扃化的缺陷，需要在管腔内置入带若干球头的金属芯模，以实现管材内腔的支撑(内支撑)功能。然而，在实际生产中，现有的金属芯模尚存在有以下一些不足之处：

1、由于管材几何尺寸的差异，一种规格的管材往往需要定制多套金属芯模，模具制造成本高；

2、在弯管过程中，金属芯模与管材内壁会出现接触不均匀的现象，造成管材内腔易于划伤，且易于出现起皱等成形缺陷，成形质量难以控制；

3、此外，金属芯模本身在管腔内易于磨损，从而进一步增加了芯模的制造和使用成本。

有鉴于上述现有的金属芯模内支撑结构存在的缺点，本发明人基于多年研究及现场经验和专业知识，结合实际使用情况和机械弯管技术需求，积极加以改进和创新，以期实现一种可大幅降低制造和使用成本，能够与管材内壁均匀接触，实现芯模与管材内壁的自适应配合，避免出现起皱的管材绕弯内支撑装置及管材绕弯方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够与管材内壁均匀接触，实现芯模与管材内壁的自适应配合，避免出现起皱，并且可大幅降低制造和使用成本的管材绕弯内支撑装置。

本发明的另一目的是提供一种可大幅降低制造和使用成本，能够与管材内壁均匀接触，实现芯模与管材内壁的自适应配合，避免出现起皱的管材绕弯方法。

为达到上述目的，本发明提出一种管材绕弯内支撑装置，包括：加载机构，所述加载机构具有向一侧伸缩的伸缩杆；钢丝绳，其一端与所述伸缩杆的伸缩端相连接，其另一端连接顶盘；弹性芯模、顶推模和顶推件，依次活动地贯穿于所述钢丝绳上，所述弹性芯模的一端能与所述顶盘相抵接，所述顶推件与所述顶推模可拆装地相连接；且通过所述加载机构的伸缩杆回缩，所述顶盘与所述钢丝绳配合拉紧所述弹性芯模和所述顶推模，使得所述弹性芯模在所述管材的内腔沿径向膨胀并与所述管材的内壁充分接触。

如上所述的管材绕弯内支撑装置，其中，所述弹性芯模为橡胶棒。

如上所述的管材绕弯内支撑装置，其中，所述顶推模朝向所述顶推件的一端设有外螺纹段，所述顶推件设有内螺纹段，所述顶推模与所述顶推件螺纹配合连接。

如上所述的管材绕弯内支撑装置，其中，所述伸缩杆朝向所述钢丝绳的一端设有外螺纹段，所述钢丝绳朝向所述伸缩杆的一端设有连接螺杆，在所述连接螺杆与所述伸缩杆的外螺纹段上螺纹套接有连接螺母。

如上所述的管材绕弯内支撑装置，其中，所述加载机构为液压缸或丝杠。

如上所述的管材绕弯内支撑装置，其中，所述顶盘呈圆盘状，且所述圆盘状顶盘的中心轴与所述钢丝绳的中心轴同轴。

本发明还提供了一种管材绕弯方法，采用如上所述的管材绕弯内支撑装置，其中，所述管材绕弯方法包括：

步骤1：根据管材内径，加工弹性芯模，弹性芯模与管材内壁具有一定间隙；

步骤2：根据弹性芯模的直径，选择钢丝绳的直径尺寸，使得钢丝绳能够贯穿弹性芯模的中轴线上的通孔；

步骤3：将管材夹持在弯管机上，将钢丝绳穿过弹性芯模，钢丝绳的一端连接一顶盘，拉紧钢丝绳，顶盘与弹性芯模的一端面相抵接；钢丝绳的另一端穿过顶推模和顶推件，并与加载机构的伸缩杆固连；

步骤4：顶推件在外力作用下推送顶推模伸入管材的内腔，并与弹性芯模的另一端面抵接，以向弹性芯模传递一定的推力；同时，加载机构的伸缩杆回缩拉紧钢丝绳，使得钢丝绳驱动顶盘对弹性芯模施加反方向推力，弹性芯模在两侧推力的作用下，沿着管材径向膨胀，并与管材内壁充分接触；

步骤5：设定弯管角度，启动弯管机，开始弯管作业，弯管机的压块和顶推件一起进给，保持弯管机的弯曲模转动线速度、压块助推速度以及顶推装置的进给速度相同，同时保持加载机构对弹性芯模施加的反向推力，直至达到设定的弯管角度；

步骤6：顶推件拉动顶推模反方向回撤，使得弹性芯模的一端卸载，加载机构的伸缩杆继续回缩拉紧钢丝绳，将弹性芯模从管材内腔拉出，弹性芯模回复，卸载弯管机的夹块和压块，取出弯曲成形的管件。