[发明专利]一种外弧单焊缝弯头冷冲成形模具及方法

权利要求书

1.一种外弧单焊缝弯头冷冲成形的内弧区域成形模具，其特征在于：包括下模板、凹模、第一上模板和第一凸模；

所述凹模固定于所述下模板的顶部，所述下模板与压机工作台连接，所述凹模内设置有成形弯头内弧外壁的型面，型面尺寸与弯头内弧外壁型面尺寸相同；所述凹模的型腔内两侧分别设有一垫块，所述垫块顶面为平面，所述垫块底部设置有半圆形缺口，半圆形缺口与所述凹模内型面两侧的轮廓相同，并罩设在所述凹模内的型面两侧，所述垫块的顶部横向向外延伸有连接板，所述连接板与所述凹模的上端面可拆卸连接，两个所述垫块的间距与成形弯头的外径尺寸相等；所述凹模的底部中心设有一圆孔，弯头成形后压机顶杆通过所述圆孔将成形弯头将其顶出；

所述第一凸模固定于所述第一上模板的底部，所述第一上模板与压机横梁连接，所述第一凸模的底部设置有成形弯头内弧内壁的型面，型面尺寸与弯头的内弧内壁型面尺寸相同，所述第一凸模与所述垫块的单边间隙为加工弯头壁厚的1-1.05倍。

2.根据权利要求1所述的外弧单焊缝弯头冷冲成形的内弧区域成形模具，其特征在于：所述下模板与所述凹模通过螺钉固定连接。

3.根据权利要求1所述的外弧单焊缝弯头冷冲成形的内弧区域成形模具，其特征在于：所述连接板通过螺钉与所述凹模的顶部端面固定连接。

4.根据权利要求1所述的外弧单焊缝弯头冷冲成形的内弧区域成形模具，其特征在于：所述第一上模板与所述第一凸模通过螺钉固定连接。

5.一种外弧单焊缝弯头冷冲成形的外弧区域成形模具，其特征在于：包括下模板、凹模、第二上模板和第二凸模；其中所述凹模与权利要求1中凹模结构相同，且所述凹模在使用时需要将所述凹模型腔内两侧设置的垫块卸下；所述第二凸模固定于与所述第二上模板的底部，所述第二上模板与压机横梁连接，所述第二凸模的底部设置有成形弯头外弧外壁的型面，且型面尺寸与弯头外弧外壁型面尺寸相同。

6.根据权利要求5所述的外弧单焊缝弯头冷冲成形的外弧区域成形模具，其特征在于：所述第二上模板与所述第二凸模通过螺钉固定连接。

7.一种外弧单焊缝弯头冷冲成形方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)下料：选取与弯头壁厚相同的板坯作为原材料，坯料的形状利用有限元软件的板料尺寸计算功能将弯头展开，得到合理的坯料尺寸，并下料；

(2)加工坡口：将坯料装卡在机床上，通过刀具与坯料的相对运动加工出坯料外凸两侧横截面要求的坡口尺寸；

(3)内弧区域成形：将坯料放在凹模上，通过定位销定位，使坯料中心线与凹模中心线对齐，滑块带动第一凸模压下，将坯料压制成内凹U型空间曲面，将弯头的内弧区域成形；

(4)外弧区域成形：把凹模内的两块垫块卸下，将步骤3成形的U型空间曲面坯料置于凹模内，滑块带动第二凸模压下，将U型空间曲面坯料压制成O型截面，将弯头的外弧区域压制成形，最后通过压机顶杆将其顶出；

(5)焊接：将O型截面板料外弧开口处焊合；

(6)切除余料：将弯头两端多余的坯料切除，并按弯头规格要求加工两端后即可得到合格的弯头零件。