[发明专利]一种矩形截面薄壁钢管的弯曲模具

说明书

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，具体为一种矩形截面薄壁钢管的弯曲模具。

背景技术

在机械加工领域中，常常需要将直钢管弯曲成要求的形状。对于圆形截面钢管的弯曲成形已有成熟工艺，但对于截面为矩形的钢管，在采用传统弯曲工艺进行弯曲的过程中，由于其截面的特殊结构，会导致在弯曲部位发生如图1和图2所示的情况：

1）a面在弯曲时受拉伸作用力，其两边由于有c面和d面的两块竖板支撑，而在a面中间没有支撑，且低碳钢延伸性好，所以a面向下凹变形；

2）b面在弯曲时受压缩作用，两边由于有c面和d面两块竖板支撑，中间没有支撑，且b面下方有弯曲模具阻挡，整个面的材料被挤压，在挤压力作用下，材料被挤向内侧，使得b面向上凹变形；

3）c、d两面在弯曲时相当两块立板垂直被弯曲，既有弯曲有由压缩，主要是拉伸，由于a、b两面对c、d两面有拉伸挤压作用，保持其竖直，其阻碍弯曲力更大，弯曲后不能保证其面垂直。

根据以上三种情况分析，采用目前的弯曲工艺在弯曲矩形截面直钢管时，无法避免弯曲段钢管截面变形。

发明内容

要解决的技术问题

为解决现有技术存在的问题，本发明提出了一种矩形截面薄壁钢管的弯曲模具。

技术方案

本发明的技术方案为：

所述一种矩形截面薄壁钢管的弯曲模具，其特征在于：由摇臂、凹模、定位块、垫块组成；所述摇臂为“Y”型结构；所述凹模为圆柱结构，在凹模边缘有梯形凹槽，凹槽底面宽度与待加工矩形截面薄壁钢管内弯曲面宽度相同，凹槽两侧面向外倾斜角度为1°～3°；凹槽的内径与待加工矩形截面薄壁钢管的弯曲内径相同；凹模中心与摇臂端部同轴转动连接，凹模处于摇臂分叉结构内；定位块用于将待加工矩形截面薄壁钢管一端固定；垫块垫于待加工矩形截面薄壁钢管外弯曲面与摇臂分叉结构内端面之间。

有益效果

本发明提出的一种矩形截面薄壁钢管的弯曲模具，摇臂绕凹模转动，施加使矩形截面薄壁钢管弯曲的力，同时垫块接触待加工矩形截面薄壁钢管外弯曲面与摇臂分叉结构内端面，约束了钢管内外侧面的向外变形，使钢管弯曲后外圆平直光滑，而凹模中凹槽为梯形凹槽，两侧面向外倾斜角度为1°～3°，该角度既能够便于弯曲后顺利取下钢管，同时又约束了钢管两侧面的变形。

附图说明

图1：传统工艺示意图；

图2：传统工艺弯曲后的截面图；

图3：本发明的结构示意图；

图4：摇臂侧视图；

图5：摇臂示意图；

图6：凹模示意图；

其中：1、摇臂；2、凹模；3、定位块；4、矩形截面钢管；5、转轴；6、垫块。

具体实施方式

下面结合具体实施例描述本发明：

本实施例中的模具，用于弯曲加热后的矩形截面薄壁钢管。

参照附图3，本实施例中的弯曲模具由摇臂1、凹模2、定位块3、垫块6组成。

参照附图4和附图5，摇臂为“Y”型结构，其上部分叉结构用于连接凹模，摇臂是主要的施力部件，采用的材料是中碳钢，热处理HRC40～45。

参照附图6，凹模为圆柱结构，在凹模边缘有梯形凹槽，凹槽底面宽度与待加工矩形截面薄壁钢管内弯曲面宽度相同，凹槽两侧面向外倾斜角度为1°～3°，既便于在弯曲结束后将矩形管从凹槽中取出，同时又约束了钢管两侧面的变形。凹槽的内径与待加工矩形截面薄壁钢管的弯曲内径相同。凹模也采用中碳钢，热处理HRC40～45。

凹模中心与摇臂分叉结构端部同轴转动连接，凹模处于摇臂分叉结构内。

定位块用于将待加工矩形截面薄壁钢管一端固定，防止弯曲转动时钢管移动。

垫块垫于待加工矩形截面薄壁钢管外弯曲面与摇臂分叉结构内端面之间，既传递弯曲力，也约束钢管外侧面的向外变形，使钢管弯曲后外圆平直光滑。

加工时，在矩形截面薄壁钢管内充入填充材料，并将钢管两端封闭，然后将要弯曲部分加热，在采用本实施例中的模具进行弯曲，就得打截面不变形的矩形截面薄壁弯曲钢管。