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    重庆时时彩工具: 利用数控弯管机进行加热恒温弯管的方法.pdf

    关 键 词:
    利用 数控 弯管 进行 加热 恒温 方法
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    摘要
    申请专利号:

    CN200710172583.6

    申请日:

    2007.12.20

    公开号:

    CN101185949A

    公开日:

    2008.05.28

    当前法律状态:

    撤回

    有效性:

    无权

    法律详情: 发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):B21D 9/18公开日:20080528|||实质审查的生效|||公开
    IPC分类号: B21D9/18(2006.01); B21D9/05(2006.01); B21D9/12(2006.01); B21D37/10(2006.01); B21D37/12(2006.01) 主分类号: B21D9/18
    申请人: 上海交通大学;
    发明人: 吴文云; 张平; 姚寿山; 靳丽; 丁文江
    地址: 200240上海市闵行区东川路800号
    优先权:
    专利代理机构: 上海交达专利事务所 代理人: 王锡麟;王桂忠
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN200710172583.6

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2010.07.21|||2008.07.23|||2008.05.28

    法律状态类型:

    发明专利申请公布后的视为撤回|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开了一种材料技术领域的利用数控弯管机进行加热恒温弯管的方法,具体为:在圆模内部的高度方向开孔,在导模、防皱模和芯棒内部沿长度方向开孔,在孔内部布置加热介质与温度传感器;在圆模的下表面与床身接触的区域加装隔热介质,在导模的背面与滑块贴合的区域加装隔热介质,在防皱模与其支架接触的区域加装隔热介质;加热介质和温度传感器分别连接到控温系统,控温系统由数显控温仪与固态继电器组成,控温仪通过对温度传感器的采集值与自身的设定值进行比较,控制固态继电器的打开与闭合,实现对模具温度的控制;管材的热弯成形。本发明实现了难变形管材的加热恒温弯管,成形精度高,可连续批量生产。

    权利要求书

    1: 一种利用数控弯管机进行加热恒温弯管的方法,其特征在于,包括以下 步骤: 第一步,弯管模具的改进:在圆模内部的高度方向开孔,在导模、防皱模和 芯棒内部沿长度方向开孔,在孔内部布置加热介质与温度传感器,加热介质均匀 充分布置,温度传感器的位置处于模具内部靠近模具工作表面的区域; 第二步,模具与弯管机的隔热处理:在加热的模具与床身之间进行隔热处理, 在圆模的下表面与床身接触的区域加装隔热介质,在导模的背面与滑块贴合的区 域加装隔热介质,在防皱模与其支架接触的区域加装隔热介质; 第三步,弯管模具的加热及控温:圆模、防皱模、芯棒及导模内部放置的加 热介质和温度传感器分别连接到控温系统,控温系统由数显控温仪与固态继电器 组成,控温仪通过对温度传感器的采集值与自身的设定值进行比较,控制固态继 电器的打开与闭合,实现对模具温度的控制; 第四步,管材的热弯成形:通电加热模具,待模具温度达到设定值时,起动 弯管机主电机,装卡待弯管材,管材的温度达到模具的温度时,按下弯曲启动开 关,模具按照设定的程序进行运动,管材在模具的作用下形成所需要的形状。
    2: 根据权利要求1所述的利用数控弯管机进行加热恒温弯管的方法,其特征 是,所述弯管模具的加热及控温,具体为:弯管模具的加热介质采用电阻加热管, 置于模具内部,其外壁与模具紧密贴合,温度传感器使用热电偶,通过数显控温 仪及固态继电器连成闭合反馈回路进行控温,设定加热温度,电阻加热管通电后 开始加热弯管模具,模具内部的温度传感器对模具的实际温度进行实时监控,当 模具的温度达到控温仪设定的温度值时,固态继电器断开,使电阻加热管停止发 热,当热电偶检测到模具的温度低于控温仪设定的温度时,固态继电器重新闭合, 电阻加热管开始发热,直到模具的温度再次达到控温仪设定的温度为止,由此实 现弯管模具的加热及控温。
    3: 根据权利要求1或2所述的利用数控弯管机进行加热恒温弯管的方法,其 特征是,所述模具,其加热温度上限为400℃,控温精度为±1℃。
    4: 根据权利要求1或2所述的利用数控弯管机进行加热恒温弯管的方法,其 特征是,所述管材,其弯曲速度范围为0r/min~5r/min。
    5: 根据权利要求1或2所述的利用数控弯管机进行加热恒温弯管的方法,其 特征是,所述管材,其弯曲角度范围为0°~200°。
    6: 根据权利要求1或2所述的利用数控弯管机进行加热恒温弯管的方法,其 特征是,所述管材弯曲后最大壁厚减薄率小于13%,截面最大椭圆度小于2.5 %。
    7: 根据权利要求1或2所述的利用数控弯管机进行加热恒温弯管的方法,其 特征是,所述管材最大弯曲半径小于等于3倍的该管材外径。
    8: 根据权利要求1所述的利用数控弯管机进行加热恒温弯管的方法,其特征 是,所述隔热介质为石棉垫片。

