球窝节结构的软式弯管模具.pdf

本发明涉及一种球窝节结构的软式弯管模具，其特征在于：芯头体一端与数控弯管机的拉杆相连，内球节的前端插入芯头体另一端与芯头体固定连接，内球节后端开有球形窝槽，内外球节前端为球形凸起、后端为球形窝槽，外球节为环状套在内外球节外层，外球前端为球形凸起后端实心，2个内外球节首尾环环相扣，前端第一个内外球节前端的球形凸起嵌入内球节后端的球形窝槽内活动连接，外球嵌入最后一个内外球节后端活动连接。其是一种球窝节结构的可活动弯管模具，通过弯管模具的软式可活动结构达到仅采用普通弯管机就能实现薄壁不锈钢管试制的要求，节省了大量设备费用，缩短了试制周期。

权利要求书球窝节结构的软式弯管模具，由芯头体、内球节、内外球节、外球及外球节组成，其特征在于：芯头体一端与数控弯管机的拉杆相连，内球节的前端插入芯头体另一端与芯头体固定连接，内球节后端开有球形窝槽，内外球节前端为球形凸起、后端为球形窝槽，外球节为环状套在内外球节外层，外球前端为球形凸起后端实心，个内外球节首尾环环相扣，前端第一个内外球节前端的球形凸起嵌入内球节后端的球形窝槽内活动连接，外球嵌入最后一个内外球节后端活动连接。
根据权利要求1中所述的球窝节结构的软式弯管模具，其特征在于所述的不锈钢弯管的加工工艺如下：1）将不锈钢成型油与不锈钢专用极压剂按10:3的比例进行混合，再将其均匀涂在球窝节芯棒表面及不锈钢管内表面；2）将要弯曲的不锈钢管套在球窝节芯棒上，夹紧块将不锈钢管夹紧；其插入管子开始弯曲处的位置尺寸e为不锈钢管内径的1/4；3）输入需要弯曲的角度；输入角度值=理论值+补偿角度值，补偿角度为通过实验得出的同批次不锈钢管的回弹量；4）采用渐进式的操作来进行弯曲，即每次弯曲一定角度弯管暂停，将球窝节芯棒前后推拉一次，可以有效预防起皱；如果出现不锈钢管打滑现象，可在夹紧块内预制砂纸；5）弯曲过程中，夹紧块带动钢管沿弯管模盘旋转，助推块起到辅助推进的作用，防皱块起到防止弯曲部位起皱的作用；达到弯曲角度后，先将球窝节弯管模芯棒撤出，再打开夹紧块，取出弯好的不锈钢管，对不锈钢管去除内外表面污垢。
根据权利要求2中所述的球窝节结构的软式弯管模具，其特征在于所述工艺中使用的球窝节结构的软式弯管模具的弯曲半径必须小于等于所需弯管的弯曲半径R，这样才能保证弯曲到位。
根据权利要求1中所述的球窝节结构的软式弯管模具，其特征在于所述的芯头体、外球、外球节外径与不锈钢管内径的间隙为0.3～0.4mm。
根据权利要求1中所述的球窝节结构的软式弯管模具，其特征在于所述的球窝节芯棒采用40Cr材料，表面硬度应达到55HRC，表面粗糙度为1.6微米。

