CN117619961B - 一种钛合金管推弯成形装置及其成形方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钛合金管推弯成形装置及其成形方法,装置包括:模具主体、填充球体、差温组件和推头,填充球体的数量为多个,多个填充球体设置于管坯内,填充球体的材质为金属材质,填充球体的耐热温度大于500℃,填充球体的直径略小于管坯的内径;推头包括第一阶梯部和第二阶梯部。本申请的装置不需要额外设置可弯曲芯轴顶杆抵持管坯远离推头的一端,来挤压管坯内部的填充介质以为管坯内部提供支撑力,就能够有效地给管坯内部变形区材料提供支撑力,又因为本申请的填充球体耐热温度在500℃以上,避免出现全氟醚橡胶在高温状态下受到推力的作用容易破裂的问题,提高了弯管的成品率,进而提高了生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及管材推弯成形的技术领域,特别涉及一种钛合金管推弯成形装置及其成形方法。
背景技术
管材推弯成形是管材塑性加工技术中一种常见的弯曲工艺,一般是在液压机或压力机上对管材进行弯曲加工,主要适用于成形弯曲半径较小的管材。其成形过程为:管坯在推头的轴向推力下沿成型腔前进,在弯曲段受模具限制逐渐弯曲,这一过程一般在常温下进行;而采用传统的常温推弯成形加工的方法,弯曲半径受到局限性,并且由于管材空心横截面的特点,在弯曲加工时其内外侧的壁厚会发生变化,且易引起其横截面形状的改变,所以弯曲成形时极易出现外侧壁拉裂、内侧壁失稳起皱、截面畸变及弯曲回弹等成形缺陷,尤其对于薄壁管材弯曲上述缺陷会更加严重。而对于钛合金管材而言,考虑到它不同于不锈钢和铝合金管材,它的耐腐蚀性好、比强度高、热强度高、低热膨胀系数、高疲劳强度;而且随着温度的提高,钛合金的延伸率会逐渐提升,故而塑性也会逐渐提升;这种特性说明钛合金易在高温状态下成形。为了提高其在推弯成形过程中塑性变形的能力,减小材料在流动过程中的变形抗力,因此,申请号为CN201810060245.1的中国发明专利公开了一种小弯曲半径管差温推弯成形的方法及装置。该发明是在常温推弯的基础上引入不均匀温度场——通过对模具弯弧外侧加热,内侧通水冷却,使得管坯内外侧材料塑性变形能力随着梯度温度场而呈现差异化,实现内侧低温抑制材料伸长,外侧高温提高材料塑性,从而提高管坯的弯曲成形性能。但该差温控制由于内侧通水冷却,外侧加热弯曲管材温度很难达到高温,适合低温下成形的材料。同时由于该差温推弯时采用的填充介质是全氟醚橡胶(FFKM),这种橡胶耐热温度200℃-300℃,且在高温状态下受到推力的作用,氟橡胶容易破裂,破裂后的氟橡胶易粘附在管内不易取出,往往需要破坏成形管方能取出,造成弯管成品率低、生产效率低;再者差温推弯时全氟醚橡胶(FFKM)需用可弯曲芯轴顶杆提供支撑力,增加模具成本以及一套提供支撑力的液压***;同时可弯曲芯轴顶杆支撑氟橡胶时很容易导致失效且刮擦模具内表面,增加模具制造成本风险,造成弯管成品率低。因此,针对钛合金小弯曲半径管推弯时,需高温才能展示良好塑性,内部填充需耐高温的介质(耐热温度500℃以上)的特点,提出了一种钛合金推弯成形装置及其成形方法,既能实现高温,又能具有良好的内部填充,同时无需可弯曲芯轴顶杆及一套提供支撑力的液压***,具有重要意义。
发明内容
基于此,有必要提供一种钛合金管推弯成形装置及其成形方法,以解决所述技术问题。
一种钛合金管推弯成形装置,包括:
模具主体,具有成型腔,管坯能够被驱动相对所述成型腔移动,所述成型腔具有弯曲段,所述成型腔用于所述管坯的推弯成形,以制得弯管;