    说明书


    利用数控弯管机进行加热恒温弯管的方法

        【技术领域】

        本发明涉及一种材料技术领域的塑性加工方法,具体是一种利用数控弯管机进行加热恒温弯管的方法。

        背景技术

        金属管材由于具有重量轻、强度高等优点,广泛应用于机械、汽车等领域中结构件的制造,同时也可作为各种流体介质传输的载体。管材的供货状态多为直管,在实际应用时,很多场合都需要预先进行弯曲加工,可根据使用要求选择不同的加工方法,其中数控弯管机可以按照要求准确、平稳地进行管材的弯曲加工,成形精度高、工艺稳定性好,适合于各种管材的精密弯曲成形。目前常见的数控弯管机是应用旋转拉伸弯管法在常温下对金属管材进行绕弯,由于管材的弯曲加工是一种材料的塑性变形过程,材料的塑性变形能力决定了管材弯曲变形可进行的程度。由于一些结构设计的紧凑性要求,管材的弯曲部分要有足够小的曲率半径,这就需要材料具有足够的塑性变形能力,另外,一些常温下塑性变形能力差的材料如镁合金也难以进行常规的弯曲成形。一般随着温度的升高,金属材料的塑性变形能力显著增强,因此,如果数控弯管机能在加热状态下进行弯管,就能满足具有特殊要求的管材弯曲成形,同样也能使室温塑性差的材料在加热状态下进行弯曲成形。

        经过对现有技术文献的检索发现,中国发明专利:一种镁合金管热弯方法及设备,公开号:CN?1709607A,该方法是利用管材自身的内阻在通电后加热待弯区段,然后在预热过的手动绕弯机上弯曲成形的工艺方法,此方法弯曲时温度不易控制,批量作业时模具需要反复预热,依靠管内的填充物保证弯曲截面的形状要求,弯后需要进行填充物的清理,弯曲过程手动进行,成形精度不高,生产效率低,因此该方法不适合管材的大批量自动化精密热弯成形。

        【发明内容】

        本发明针对现有技术的不足,提供了一种利用数控弯管机进行加热恒温弯管的方法,使其在现有数控弯管设备的基础上,通过对数控弯管机的模具进行改进,利用发热介质从内部加热弯管模具,通过温度控制系统保持弯管模具处于恒温状态,待弯管材装卡后,通过与模具的接触传导,短时间内就可达到模具的温度,在弯管过程中,由于管材弯曲部分始终与模具保持接触,因此管材的温度并不降低,由此实现利用数控弯管机进行管材的热弯成形。

        本发明是通过以下技术方案实现的,包括以下步骤:

        第一步,弯管模具的改进:对弯管模具中的圆模、导模、防皱模和芯棒进行改进,在圆模内部的高度方向开孔,在导模、防皱模和芯棒内部沿长度方向开孔,孔内部布置加热介质与温度传感器。加热介质均匀充分布置,即加热介质的布置应能使模具得到均匀充分的加热,同时不影响模具的运动及模具材料的使用强度,温度传感器的位置处于模具内部靠近模具工作表面的区域。

