变径异型无缝金属管弯头成型方法.pdf

本发明涉及一种异径金属弯头成型方法，是适用于石化、造船、酿酒药等行业的管道系统中常用管件焊接用异径金属弯头的工作中一项关键性生产工艺。
    在已有技术中，异径金属弯头的成型一直是一项比较困难的工艺，其中碳素钢材的异径头大多采用加热缩管模压弯曲成型的办法，成型工艺繁杂，产品质量欠佳，常常发生表面皱折、裂纹、重皮等严重缺陷，有的外形凹瘪突出，超过允许偏差。

    本发明的目的是提供一种利用压力机和模具一次冷压成型焊接使用的异径金属弯头的高效、优质的工艺方法。成型的产品不出现皱折、裂纹、重皮等缺陷，形状尺寸公差均符合有关质量要求并能达到先进国家标准。

    本发明提供一种异径金属弯头成型方法，其特征在于在压力机上安装固定有由下模座[1]及紧固套[5]箍紧连接的左凹模[2]右凹模[3]、以紧固套[5]压住定位圆的导筒[6]、以上模板[8]通过压杆[7]压住可以放置在坯料[9]平顶上的压头[4]所组成地顶部有大孔径侧面有小孔径具有同一垂直中心线的异径弯头凹模组，制造异径弯头时先将经检验合格的金属管按工艺需要制出一批上端为平顶下端为斜底的坯料[9]，经退火后放入到导筒[6]内，坯料[9]的最长尺寸处即下部尖端对正弯头凹模外侧边极点A，坯料[9]上端的平顶上依次安放压头[4]压杆[7]及上模板[8]，压头[4]的下部最短处B点与弯头凹模外侧边极点A在同一直径的垂直面上，由左凹模[2]右凹模[3]组成的异径弯头凹模上部的大端孔径基本与坯料[9]金属管材外径相同，并选定有适宜的公差配合，弯头凹模内涂有含有皂化液成份的润滑剂，压力机冷压推挤上模板[8]逐步迫使坯料[9]全部进入到以左凹模[2]与右凹模[3]组合并拢的弯头凹模后即可使异径弯头成型，拆卸紧固套[5]及下模座[1]，分解左凹模[2]与右凹模[3]取出压头[4]，对坯料[9]管端加工坡口消除两端裕量，成型工作即全部完成。其左凹模[2]、右凹模[3]为两块左右完全对称的、体内各制有半个与异径弯头外侧型面完全相同的凹模，左凹模[2]与右凹模[3]拼合后的下底及上顶制有各与下模座[1]，紧固套[5]锥孔对应配合的圆锥面，其大孔径需置于上顶面的正中心位置。其压头[4]为上部具有与金属管相同外径的圆柱体，下部具有与金属管内径相同的投影面，其一侧具有相同于异径弯头内表面的型面，压头[4]与压杆[7]可以采用紧固件连接和制成一体。

    本发明与现有技术相比，可以高效率高质量地完成异径金属弯头的成型工序、使产品能够满足国内外生产的需要。由于已经达到先进国家的标准。完全可以提供配件出口及使用在国外订货的船舶以及各种设备装置上。

    附图：异径金属弯头成型方法作业图

    图内零部件名称：

    1.下模座  2.左凹模  3.右凹模  4.压头  5.紧固套  6.导筒  7.压杆  8.上模板  9.坯料

    结合附图说明本发明的一个具体实施例：制造碳素钢材的通径3″×2 1/2 ″弯曲半径3″的异径弯头可按附图所示先制出一个外径φ330厚80带有大端孔径φ228mm每侧倾斜6°的圆锥孔的下模座[1]、及外径φ310厚170下端带有大端孔径φ228，每侧倾斜6°深65mm圆锥孔，上端制有φ140+0.04的通孔，中间还有一个内径φ157深15-0.10的定位圆座孔的紧固套[5]。左凹模[2]及右凹模[3]各为高度及长度均为228，宽114mm的矩形体，上下两平面各制出小端圆直径φ216单侧倾斜角度6°的圆锥面直至四周方形平面为止，由上平面中心至其中一个侧面中心绘出半径R114mm的半径线，按上部圆孔直径φ89.4±0.05，侧面圆孔直径φ73±0.05的尺寸制出一个表面平滑光洁的均匀和缓过渡的90°异径弯头的半个凹模。导筒[6]为外径φ140、内径φ89.4±0.05全高265，下底设有外径φ155高15+0.10mm定位圆台的筒体。上模板[8]为厚约40、长宽均为240mm的方形钢板。压头[4]上部为外径φ89.1±0.05高30mm的圆柱形体，下端处的最大外径82mm其一侧具有相同于异径弯头内表面的型面。压杆[7]为外径φ82长235mm的圆柱体。如压力机的高度允许及制模方便时压头[4]与压杆[7]也可采用紧固件连接或制成一体。以上所有模具各零件均可使用45号优质碳素钢材调质后表面淬火硬化。坯料[9]为上面呈平顶横截面，为节约材料起见，予先计算出弯头内外侧圆弧长度之差值，将其下面做成斜切口，总余量约为总长15%左右。坯料[9]放在导筒[6]内其上放置压头[4]及压杆[7]上模板[8]使压杆[7]与压头[4]保持在同一垂直中心线上，压头[4]的B点对准左凹模[2]右凹模[3]所形成的凹模组外侧边极点A的同一直径垂直面上。待压制时的组装高度约为1130mm，完成型后的模具组的总高度约为530mm。冷推挤压时凹模组的凹模内需涂以含有皂化液的润滑剂，可用300T的压力机冷态挤压，一次成型，拆去下模座[1]及紧固套[5]分开左凹模[2]及右凹模[3]取出压头[4]，将坯料[9]两端切出坡口和余量，表面探伤，进行人工时效处理后即全部完成。按本发明制成的产品可以达到美国ASTM234、ANSIB16.9及西德DIN86090等先进国家标准。