填充球体,所述填充球体的数量为多个,多个所述填充球体设置于所述管坯内,所述填充球体的材质为金属材质,所述填充球体的耐热温度大于500℃,所述填充球体的直径略小于所述管坯的内径;
差温组件,包括第一加热装置和第二加热装置,所述第一加热装置设置于所述弯曲段的内侧,所述第一加热装置用于加热所述弯曲段的内侧至第一预设温度,所述第二加热装置设置于所述弯曲段的外侧,所述第二加热装置用于加热所述弯曲段的外侧至第二预设温度,所述第一预设温度低于所述第二预设温度;
推头,包括第一阶梯部和第二阶梯部,所述第一阶梯部的直径小于所述管坯的内径,所述第一阶梯部用于推动所述填充球体进入所述管坯内,所述第二阶梯部大于所述管坯的内径,所述第二阶梯部用于推动所述管坯沿所述弯曲段移动。
可选的,所述第一加热装置包括第一加热件和第一热电偶,所述第一加热件沿所述成型腔的延伸方向设置于所述弯曲段的内侧,所述第一加热件用于加热所述弯曲段至第一预设温度,所述第一热电偶设置于所述弯曲段的内侧,所述第一热电偶用于检测所述弯曲段内侧的温度。
可选的,所述第二加热装置包括第二加热件和第二热电偶,所述第二加热件设置于所述弯曲段的外侧,所述第二加热件用于加热所述弯曲段的外侧至第二预设温度,所述第二热电偶设置于所述弯曲段的外侧,所述第二热电偶用于检测所述弯曲段外侧的温度。
可选的,所述差温组件还包括温控箱,所述温控箱分别与所述第一热电偶和所述第二热电偶电连接,所述温控箱用于接收所述第一热电偶和所述第二热电偶的温度信息并计算得出所述第一热电偶和所述第二热电偶之间的温差。
可选的,还包括保温座,所述保温座盖设于所述模具主体的外部,所述保温座用于对所述模具主体进行保温。
可选的,所述模具主体开设有容置腔,所述容置腔与所述成型腔相连通,所述容置腔用于容置所述填充球体,所述填充球体经由所述容置腔进入所述成型腔内。
一种钛合金管推弯成形方法,所述方法使用上述装置,所述方法包括以下步骤:
差温组件加热工作:第一加热装置和第二加热装置通电加热,第二加热装置加热弯曲段的外侧温度至第二预设温度并保持加热后的温度恒定,第二预设温度的范围为400-500℃,第一加热装置加热弯曲段的内侧温度至第一预设温度并保持加热后的温度恒定,第一预设温度的范围为200-300℃,且第一加热装置和第二加热装置加热后的温度上下变化小于2℃,以使模具主体的弯曲段内外侧形成温度差;
管坯内填充填充球体,进行钛合金管的推弯成形:当第一预设温度和第二预设温度的温差为100-300℃时,将管坯的前端与弯曲段的入口对齐,打开容置腔将多个填充球体移动至成型腔内,且每个填充球体的间隙小于1mm,通过第一阶梯部将填充球体缓慢推进管坯内匀速移动直至第一个填充球体与管坯的前端对齐,然后第二阶梯部推动管坯进入弯曲段,将管坯推弯至角度10°-30°后,第一个填充球体会脱离管坯并推出至成型腔中,再往远离管坯的方向推动推头,以使容置腔内的填充球体能够进入成型腔内,继续通电第一加热装置和第二加热装置分别加热至第一预设温度和第二预设温度,再驱动第一阶梯部推动填充球体进入管坯内,然后第一阶梯部推动填充球体带动管坯相对运动,直至第一个填充球体脱离管坯并推出至成型腔中,然后再驱动第一阶梯部推动填充球体进去管坯内,继续推动填充球体带动管坯相对运动,保证填充球体在管内的运动是一条连续的包络线,直至完成钛合金管的推弯成形。
可选的,所述差温组件加热工作的步骤之前还包括:管坯的下料和切角;
所述管坯的下料和切角的步骤包括:将长度为L的管坯的头部沿弯曲内侧的方向切45°-60°斜角,管坯与推头接触的尾部沿弯曲内侧的方向切30°- 60°斜角,然后将管坯与推头接触的端面沿管坯中线位置切平,最后将管坯两端去毛刺处理,并将管坯内外侧清洗干净。
