本發明涉及一種金屬管擠壓彎曲成型模具及其工藝。

背景技術：

隨著成型裝備及制造技術的發展，復雜形狀的管材彎曲件在工業領域特別是科技含量高的工業領域出現的越來越頻繁，如飛機、船舶、汽車的輸油，氣體管道，化工等，還有部分支架。因為使用彎曲管件代替原來的線材或者塑料管材，可以提高耐用性能。隨著管材彎曲件的普遍應用，人們對管材的彎曲質量和成形工藝的要求也越來越高，傳統工藝方法如折彎，滾彎等生產的彎曲管件大多存在一些缺陷，如外側壁的減薄與破裂，內側壁的增厚，起皺以及橫截面畸變等缺陷，并且管件的彎曲角度及方向有限，不能夠一次制備復雜的空間彎曲管件。

通常解決金屬管難彎曲成型的辦法有：一、使用折彎機將金屬管強行折彎；二、通過模具折彎工藝受應力作用；三、更換材料，使用壓鑄模件或者其他工藝。

以上三種方法存在的缺點有：一、折彎機將金屬管折彎會存在折彎處受應力較大，金屬管折彎區域尺寸不可控；二、模具折彎金屬管受力區域也會存在局部受力，導致產品發生形變，從而使產品在折彎部分外圍尺寸不順暢；三、更換材料后使用壓鑄件精度相差較大，且成本較高，產品強度會相應變差。

專利申請公布號 CN104550289A公開一種多凸模一次擠壓成型空間彎曲管材的方法，所述多凸模擠壓裝置由四個凸模、坯料、凹模和芯棒部分組成，擠壓模型簡單。通過改變各凸模的速度來控制坯料在三維空間內的流動狀態，實現了空間轉向與彎曲，成形三維空間內復雜彎曲管件。本發明的優點是：制備的管材彎曲件壁厚均勻且不起皺、橫截面無畸變，可以在三維空間內轉向與彎曲，形成復雜彎曲管件。但是該方法形成的彎曲管依然存在著內層折皺、外層破裂的缺陷。

技術實現要素：

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明目的在于提供一種金屬管擠壓彎曲成型模具及其工藝，使金屬管彎曲區域的形狀更加穩定、順暢，且改善了金屬管彎曲變形量。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種金屬管擠壓彎曲成型模具，包括沖頭、底座，所述底座的上方設有成型塊一和成型塊二，所述成型塊一包括豎直塊和支撐橫板，所述成型塊二位于所述支撐橫板上并與所述豎直塊連接，所述成型塊二與所述成型塊一的豎直塊通過螺絲或銷釘固定，所述成型塊一與所述成型塊二連接處設有彎管槽，所述彎管槽的直徑比需加工的金屬管直徑大0.1mm。彎管槽的直徑比需加工的金屬管直徑大0.1mm是為了避免金屬管進入型腔受阻，且產品在擠壓過程中也會有足夠的間隙保證材料流動時更加順暢，保證產品外觀因受力不均從而影響金屬彎管的整體順暢性，提高了彎管精度。

優選地，所述彎管槽包括入口段、彎曲段、出口段，所述入口段和出口段位于所述彎曲段的兩端，所述入口段位于所述成型塊一的豎直塊和成型塊二的連接處，所述彎曲段位于所述支撐橫板與豎直塊、成型塊二的接觸面處，所述出口段位于所述支撐橫板內。

優選地，所述沖頭的端面倒角R為4-6mm。

優選地，所述彎曲段的圓弧半徑為12-32mm。

一種金屬管擠壓彎曲成型工藝，其步驟是：

第一步，將成型塊一與成型塊二通過螺絲、銷釘固定，保證模成型一和成型塊二的接觸面貼合不存在縫隙；

第二步，將金屬管放入彎管槽的入口段，通過沖床對沖頭不斷施加壓力，金屬彎逐漸進入彎曲段，金屬管在彎曲段內逐漸發生變形；

第三步，當沖頭極限運動時，成型塊一與金屬管一端接觸，成型塊二支撐協助擠壓彎曲，當材料不斷流動直至彎管槽的出口段時，金屬管擠壓彎曲成型。

將金屬管放入彎管槽的入口段，沖頭開始向下，金屬管受力會逐漸開始運動，在金屬管逐漸進入彎曲段時，通過成型塊一以及成型塊二不斷將金屬管端部擠壓，依靠沖頭下行力量，金屬管的一端不斷彎曲擠壓，金屬管逐步由直管變更為彎曲金屬管狀態，從而實現金屬管擠壓彎曲成型工藝。

如上所述，本發明提供的一種金屬管擠壓彎曲成型模具及其工藝，具有以下有益效果：該模具結構簡單、方便、成本低、易裝架、易生產，能達到產品擠壓彎曲成型，通過簡單成型工藝比常規的彎管機折彎區域形狀更加穩定，彎曲的區域通過拋光工藝后外觀更加順暢，且改善了金屬管彎曲變形量。彎曲管件的曲率過渡非常平緩，彎曲件壁厚均勻，避免出現彎曲內層折皺，外層破裂等缺陷，并且空間彎曲管件的表面質量良好。由于坯料與模具之間的摩擦力以及凸模間的速度差值使引發坯料強烈的剪切塑性變形，金屬管件內部內應力很小，成形后的彎曲管件基本不變形，質量良好。

