小R彎管擠壓精整工藝及模具設計

1、小 R 彎管擠壓精整工藝及模具設計小 R 彎管擠壓精整工藝及模具設計孫曙(無錫華光鍋爐股份有限公司)摘要 :介紹小 R 彎管擠壓精整工藝,設計小R 擠壓精整模具,闡述模具設計及使用過程中應注意的問題.關鍵詞:小R;擠壓;精整;工藝;模具.1 .前言小 R 彎管擠壓精整主要用于省煤器,再熱器 ,過熱器蛇形管管排彎頭或單個U 形彎頭的熱擠壓精整成形.管子材質為碳鋼低合金,高合金鋼管.管子外徑為3276mm,壁厚范圍在413mm之間，擠壓前彎頭半徑R與管子外徑 D 之比 R/D 約為1.5,彎頭角度必須為180.,擠壓精整成形后0.6& R/D01.表12 .小R 彎管擠壓精整工藝(1)預彎

2、小 R 擠壓精整單次擠壓的變形量不得超過0.5R/D,若預彎彎頭與擠壓精整彎頭的 R/D之差超過0.5R/D,則應進行二次或多次擠壓精整.預彎彎頭一般應在彎管機上彎制成形,并符合相關制造技術標準,預彎彎頭半徑可按表 1 選取 .序號管徑預彎彎頭彎管半徑擠壓精整彎頭彎管半徑擠壓次數(shù)132R45R32 一次擠壓2擊38R55R38 一次擠壓338R55R25 二次擠壓442R6OR42 一次擠壓542R60R26 二次擠壓6 由 5lR76R51 一次擠壓751R76R34 二次擠壓8擊57R86R57 一次擠壓9擊57R86R45二次擠壓1063.5R95R63.5一次擠壓(2)模具安裝調試在擠

3、壓機上裝好擠壓模,精整模,背模,擠壓模和精整模上應安裝定位銷,這樣在擠壓和精整過程中上下模塊可以準確合攏,在制造和安裝過程中也能準確定位.在擠壓彎頭前調整擠壓模左,右開檔尺寸,使擠壓后的管子節(jié)距符合精整模的要求.調整精整模上下模中心線,空載運行數(shù)次.檢查油壓,加熱爐,測溫儀等,無異常情況.清理擠壓精整模具,型腔內無異物,每次擠壓精整后,亦應清理模具型腔.22(3)彎頭加熱根據管子材質的不同，加熱溫度從800 lIO0"C.加熱時應盡量控制在溫度范圍的上限 以保證精整時彎頭的溫度仍在規(guī)范規(guī)定的溫度范圍內 .彎頭的整個弧長及不少于lOmm 的直段應得到可靠的加熱,彎頭弧長中間內側的加熱溫

4、度應略低于其它部位.加熱溫度應用測溫儀監(jiān)測 ,嚴格控制加熱時間,并予以記錄,不得僅憑肉眼估測.彎頭加熱必須控制加熱均勻,現(xiàn)場不得使用任何影響彎頭溫度的器具,否則擠壓后彎頭成形會比較差,易造成過燒,氧化皮嚴重,精整后彎頭外表面粗糙,壓痕,"尖頭","方頭"等缺陷.(4)擠壓擠壓流程見圖l(a),擠壓時應將加熱的彎頭推入擠壓模,頂進背模圓弧槽中.擠壓模上下合攏夾住管子,左右擠壓模從外向內橫向運動,彎頭頂住背?？v向往后退.彎頭是在左右擠壓模及背模內靠作用力下擠壓成形的.(5)精整成形精整流程見圖l(b), 合模前應使彎頭準確地落人精整模下模內,彎頭與精整模的中

5、心線偏移不得超過0.5.,上下合模精整成形.精整是利用擠壓后的余熱，擠壓后應將小R彎頭立即放人精整模進行整形,精整的行動要及時控制好終壓溫度,擠壓后彎頭的溫度若低于所要求的溫度時,應對彎頭重新加熱.精整后彎管用空氣冷卻至室溫,不得用水或其他方法加速冷卻.(6)檢驗:擠壓精整后彎頭應按相關制造技術標準進行外形,表面,橢圓度,減薄量等檢驗.彎頭必須平滑,無損傷,皺紋和波浪起伏.3.小R 擠壓精整模具小 R 擠壓精整模具由擠壓模和精整模組成見圖 l.a臍壓(b)精整圖 1 管子擠壓精整流程圖1.背模上板2.背模下板3.左上擠壓模4.左下擠壓模5右上擠壓模6.右下擠壓模7.上精整模8.下精整模9.定位

6、銷(1)擠壓模擠壓模采用三個分片式模具,由左右擠壓模和背模組成.擠壓模的型腔根據管子外徑設計與彎曲半徑無關,可分為直段,圓滑過渡區(qū)和收縮直段三部分.背模上下板后部碰緊,中前部的圓弧槽根據預彎彎頭直徑及彎頭伸人長度設計 .盡量減小擠壓模和背模的接觸角度,使擠壓過程模具運行更加平穩(wěn).保證擠壓模收縮段上下面和背模板圓弧槽上下面在同一平面上,避免擠壓模和背模接觸面出現(xiàn)高度差,防止擠壓過程中模具在彎頭上造成壓痕.模具的型面邊緣都應修磨圓角.23./,fL擠壓前的彎頭擠壓后的彎頭圖 2 彎頭擠壓前后示意圖R 一一擠壓前的彎曲半徑r 一一擠壓后的彎曲半徑X 一一彎頭起彎點位移量L 一一彎頭直段(2)精整模精

7、整模采用上,下二片分開模具,每種管徑或每種彎曲半徑需要設計一套模具.圖 3 下精整模精整模型腔直段直徑Dl 和彎頭半徑R1 尺寸即擠壓管子管徑和彎頭半徑.直段長度L1<L, 當管子直段焊縫離管子彎頭較近時,以免管子焊縫伸到模具里.型腔直段和彎頭部分要圓滑過渡,過渡段長度KX=1.57(Rr)(見圖2).在彎頭預彎及彎頭擠壓過程中,彎頭會發(fā)生拉伸減薄,型腔彎頭部分直徑D2約為管徑D (12)mm.由于管子材質及彎管設備能力的不同,即使是相同彎管半徑彎頭在彎管過程中拉伸減薄也各有不同,因此在下精整模上可開一個l2mm淺長方形淺槽，根據精整的實際情況可在槽中放入不同厚度的板增加上下精整模的間隙來調節(jié)上下模的型腔使精整彎頭達到最好的成形效果(見圖3).精整模型腔邊緣采用倒角加倒圓的設計,以免彎頭精整過程中模具在管子上造成切痕.(3)模具材料熱擠壓精整模具模腔直接接觸高溫管子,模腔受熱溫度較高,模具在高溫條件下必須有良好得高溫強度,較高的硬度和韌性以及良好的耐熱疲勞性能根據以上要求,熱擠壓模具材料一般可選W18Cr4V 和 W6Mo5Cr4V2, 其代用材料可用5CrMnMo 或 5CrNiMo. 一般模具鋼的淬火硬度可達HRC5862,作為熱模具鋼,如果硬度太高,模具冷卻時會引起表層炸裂,因此模