可选的,所述差温组件加热工作的步骤之前,所述管坯的下料和切角的步骤之后还包括:管坯外部喷涂润滑剂。
可选的,所述管坯内填充填充球体,进行钛合金管的推弯成形的步骤之后还包括:去除表面润滑剂。
本申请提供的钛合金管推弯成形装置,在差温推弯的基础上,通过采用金属材质的填充球体作为固体填充介质填充在管坯的内部,且填充球体的直径略小于管坯的内径,由于金属材质的填充球体的硬度大于全氟醚橡胶的硬度,能够直接为管坯提供支撑力,不需要额外设置可弯曲芯轴顶杆抵持管坯远离推头的一端,来挤压管坯内部的填充介质以为管坯内部提供支撑力,就能够有效地给管坯内部变形区材料提供支撑力,从而使得管坯内部的变形区材料受到填充球体内压和模具主体外压的共同作用,提高材料塑性的变形能力,减少了模具成本以及不需要额外设置提供支撑力的液压***,从而降低了生产成本以及简化了装置结构。又因为本申请的填充球体耐热温度在500℃以上,避免出现全氟醚橡胶在高温状态下受到推力的作用容易破裂的问题,提高了弯管的成品率,进而提高了生产效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为一实施例中钛合金管推弯成形装置的结构示意图;
图2为一实施例中保温座的结构示意图;
图3为一实施例中钛合金管推弯成形装置的管坯结构示意图;
图4A为一实施例中钛合金管推弯成形过程第一阶段示意图;
图4B为一实施例中钛合金管推弯成形过程第二阶段示意图;
图4C为一实施例中钛合金管推弯成形过程第三阶段示意图;
图4D为一实施例中钛合金管推弯成形过程第四阶段示意图。
1、模具主体;11、弯曲段;12、输入段;13、输出段;14、定位孔;15、多孔真空硅超级隔热板;16、前导套;2、管坯;3、填充球体;4、差温组件;41、第一加热装置;42、第二加热装置;43、第一加热件;431、第一加热棒;432、第二加热棒;44、第一热电偶;45、第二加热件;46、第二热电偶;47、温控箱;5、推头;51、第一阶梯部;52、第二阶梯部;6、保温座;61、隔热板;62、垫板;63、安装槽;64、推头孔;65、通槽;66、收线孔。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要说明,本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
另外,在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外,全文中的“和/或”包括三个方案,以A和/或B为例,包括A技术方案、B技术方案,以及A和B同时满足的技术方案;另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
参考图1,本申请提供了一种钛合金管推弯成形装置及其成形方法,该钛合金管推弯成形装置包括模具主体1、填充球体3、差温组件4和推头5,模具主体1具有成型腔,管坯2能够被驱动相对成型腔移动,成型腔具有弯曲段11,成型腔用于管坯2的推弯成形,以制得弯管;填充球体3的数量为多个,多个填充球体3沿管坯2的轴线设置于管坯2内,填充球体3的材质为金属材质,填充球体3的耐热温度大于500℃,填充球体3的直径略小于管坯2的内径;差温组件4包括第一加热装置41和第二加热装置42,第一加热装置41设置于弯曲段11的内侧,第一加热装置41用于加热弯曲段11的内侧至第一预设温度,第二加热装置42设置于弯曲段11的外侧,第二加热装置42用于加热弯曲段11的外侧至第二预设温度,第一预设温度低于第二预设温度;推头5包括第一阶梯部51和第二阶梯部52,第一阶梯部51的直径小于管坯2的内径,第一阶梯部51用于推动填充球体3进入管坯2内,第二阶梯部52大于管坯2的内径,第二阶梯部52用于推动管坯2沿弯曲段11移动。