说明书球窝节结构的软式弯管模具
技术领域
本发明涉及一种球窝节结构的软式弯管模具及专用的弯管工艺及参数，属于汽车试制的技术领域，特别涉及到欧IV排放标准的汽车进气管试制。
背景技术
随着汽车制造业与国际接轨的脚步的加快，商用卡车排放标准逐步向欧IV标准靠近，这样才符合目前国际上汽车排放向节能、环保方向发展的趋势。由于不锈钢材料耐尿素腐蚀，因此，一汽技术中心立项开发不锈钢消声器进气管，用于商用卡车。
本次要求弯曲的是Φ114X2mm的不锈钢管，属于薄壁管，其弯管质量的好坏，将直接影响到产品结构的合理性、安全性、可靠性等。
相对于普通钢管，不锈钢材料在拉伸过程中的形变强化明显，导致抗拉强度也高，而且不锈钢应变硬化在开始屈服后立即开始，变形抗力会不断增加，对动力及设备的消耗也相对较高，所以不锈钢弯管难度比普通钢管弯管大出许多。一般弯曲薄壁不锈钢管需要使用中频弯管机进行加热弯曲，对于汽车试制而言，中频弯管机设备费用较高、普及率较低，而且设备安装调试周期较长，不能满足试制的低成本、周期短、精度高的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种球窝节结构的软式弯管模具，其是一种球窝节结构的可活动弯管模具，通过弯管模具的软式可活动结构达到仅采用普通弯管机就能实现薄壁不锈钢管试制的要求，节省了大量设备费用，缩短了试制周期。
本发明的技术方案是这样实现的：球窝节结构的软式弯管模具，由芯头体、内球节、内外球节、外球及外球节组成，其特征在于：芯头体一端与数控弯管机的拉杆相连，内球节的前端插入芯头体另一端与芯头体固定连接，内球节后端开有球形窝槽，内外球节前端为球形凸起、后端为球形窝槽，外球节为环状套在内外球节外层，外球前端为球形凸起后端实心，个内外球节首尾环环相扣，前端第一个内外球节前端的球形凸起嵌入内球节后端的球形窝槽内活动连接，外球嵌入最后一个内外球节后端活动连接。
不锈钢弯管的工艺步骤如下：按上述要求设计制造球窝节结构的软式弯管模具；按10:3的比例，将不锈钢成型油与不锈钢专用极压剂进行混合，再将其均匀涂在球窝节芯棒表面及不锈钢管内表面；将要弯曲的不锈钢管套在球窝节芯棒上，夹紧块将不锈钢管夹紧；其插入管子开始弯曲处的位置尺寸e为不锈钢管内径的1/4；输入需要弯曲的角度；输入角度值=理论值+补偿角度值，补偿角度为通过实验得出的同批次不锈钢管的回弹量；采用渐进式的操作来进行弯曲，即每次弯曲一定角度弯管暂停，将球窝节芯棒前后推拉一次，可以有效预防起皱；如果出现不锈钢管打滑现象，可在夹紧块内预制砂纸；弯曲过程中，夹紧块带动钢管沿弯管模盘旋转，助推快起到辅助推进的作用，防皱块起到防止弯曲部位起皱的作用；达到弯曲角度后，先将球窝节弯管模芯棒撤出，再打开夹紧块，取出弯好的不锈钢管，对不锈钢管去除内外表面污垢。
所述球窝节结构的软式弯管模具的弯曲半径必须小于等于所需弯管的弯曲半径R，这样才能保证弯曲到位。
所述的芯头体、外球外球节外径与不锈钢管内径的间隙为0.3～0.4mm。
所述的球窝节芯棒采用40Cr材料，表面硬度应达到55HRC，表面粗糙度为1.6微米。
本发明的积极效果是：通过设计制造一种加工方便的球窝节软式弯管模具，辅以专用的操作工艺及参数，依靠其可活动结构达到仅采用普通弯管机就能实现薄壁不锈钢管试制的要求，每种不锈钢弯管能节省试制费用约5万元，缩短试制周期约1.5个月。
附图说明
图1为本发明的结构图。
图2为本发明插入管子弯曲处位置尺寸图。
图3为本发明内外球节与外球节配合示意图。
具体实施方式
 下面结合附图与实施例对本发明作进一步描述：如图1所示，球窝节结构的软式弯管模具，由芯头体1、内球节2、内外球节3、外球节4及外球5组成，其特征在于：芯头体1一端与数控弯管机的拉杆相连，内球节2的前端插入芯头体1另一端与芯头体1固定连接，内球节2后端开有球形窝槽，内外球节3前端为球形凸起、后端为球形窝槽，外球节4为环状套在内外球节3外层，外球5前端为球形凸起后端实心，2个内外球节3首尾环环相扣，第一个内外球节3前端的球形凸起嵌入内球节2后端的球形窝槽内活动连接，外球5嵌入最后一个内外球节3后端活动连接。
所述球窝节结构的软式弯管模具的弯曲半径必须小于等于所需弯管的弯曲半径R，这样才能保证弯曲到位。
所述的芯头体1、外球5、外球节4外径与不锈钢管内径的间隙在0.3～0.4mm之间，表面硬度应达到55HRC，表面粗糙度为1.6微米。
其先将要弯曲的不锈钢管6套在球窝节弯管模具上，夹紧块8将不锈钢管夹紧，电脑输入预设的弯曲参数，弯曲过程中，夹紧块8带动钢管6沿弯管模盘10旋转，助推块7起到辅助推进的作用，防皱块9起到防止弯曲部位起皱的作用。达到弯曲角度后，先将球窝节弯管模芯棒撤出，再打开夹紧块8，取出弯好的不锈钢管6。
实施例
如表1所示，此次不锈钢管为Φ114X2mm，弯曲内圆角R为150mm,R/D≈1.3、S/D≈1/60，选取球节数为3个。
                                                 
注：1.N—表示可以不使用芯棒(即无芯弯管)；2.H—表示可以使用硬式芯棒弯管；3.F—表示需使用软式芯棒弯管，后面的数字为推荐的球节数
不锈钢弯管的具体工艺步骤如下：
1、按上述要求设计制造球窝节结构的软式弯管模具，球节数3个；
2、按10:3的比例，将不锈钢成型油与不锈钢专用极压剂进行混合，再将其均匀涂在球窝节芯棒表面及不锈钢管内表面；
3、将要弯曲的不锈钢管6套在球窝节芯棒上，夹紧块8将不锈钢管夹紧；
4、其插入管子开始弯曲处的位置尺寸e如图2所示 ，确定约为不锈钢管内径的1/4即27mm时达到最佳弯曲效果；
5、输入需要弯曲的角度；输入角度值=理论值90°+补偿角度值1.5°，最终输入值为91.5°；
6、在夹紧块8两侧内预制100号砂纸；
7、采用渐进式的操作来进行弯曲，即每次弯曲30°时弯管暂停，将球窝节芯棒前后推拉一次，可以有效预防起皱；如图3所示；
8、达到弯曲角度后，先将球窝节弯管模芯棒撤出，再打开夹紧块8，取出弯好的不锈钢管6；
9、对不锈钢管6去除内外表面污垢，达到美观效果；
通过以上方法所弯制出的管件其圆弧处的横截面形状基本没有椭圆形及折皱，达到了很好的效果。