        第二步,模具与弯管机的隔热处理:为减少工作时模具的热量损失,降低能源消耗,需要在加热的模具与床身之间进行隔热处理,在圆模的下表面与床身接触的区域加装隔热介质,在导模的背面与滑块贴合的区域加装隔热介质,在防皱模与其支架接触的区域加装隔热介质,隔热介质的布置应不影响机床对模具的连接与驱动。

        所述隔热介质为石棉垫片。

        第三步,弯管模具的加热及控温:圆模、防皱模、芯棒及导模内部放置的加热介质和温度传感器分别连接到控温系统,控温系统由数显控温仪与固态继电器组成,控温仪通过对温度传感器的采集值与自身的设定值进行比较,控制固态继电器的打开与闭合,实现对模具温度的控制。

        本发明中,弯管模具的加热介质采用电阻加热管,置于模具内部,其外壁与模具紧密贴合,温度传感器使用热电偶,通过数显控温仪及固态继电器连成闭合反馈回路进行控温,根据需要设定加热温度,电阻加热管通电后开始加热弯管模具,模具内部的温度传感器对模具的实际温度进行实时监控,当模具的温度达到控温仪设定的温度值时,固态继电器断开,使电阻加热管停止发热,由于模具热量的自然散失,当热电偶检测到模具的温度低于控温仪设定的温度时,固态继电器重新闭合,电阻加热管开始发热,直到模具的温度再次达到控温仪设定的温度为止,由此实现弯管模具的加热及控温。

        第四步,管材的热弯成形:管材的热弯成形:通电加热模具,待模具温度达到设定值时,起动弯管机主电机,装卡待弯管材,管材的温度达到模具的温度时,按下弯曲启动开关,模具按照设定的程序进行运动,管材在模具的作用下形成所需要的形状。

        所述模具,其加热温度上限为400℃,控温精度为±1℃。

        根据待弯管材的材料性能特点设定弯曲变形温度和弯曲速度,根据制品使用要求设定弯曲角度,本发明中,管材弯曲速度范围为0r/min~5r/min,弯曲角度范围为0°~200°。管材弯曲后最大壁厚减薄率小于13%,截面最大椭圆度小于2.5%。管材最大弯曲半径小于等于3倍的该管材外径。

        与现有技术相比,本发明通过加热弯管模具,利用模具与管材的接触传导间接加热待弯管材,模具的温度通过控温系统进行精确控制,管材在装卡后短时间内就可达到模具的温度,并且在弯曲过程中温度保持不变,实现了难变形管材的加热恒温弯管,本发明成形精度高,可连续批量生产。本发明中模具的加热温度上限为400℃,弯曲过程中模具温度保持不变,控温精度为±1℃,管材装卡后在3分钟之内就可达到模具的温度,弯曲过程中由于管材与模具保持接触,因此温度并不降低,弯曲速度范围为0~5r/min,弯曲角度范围为0~200°,管材弯曲成形后表面无滑伤,外侧不破裂,内侧不起皱,最大壁厚减薄率小于13%,截面最大椭圆度小于2.5%,最大弯曲半径小于等于3倍的该管材外径。

        【附图说明】

        图1是弯管模具的加热控温俯视图

        其中:1.圆模镶块,2.圆模,3.防皱模隔热垫片,4.控温箱,5.夹紧模,6.导模隔热垫片,7.防皱模,8.芯棒,9.导模。

        图2是弯管模具的加热控温原理图

        其中:10.数显控温仪,11.固态继电器,12.温度传感器,13.电阻加热管。

        【具体实施方式】

        下面结合附图对本发明的实施例作详细说明:本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的?;し段Р幌抻谙率龅氖凳├?。

        如图1、2所示,以下实施例所采用的流程:

        (1)在圆模2、防皱模7、芯棒8和导模9的内部开孔,用于放置电阻加热管和温度传感器,孔的位置靠近模具的半圆形凹槽,圆模2的电阻加热孔与温度采集孔位于圆模2的圆周方向,孔的中心轴平行于圆模2的高度方向,防皱模7和导模9的电阻加热孔沿模具的纵向分布,温度采集孔位于模具前端,且垂直于电阻加热孔,芯棒8的电阻加热孔位于芯棒8的中心,其轴线与芯棒8的轴线重合。