本申请提供的钛合金管推弯成形装置,在差温推弯的基础上,通过采用金属材质的填充球体3作为固体填充介质填充在管坯2的内部,且填充球体3的直径略小于管坯2的内径,由于金属材质的填充球体3的硬度大于全氟醚橡胶的硬度,能够直接为管坯2提供支撑力,不需要额外设置可弯曲芯轴顶杆抵持管坯2远离推头5的一端,来挤压管坯2内部的填充介质以为管坯2内部提供支撑力,就能够有效地给管坯2内部变形区材料提供支撑力,从而使得管坯2内部的变形区材料受到填充球体3内压和模具主体1外压的共同作用,提高材料塑性的变形能力,减少了模具成本以及不需要额外设置提供支撑力的液压***,从而降低了生产成本以及简化了装置结构。又因为本申请的填充球体3耐热温度在500℃以上,避免出现全氟醚橡胶在高温状态下受到推力的作用容易破裂的问题,提高了弯管的成品率,进而提高了生产效率。
另外,填充球体3填充到弯曲段变形区,使变形区材料通过填充球体3的支撑作用,提高变形的均匀性,避免发生截面畸变和起皱缺陷;而且采用填充球体3填充改变了加工方式——不需要可活动芯轴顶杆,大大减少了制作成本。
具体的,填充球体3的直径小于管坯2的内径1mm,如此设置,即可使得填充球体3为管坯2内部提供支撑力,又能使得填充球体3和管坯2相对运动。
进一步的,填充球体3的材质为硬质合金,硬质合金具有很高的硬度、强度、耐磨性和耐腐蚀性。在本实施例中,填充球体3为耐高温钢球。
参考图1,第一加热装置41包括第一加热件43和第一热电偶44,第一加热件43沿成型腔的延伸方向设置于弯曲段11的内侧,第一加热件43用于加热弯曲段11至第一预设温度,第一热电偶44设置于弯曲段11的内侧,第一热电偶44用于检测弯曲段11内侧的温度。
成型腔还包括输入段12和输出段13,输入段12和输出段13分别连通设置在弯曲段11的两端,管坯2能够被驱动经输入段12进入弯曲段11然后移动至输出段13,推头5能够经输入段12进入成型腔内并推动管坯2沿成型腔移动。
具体的,成型腔与管坯2相匹配。
进一步的,模具主体1还包括前导套16,前导套16设置于输入段12远离弯曲段11的一端,推头5穿设于前导套16内,且前导套16的孔径和推头的外径相适配,前导套16用于给推头5相对于输入段12的移动提供导向作用。
第一加热件43包括第一加热棒431和第二加热棒432,第一加热棒431沿弯曲段11的延伸方向设置于弯曲段11的内侧,第二加热棒432沿输入端的延伸方向设置于输入端的内侧,如此设置,以使管坯2的弯曲内侧温度均匀,第一热电偶44设置于第一加热棒431之间。
本实施例中,第一加热棒431的数量为两个,第二加热棒432的数量为四个。
第二加热装置42包括第二加热件45和第二热电偶46,第二加热件45设置于弯曲段11的外侧,第二加热件45用于加热弯曲段11的外侧至第二预设温度,第二热电偶46设置于弯曲段11的外侧,第二热电偶46用于检测弯曲段11外侧的温度。
具体的,第二加热件45为加热棒。
具体的,第一加热件43沿输入段12的延伸方向设置于输入段12和弯曲段11的外侧,以平衡弯曲外侧的温度。第二热电偶46水平设置于输入端和弯曲段11的连接处。
差温组件4还包括温控箱47,温控箱47分别与第一热电偶44和第二热电偶46电连接,温控箱47用于接收第一热电偶44和第二热电偶46的温度信息并计算得出第一热电偶44和第二热电偶46之间的温差。