附圖說明

圖1為一種金屬管擠壓彎曲成型模具的示意圖。

圖2為成型塊一的示意圖。

圖3為彎管槽的結構示意圖。

1—沖頭，2—成型塊一，21—豎直塊，22—支撐橫板，3—成型塊二，4—彎管槽，5—螺絲，41—入口段，42—彎曲段，43—出口段。

具體實施方式

以下由特定的具體實施例說明本發明的實施方式，熟悉此技術的人士可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發明的其他優點及功效。

請參閱圖1至圖3。須知，本說明書所附圖式所繪示的結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內容，以供熟悉此技術的人士了解與閱讀，并非用以限定本發明可實施的限定條件，故不具技術上的實質意義，任何結構的修飾、比例關系的改變或大小的調整，在不影響本發明所能產生的功效及所能達成的目的下，均應仍落在本發明所揭示的技術內容得能涵蓋的范圍內。同時，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本發明可實施的范圍，其相對關系的改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本發明可實施的范疇。

如圖1至圖3所示，本發明提供一種金屬管擠壓彎曲成型模具，包括沖頭1、底板，所述底板的上方設有成型塊一2和成型塊二3，所述成型塊一2包括豎直塊21和支撐橫板22，所述成型塊二3位于所述支撐橫板22上并與所述豎直塊21連接，所述成型塊二3與所述成型塊一2的豎直塊21通過螺絲5和銷釘固定，所述成型塊一2與所述成型塊二3連接處設有彎管槽4，所述彎管槽4的直徑比需加工的金屬管直徑大0.1mm。彎管槽4的直徑比需加工的金屬管直徑大0.1mm是為了避免金屬管進入型腔受阻，且產品在擠壓過程中也會有足夠的間隙保證材料流動時更加順暢，保證產品外觀因受力不均從而影響金屬彎管的整體順暢性，提高了彎管精度。

在本實施例中，所述彎管槽4包括入口段41、彎曲段42、出口段43，所述入口段41和出口段43位于所述彎曲段42的兩端，所述入口段41位于所述成型塊一2的豎直塊21和成型塊二3的連接處，所述彎曲段42位于所述支撐橫板22與豎直塊21、成型塊二3的接觸面處，所述出口段43位于所述支撐橫板22內。

在本實施例中，所述沖頭1的端面倒角R為4-6mm。

在本實施例中，所述彎曲段42的圓弧半徑為12-32mm。

在另一實施中，可采用沖頭1的端面倒角R為5mm，彎曲段42的弧面的最大半徑為30mm，彎曲段42的弧面的最小處半徑為14mm。

一種金屬管擠壓彎曲成型工藝，其步驟是：

第一步，將成型塊一2與成型塊二3通過螺絲5、銷釘固定，保證模成型一2和成型塊二3的接觸面貼合不存在縫隙；

第二步，將金屬管放入彎管槽4的入口段，通過沖床對沖頭1不斷施加壓力，金屬管逐漸進入彎曲段，金屬管在彎曲段42內逐漸發生變形；

第三步，當沖頭1極限運動時，成型塊一2與金屬管一端接觸，成型塊二3支撐在型腔中協助擠壓彎曲，當材料不斷流動直至彎管槽4的出口段時，金屬管擠壓彎曲成型。

將金屬管放入彎管槽4的入口段41，沖頭1開始向下，金屬管受力會逐漸開始運動，在金屬管逐漸進入彎曲段42時，通過成型塊一2以及成型塊二3不斷將金屬管端部擠壓，依靠沖頭下行力量，金屬管的一端不斷彎曲擠壓，金屬管逐步由直管變更為彎曲金屬管狀態，從而實現金屬管擠壓彎曲成型工藝。

金屬管擠壓彎曲是在變形過程中產生重新塑型的過程，因金屬管屬于空心管，在使用機器折彎時會存在折痕，為了保證金屬管的順暢性以及折彎過程中存在的不可控制公差，根據金屬管彎曲工藝的不足而研發了使用模具擠壓彎曲金屬管成型的工藝。模具上模的沖頭不斷下壓，當金屬管一端受力開始緩慢運動時，受擠壓端逐漸開始發生形變，在成型過程中材料充分流動，金屬管不斷擠壓彎曲，沿彎曲槽的型面外壁慢慢流動成型，直接擠壓到指定尺寸，此做法不僅解決了金屬管折彎存在的不可控，也減少前期投入成本。

綜上所述，本發明提供一種金屬管擠壓彎曲成型模具及其工藝，該模具結構簡單、方便、成本低、易裝架、易生產，能達到產品擠壓彎曲成型，通過簡單成型工藝比常規的彎管機折彎區域形狀更加穩定，彎曲的區域通過拋光工藝后外觀更加順暢，且改善了金屬管彎曲變形量。彎曲管件的曲率過渡非常平緩，彎曲件壁厚均勻，避免出現彎曲內層折皺，外層破裂等缺陷，并且空間彎曲管件的表面質量良好。由于坯料與模具之間的摩擦力以及凸模間的速度差值使引發坯料強烈的剪切塑性變形，金屬管件內部內應力很小，成形后的彎曲管件基本不變形，質量良好。所以，本發明有效克服了現有技術中的種種缺點而具高度產業利用價值。

上述實施例僅例示性說明本發明的原理及其功效，而非用于限制本發明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本發明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發明的權利要求所涵蓋。