[发明专利]一种制造U形杆的冷态弯制设备及方法

说明书

技术领域

本发明涉及机械制造领域，具体涉及一种制造U形杆的冷态弯制设备及方法。

背景技术

在工程建设中的许多管道支架需要用到U形管卡，U形管卡都是由钢棒弯制而成，因大部分支架用U形管卡在精度上要求不高，所以可以采用很多种方法进行弯制。而在研制核电站用U形防甩击限制件过程中，对U形杆的半圆部分的半径提出了严格的精度要求，同时要求弯制过程中圆弧部分的材料性能与直段部分的材料性能相当，由于钢棒的材料为不锈钢，所以不希望采用加热的方式改变材料的内部晶粒，要求必须用冷弯。在弯曲过程中，局部不能产生较大的应力集中，并针对U形杆的回弹问题，进行过量弯曲，使回弹后的U形杆尺寸正好是需要的尺寸。

现有的U形杆制作工艺大多使用加热弯制的方式，虽然金属材料在加热后更易于弯曲变形，但加热的过程会导致金属材料内部的结构发生变化，在材料性能要求较高的场合不宜使用。而现有的冷弯设备在操作中的弯曲控制精度较低，所制作的U形杆产品无法满足核电站用U形防甩击限制件的精度要求。

发明内容

本发明的目的在于针对U形杆尺寸精度要求高，且不希望用加热的方式进行弯制的情况，提供一种制造U形杆的冷态弯制设备及方法。

本发明的技术方案如下：一种制造U形杆的冷态弯制设备，包括固定在底板上的导轨装置，导轨装置上设有可沿导轨方向自由移动的正向推动模具，所述的正向推动模具的前部为圆弧形，圆弧形外边缘开有凹槽，正向推动模具上设有驱动杆，驱动杆穿过驱动杆基座与驱动装置相连；在导轨装置的两侧对称设有侧向导向滑轮装置，并且导轨装置两侧分别设有可沿垂直于导轨方向自由移动的侧向推动滑轮，所述的侧向推动滑轮上设有驱动杆，驱动杆穿过驱动杆基座与驱动装置相连；所述的正向推动模具、侧向导向滑轮装置、侧向推动滑轮都设置在同一水平面上。

进一步，如上所述的制造U形杆的冷态弯制设备，其中，所述的导轨装置包括两条平行设置在底板上的导轨，每条导轨上设有若干滚轴。

进一步，如上所述的制造U形杆的冷态弯制设备，其中，所述的正向推动模具的前端设有棒体固定装置，棒体固定装置通过插销与正向推动模具连接；所述的棒体固定装置包括U形座，U形座内设有垫块，垫块内侧设有凹槽，垫块的外侧设有调节螺栓。

进一步，如上所述的制造U形杆的冷态弯制设备，其中，所述的侧向导向滑轮装置包括沿导轨方向设置的侧向导向小滑轮和侧向导向大滑轮；侧向推动滑轮设置在侧向导向小滑轮和侧向导向大滑轮之间；侧向导向小滑轮、侧向导向大滑轮、侧向推动滑轮均能够沿各自的中心轴自由转动。

进一步，如上所述的制造U形杆的冷态弯制设备，其中，所述的正向推动模具的凹槽、棒体固定装置中垫块的凹槽，以及侧向导向小滑轮、侧向导向大滑轮、侧向推动滑轮的滑轮槽的半径均等于或略大于U形杆的杆体半径。

进一步，如上所述的制造U形杆的冷态弯制设备，其中，所述的正向推动模具为半圆形，侧向导向小滑轮和侧向导向大滑轮的外边缘分别与正向推动模具的圆弧0度位置相切，或者与正向推动模具的圆弧0度位置切线略有距离。

进一步，如上所述的制造U形杆的冷态弯制设备，其中，所述的正向推动模具的前部为半圆形，后部两侧为直线或向内倾斜的平滑曲线形状。

一种制造U形杆的冷态弯制方法，该方法将待加工的棒体置于可沿导轨移动的正向推动模具的圆弧形凹槽前端，并在正向推动模具的两侧通过侧向导向滑轮对棒体进行限位导向，通过驱动装置驱动正向推动模具沿导轨运动，使棒体在侧向导向滑轮的作用下发生弯曲变形，形成U形杆。

进一步，如上所述的制造U形杆的冷态弯制方法，其中，在U形杆的两个直段部分形成平行于导轨的直杆后，分别在两个直杆的外侧沿垂直于导轨的方向施加侧向推力，使两个直杆向内侧形成过量变形。

本发明的有益效果如下：由于本发明中的正向推动模具前有钢棒固定装置，可以有效的使钢棒位于凹槽内，不会在弯曲过程中发生危险；正向推动模具、侧向推动滑轮、侧向定位滑轮都开有半径等于或略大于钢棒半径的凹槽，所以可以使钢棒位于凹槽之中，能够保证U形杆的半圆形部分沿着正向推动模具的凹槽变形，且上述各装置位于同一水平面上，还可使弯曲过程中不会产生垂直错位，保证垂直方向的精度；两侧的侧向推动滑轮，可以使U形杆的半圆形部分成型后，从两侧向中间推动钢棒，通过提前的工艺评定，确定侧向推动的距离，即通过过量变形，而后让弹性回弹抵消掉过量变形量，从而达到一次成型。

附图说明

图1为制造U形杆的冷态弯制设备的结构示意图；