具体的,温控箱47用于实时检测并显示第一热电偶44和第二热电偶46检测的温度,当加热一段时间后,温控箱47还用于显示第一热电偶44和第二热电偶46之间的温度差,根据温度差来判断是否进行钛合金管的推弯成形。具体的,当第一热电偶44加热至设定温度并保持加热后的温度恒定,设定温度为200-300℃,第二热电偶46加热至设定温度并保持加热后的温度恒定,设定温度为400-500℃,且两者温度恒定时的温度变化小于2℃,使得弯曲段11内外侧形成温度差,如此即可进行钛合金管的推弯成形。如此设置,是基于钛合金管的成形性能以及能耗提出的,上述温度即可满足钛合金管的成形要求,不需要继续提高温度。
参考图2,本申请的装置还包括保温座6,保温座6盖设于模具主体1的外部,保温座6用于对模具主体1进行保温。
模具主体1还开设有定位孔14。螺栓依次穿过保温座6、定位孔14,以实现保温座6和模具主体1的对准定位。
具体的,保温座6包括隔热板61和垫板62,隔热板61设置于垫板62上,且隔热板61为内部中空的长方体结构,隔热板61和垫板62围合形成安装槽63,安装槽63用于容置模具主体1。
进一步的,隔热板61上还开设有推头孔64和通槽65,推头孔64用于供推头5的移动,通槽65用于供填充球体3进入成型腔内。
通过保温座6对模具主体1进行保温设计,使得第一加热件43和第二加热件45同时加热,但又分别控制弯曲段11内外侧呈不同温度,这样即可以达到更高的温度,提高了钛合金管的塑性,又能实现弯曲段11内外侧的温差,避免内侧温度高而失稳起皱。利用隔热板61的隔热效果以及保温座6内部填有带玻纤的隔热石棉起到的保温作用,减少了热量散失,极大地缩短了模具的加热时间,并能使模具加热到更高的温度,提高了管材推弯成形的效率。
隔热板61上还开设有收线孔66,用于第一加热件43、第一热电偶44、第二加热件45和第二热电偶46的导线通过。
参考图1,模具主体1开设有容置腔,容置腔与成型腔相连通,容置腔用于容置填充球体3,填充球体3经由容置腔进入成型腔内。模具主体1还包括多孔真空硅超级隔热板15,该多孔真空硅超级隔热板15用于盖合于容置腔上,以实现容置腔的打开或关闭,该多孔真空硅超级隔热板15还用于防止外界的热量传递至填充球体3。
钛合金管推弯成形方法,该方法使用上述的成形装置,该方法包括以下步骤:
S1、管坯2的下料和切角
参考图3,将长度为L的管坯2的头部沿弯曲内侧的方向切45°-60°斜角,管坯2与推头5接触的尾部沿弯曲内侧的方向切30°- 60°斜角,然后将管坯2与推头5接触的端面沿管坯2中线位置切平,最后将管坯2两端去毛刺处理,并将管坯2内外侧清洗干净。
具体的,参考图3,管坯2下料总长度可按公式(1-1)进行计算。
(1-1)
式中:表示毛坯总长度,/>表示相对弯曲半径,/>表示成形弯管弯曲段两侧直线段长度,/>表示加工余量。
具体的,相对弯曲半径是指成形弯管弯曲段的半径与管坯的直径之比。
S2、管坯2外部喷涂润滑剂
在管坯2外部喷涂润滑剂,喷涂完成后,将管坯2放入成型腔中润滑剂为耐高温润滑剂。
S3、差温组件4加热工作
第一加热装置41和第二加热装置42通电加热,第二加热装置42加热弯曲段11的外侧温度至第二预设温度并保持加热后的温度恒定,第二预设温度的范围为400-500℃,第一加热装置41加热弯曲段11的内侧温度至第一预设温度并保持加热后的温度恒定,第一预设温度的范围为200-300℃,且第一加热装置41和第二加热装置42加热后的温度上下变化小于2℃,以使模具主体1的弯曲段11内外侧形成温度差。
