用于制作均匀壁厚弯管的坯件及方法与流程

本发明涉及弯管成型，特别是涉及一种用于制作均匀壁厚弯管的坯件及方法。

背景技术：

1、高压活动弯头多用于高压工况下的液体输送，因此对其耐压耐磨性能有较高要求，大多高压活动弯头采用管坯弯制成型，管坯弯制成型过程中，由于外侧壁受拉内侧壁受压，迫使弯管外侧壁壁厚减薄，内侧壁壁厚增加影响成型效果。

2、对此，现有专利中提出管坯的偏心设计方案，即形成管坯呈由内侧壁向外侧壁逐渐增厚的结构，如现有专利cn108506588a-非均匀壁厚管材弯曲成形方法、cn111842578a-一种保证壁厚均匀的弯管结构成型方法、cn104407010b-次临界能源堆冷却剂弯曲单通道流动传热特性实验装置等方案所示，然而在实际制作过程中，由于金属在弯制过程中不具备均匀流动性，各部位应力分布不同，导致单纯的偏心设计方案并不能达到弯制后得到均匀壁厚弯管的效果。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明实施例提供了一种用于制作均匀壁厚弯管的坯件及方法。

2、本发明实施的一方面，提供了一种用于制作均匀壁厚弯管的坯件，坯件包括呈由内侧壁向外侧壁逐渐增厚结构的弯管段，内侧壁中以内侧壁中心点位置为壁厚最薄部位，且内侧壁壁厚以内侧壁中心点开始向内侧壁两端点方向逐渐增厚；弯管段设置有由内侧壁中心点与外侧壁两端点之间连线以外区域构成的修正区，且修正区壁厚在周向上与内侧壁等高部位厚度相同。

3、本发明实施的又一方面，提供了一种用于制作上述坯件的方法，其特征在于，所述方法包括：

4、确定坯件中弯管段的内侧壁和外侧壁的壁厚，以及根据内侧壁的壁厚确定内侧壁中心点位置的修正壁厚；

5、利用坯件外形尺寸、弯管段内侧壁和外侧壁的壁厚、修正壁厚在模拟仿真软件中进行三维建模，建模过程中，基于修正壁厚确定内侧壁处经过内侧壁中心点以及内侧壁两端点的修正弧线，确定内侧壁中心点到外侧壁两端点之间的连线，并以修正弧线至连线之间在周向上同高度壁厚相同的修正原则确定修正区，最终得到坯件模型；

6、在模拟仿真软件设计弯管模具，并通过弯管模具对坯件模型进行弯制仿真，弯制过程中监测坯件模型各部位应力情况，并在弯制结束后结合得到的弯管模型的壁厚情况调整修正弧线，直至得到均匀壁厚的弯管模型；

7、利用得到均匀壁厚弯管模型时对应的坯件模型的尺寸信息制作坯件。

8、可选的，确定坯件中弯管段的内侧壁和外侧壁的壁厚的过程包括：利用待制作弯管的内径、外径以及弯曲半径，基于截面积不变原理计算弯管段的内侧壁和外侧壁的壁厚。

9、可选的，弯管模具包括与坯件中弯管段等高的左固定部、与坯件中弯管段下方部位管段等高的右固定部，且左固定部与右固定部合模后形成与下部管段外径适配的固定腔，固定腔中同轴设置有引导芯，引导芯的外径与坯件内径适配且与左固定部等高；右固定部远离左固定部的一侧设置有弯制施力部，弯制施力部具有与坯件中弯管段上方部位外径适配的弯制槽，弯制过程中弯制槽与坯件中弯管段上方部位卡合固定。

10、可选的，利用得到均匀壁厚弯管模型时对应的坯件模型的尺寸信息制作坯件的过程，包括：

11、利用坯件模型的尺寸信息制作多向模锻模具，并利用多向模锻模具制作模锻坯件，其中多向模锻模具包括：上模、下模、左顶芯以及右顶芯，上模和下模合模后内部形成与坯件模型相同的模腔，以及连通模腔左右两侧与外界的左冲压通道、右冲压通道，左顶芯与左冲压通道适配，右顶芯与右冲压通道适配。

12、根据坯件模型的尺寸信息对模锻坯件进行轴向开孔得到坯件。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：在由内侧壁向外侧壁逐渐增厚结构的弯管段的基础上，设计修正区，使得在坯件弯制过程中所受应力更加均匀，突破弯制过程中壁厚变化不均匀的难题。

技术特征：

1.一种用于制作均匀壁厚弯管的坯件，坯件包括呈由内侧壁向外侧壁逐渐增厚结构的弯管段，其特征在于，内侧壁中以内侧壁中心点位置为壁厚最薄部位，且内侧壁壁厚以内侧壁中心点开始向内侧壁两端点方向逐渐增厚；弯管段设置有由内侧壁中心点与外侧壁两端点之间连线以外区域构成的修正区，且修正区壁厚在周向上与内侧壁等高部位厚度相同。

2.一种用于制作权利要求1中坯件的方法，其特征在于，所述方法包括：

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，确定坯件中弯管段的内侧壁和外侧壁的壁厚的过程包括：利用待制作弯管的内径、外径以及弯曲半径，基于截面积不变原理计算弯管段的内侧壁和外侧壁的壁厚。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，弯管模具包括与坯件中弯管段等高的左固定部、与坯件中弯管段下方部位管段等高的右固定部，且左固定部与右固定部合模后形成与下部管段外径适配的固定腔，固定腔中同轴设置有引导芯，引导芯的外径与坯件内径适配且与左固定部等高；右固定部远离左固定部的一侧设置有弯制施力部，弯制施力部具有与坯件中弯管段上方部位外径适配的弯制槽，弯制过程中弯制槽与坯件中弯管段上方部位卡合固定。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，利用得到均匀壁厚弯管模型时对应的坯件模型的尺寸信息制作坯件的过程，包括：

技术总结本发明涉及弯管成型技术领域，具体为一种用于制作均匀壁厚弯管的坯件及方法，坯件包括呈由内侧壁向外侧壁逐渐增厚结构的弯管段，其特征在于，内侧壁中以内侧壁中心点位置为壁厚最薄部位，且内侧壁壁厚以内侧壁中心点开始向内侧壁两端点方向逐渐增厚；弯管段设置有由内侧壁中心点与外侧壁两端点之间连线以外区域构成的修正区，且修正区壁厚在周向上与内侧壁等高部位厚度相同。在由内侧壁向外侧壁逐渐增厚结构的弯管段的基础上，设计修正区，使得在坯件弯制过程中所受应力更加均匀，突破弯制过程中壁厚变化不均匀的难题。技术研发人员：刘涛,吴海,徐文翠,周鹏受保护的技术使用者：中冶重工（唐山）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/27