        (2)分别在圆模2、防皱模7和导模9与机床接触的一侧加装隔热垫片,圆模2的隔热垫片位于其底部,防皱模7的隔热垫片3位于防皱模7的背部与机床支架配合的区域,导模9的隔热垫片6位于导模9背部与机床滑块接触的区域。

        (3)将电阻加热管13与温度传感器12放入相应的模具孔内,其连接线接入控温箱4,控温箱4内部有四组相同的控温回路。

        如图2所示,是控温回路的电路电器图,电阻加热管13一端接电源,另一端接固态继电器11,温度传感器12与控温仪10相接,控温仪10的另几个端口分别与电源和固态继电器11相接,通电后回路电流使电阻加热管13发热,模具温度升高,通过温度传感器12实时检测模具的瞬时温度并与控温仪10设定的温度进行对比,当模具温度高于设定值时,控温仪10向固态继电器11发出指令,断开回路,当模具由于自然散热,温度低于设定值时,回路重新闭合,模具温度升高,由此实现弯管模具加热温度的精确控制,共有四组相同的加热控温回路分别对弯管模具的四个部分进行独立加热独立控温。

        (4)通过控温仪10设定弯曲成形温度,接通电源加热模具,待模具温度达到设定值时,起动弯管机主电机,安装待弯管材,管材置于芯棒8的外部,一侧紧靠于圆模镶块1、圆模2和防皱模7上,另一侧利用导模9夹紧,当管材温度达到模具的温度时,用夹紧模5夹紧管材前段,设定弯曲角度及速度,按下弯曲钮,圆模2、圆模镶块1和夹紧模5绕弯管机主轴作圆周运动,同时,导模9沿管材轴线方向作进给运动,使管材缠绕于圆模2外侧的半圆形凹槽内,达到设定的弯曲角度时,主轴停转,松开夹紧模5与导模9,取下变形后的管材,完成管材的热弯加工。

        实施例1

        本例采用的是可弯曲直径为Φ25mm壁厚为1.9mm管材的模具,弯曲半径为75mm,选用的管材为AZ31镁合金分流挤压管,设定弯曲温度为150℃,弯曲角度为90°,弯曲速度为3r/mim,待模具温度达到150℃时,装卡管材,3分钟内管材表面温度达到150℃,起动弯管机完成弯曲加工,弯曲变形后的管材表面无滑伤,外弧面不破裂,内弧面不起皱,最大壁厚减薄率为13%,截面最大椭圆度为2.5%,释放时回弹率为3.5%,满足使用要求。

        实施例2

        本例采用的是可弯曲直径为Φ42mm壁厚为4mm管材的模具,弯曲半径为84mm,选用的管材为AM30镁合金分流挤压管,设定弯曲温度为200℃,弯曲角度为180°,弯曲速度为5r/mim,模具在5分钟内从室温加热到200℃,装卡管材后保温,3分钟内管材表面温度达到200℃,起动弯管机完成弯曲加工,弯曲变形后的管材内外表面无滑伤,弯曲外侧不破裂,内侧不起皱,最大壁厚减薄率为11.6%,截面最大椭圆度为1.6%,释放时的回弹率为2%,满足使用要求。

        实施例3

        本例采用的是可弯曲直径为Φ42mm壁厚为2mm管材的模具,弯曲半径为84mm,选用的管材为AZ31镁合金分流挤压管,设定弯曲温度为250℃,弯曲角度为45°,弯曲速度为1r/mim,模具在6分钟内从室温加热到了250℃,装卡管材后进行保温,3分钟内管材表面温度达到250℃,起动弯管机完成弯曲加工,弯曲变形后的管材内外表面无滑伤,弯曲外弧面不破裂,内弧面不起皱,最大壁厚减薄率为12.8%,截面最大椭圆度为1%,释放时的回弹率为1.2%,满足使用要求?!  ∧谌堇醋宰ɡ鴚ww.www.4mum.com.cn转载请标明出处

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