S4、管坯2内填充填充球体3,进行钛合金管的推弯成形
参考图4A-图4D,图4A-图4D为一实施例中钛合金管推弯成形过程示意图,当第一预设温度和第二预设温度的温差为100-300℃时,将管坯2的前端与弯曲段的入口对齐,打开容置腔将多个填充球体3移动至成型腔内,且每个填充球体3的间隙小于1mm,通过第一阶梯部51将填充球体3缓慢推进管坯2内匀速移动直至第一个填充球体3与管坯2的前端对齐,然后第二阶梯部52推动管坯2进入弯曲段11,将管坯2推弯至角度10°-30°后,第一个填充球体3会脱离管坯2并推出至成型腔中,再往远离管坯2的方向推动推头5,以使容置腔内的填充球体3能够进入成型腔内,继续通电第一加热装置41和第二加热装置42分别加热至第一预设温度和第二预设温度,再驱动第一阶梯部51推动填充球体3进入管坯2内,然后第一阶梯部51推动填充球体3带动管坯2相对运动,直至第一个填充球体3脱离管坯2并推出至成型腔中,循环“第一个填充球体3会脱离管坯2并推出至成型腔中,再往远离管坯2的方向推动推头5,以使容置腔内的填充球体3能够进入成型腔内,继续通电第一加热装置41和第二加热装置42分别加热至第一预设温度和第二预设温度,再驱动第一阶梯部51推动填充球体3进入管坯2内,然后第一阶梯部51推动填充球体3带动管坯2相对运动,直至第一个填充球体3脱离管坯2并推出至成型腔中”的步骤3-4次,保证填充球体3在管内的运动是一条连续的包络线,直至完成钛合金管的推弯成形。
具体的,在第一阶梯部51推动填充球体3运动过程中,在摩擦力的作用下,管材与钢球是发生相对运动的,即管材往前运动一点,钢球在管内也相对管内壁往前运动相同距离,管材到达弯曲段11后,通过收回推头5,放入新的填充球体3到管坯2内,循环往复,可使填充球体3在推弯过程中形成完整的一条包络线,防止成形过程中钢球之间出现大的间隙,避免某一瞬间管坯2内部材料无填充球体3支撑而弯曲内侧起皱。另外,可实现大长径比管材的推弯成形,避免管坯2整体充填,浪费充填介质;循环填充还可以提高填充物的利用率,减少浪费,降低生产成本。
S5、待成形结束后,消除管坯2表面的润滑剂,最终获得成形后钛合金管。
以上仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是在本发明的发明构思下,利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种钛合金管推弯成形方法,其特征在于,所述方法采用钛合金管推弯成形装置,所述钛合金管推弯成形装置包括:
模具主体,具有成型腔,管坯能够被驱动相对所述成型腔移动,所述成型腔具有弯曲段,所述成型腔用于所述管坯的推弯成形,以制得弯管;
填充球体,所述填充球体的数量为多个,多个所述填充球体设置于所述管坯内,所述填充球体的材质为金属材质,所述填充球体的耐热温度大于500℃,所述填充球体的直径略小于所述管坯的内径;
差温组件,包括第一加热装置和第二加热装置,所述第一加热装置设置于所述弯曲段的内侧,所述第一加热装置用于加热所述弯曲段的内侧至第一预设温度,所述第二加热装置设置于所述弯曲段的外侧,所述第二加热装置用于加热所述弯曲段的外侧至第二预设温度,所述第一预设温度低于所述第二预设温度;
推头,包括第一阶梯部和第二阶梯部,所述第一阶梯部的直径小于所述管坯的内径,所述第一阶梯部用于推动所述填充球体进入所述管坯内,所述第二阶梯部大于所述管坯的内径,所述第二阶梯部用于推动所述管坯沿所述弯曲段移动;
所述钛合金管推弯成形方法包括以下步骤:
差温组件加热工作:第一加热装置和第二加热装置通电加热,第二加热装置加热弯曲段的外侧温度至第二预设温度并保持加热后的温度恒定,第二预设温度的范围为400-500℃,第一加热装置加热弯曲段的内侧温度至第一预设温度并保持加热后的温度恒定,第一预设温度的范围为200-300℃,且第一加热装置和第二加热装置加热后的温度上下变化小于2℃,以使模具主体的弯曲段内外侧形成温度差;
管坯内填充填充球体,进行钛合金管的推弯成形:当第一预设温度和第二预设温度的温差为100-300℃时,将管坯的前端与弯曲段的入口对齐,打开容置腔将多个填充球体移动至成型腔内,且每个填充球体的间隙小于1mm,通过第一阶梯部将填充球体缓慢推进管坯内匀速移动直至第一个填充球体与管坯的前端对齐,然后第二阶梯部推动管坯进入弯曲段,将管坯推弯至角度10°-30°后,第一个填充球体会脱离管坯并推出至成型腔中,再往远离管坯的方向推动推头,以使容置腔内的填充球体能够进入成型腔内,继续通电第一加热装置和第二加热装置分别加热至第一预设温度和第二预设温度,再驱动第一阶梯部推动填充球体进入管坯内,然后第一阶梯部推动填充球体带动管坯相对运动,直至第一个填充球体脱离管坯并推出至成型腔中,然后再驱动第一阶梯部推动填充球体进去管坯内,继续推动填充球体带动管坯相对运动,保证填充球体在管内的运动是一条连续的包络线,直至完成钛合金管的推弯成形。
2.根据权利要求1所述的钛合金管推弯成形方法,其特征在于,所述第一加热装置包括第一加热件和第一热电偶,所述第一加热件沿所述成型腔的延伸方向设置于所述弯曲段的内侧,所述第一加热件用于加热所述弯曲段至第一预设温度,所述第一热电偶设置于所述弯曲段的内侧,所述第一热电偶用于检测所述弯曲段内侧的温度。
3.根据权利要求2所述的钛合金管推弯成形方法,其特征在于,所述第二加热装置包括第二加热件和第二热电偶,所述第二加热件设置于所述弯曲段的外侧,所述第二加热件用于加热所述弯曲段的外侧至第二预设温度,所述第二热电偶设置于所述弯曲段的外侧,所述第二热电偶用于检测所述弯曲段外侧的温度。
4.根据权利要求3所述的钛合金管推弯成形方法,其特征在于,所述差温组件还包括温控箱,所述温控箱分别与所述第一热电偶和所述第二热电偶电连接,所述温控箱用于接收所述第一热电偶和所述第二热电偶的温度信息并计算得出所述第一热电偶和所述第二热电偶之间的温差。
5.根据权利要求1所述的钛合金管推弯成形方法,其特征在于,还包括保温座,所述保温座盖设于所述模具主体的外部,所述保温座用于对所述模具主体进行保温。
6.根据权利要求1所述的钛合金管推弯成形方法,其特征在于,所述模具主体开设有容置腔,所述容置腔与所述成型腔相连通,所述容置腔用于容置所述填充球体,所述填充球体经由所述容置腔进入所述成型腔内。
7.根据权利要求1所述的钛合金管推弯成形方法,其特征在于,所述差温组件加热工作的步骤之前还包括:管坯的下料和切角;
所述管坯的下料和切角的步骤包括:将长度为L的管坯的头部沿弯曲内侧的方向切45°-60°斜角,管坯与推头接触的尾部沿弯曲内侧的方向切30°-60°斜角,然后将管坯与推头接触的端面沿管坯中线位置切平,最后将管坯两端去毛刺处理,并将管坯内外侧清洗干净。
8.根据权利要求7所述的钛合金管推弯成形方法,其特征在于,所述差温组件加热工作的步骤之前,所述管坯的下料和切角的步骤之后还包括:管坯外部喷涂润滑剂。
9.根据权利要求8所述的钛合金管推弯成形方法,其特征在于,所述管坯内填充填充球体,进行钛合金管的推弯成形的步骤之后还包括:去除表面润滑剂。
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