小R弯管挤压精整工艺及模具设计

1、小R弯管挤压精整工艺及模具设计小R弯管挤压精整工艺及模具设计孙曙（无锡华光锅炉股份有限公司）摘要:介绍小R弯管挤压精整工艺，设计小R挤压精整模具，阐述模具设计及使用过程中应注意的问题.关键词:小R;挤压;精整;工艺;模具.1 .前言小R弯管挤压精整主要用于省煤器，再热器，过热器蛇形管管排弯头或单个U形弯头的热挤压精整成形.管子材质为碳钢低合金，高合金钢管.管子外径为3276mm,壁厚范围在413mm之间，挤压前弯头半径R与管子外径D之比R/D约为1.5，弯头角度必须为180.,挤压精整成形后0.6& R/D<1.表12 .小R弯管挤压精整工艺预弯小R挤压精整单次挤压的变形量不得超

2、过0.5R/D,若预弯弯头与挤压精整弯头的 R/D之差超过0.5R/D,则应进行二次或多次挤压精整.预弯弯头一般应在弯管机上弯制成形，并符合相关制造技术标准，预弯弯头半径可按表1选取.序号管径预弯弯头弯管半径挤压精整弯头弯管半径挤压次数132R45R32 一次挤压2击38R55R38 一次挤压338R55R25 二次挤压442R6OR42 一次挤压542R60R26 二次挤压6由51R76R51 一次挤压751R76R34 二次挤压8击57R86R57 一次挤压9击57R86R45二次挤压1063.5R95R63.5一次挤压(2)模具安装调试在挤压机上装好挤压模，精整模，背模，挤压模和精整模上

3、应安装定位销，这样在挤压和 精整过程中上下模块可以准确合拢，在制造和 安装过程中也能准确定位.在挤压弯头前调整 挤压模左，右开档尺寸，使挤压后的管子节距符 合精整模的要求调整精整模上下模中心线，空 载运行数次.检查油压，加热炉，测温仪等，无异 常情况.清理挤压精整模具，型腔内无异物，每 次挤压精整后，亦应清理模具型腔.22(3)弯头加热根据管子材质的不同，加热温度从8001IO0"C.加热时应尽量控制在温度范围的上限 以保证精整时弯头的温度仍在规范规定的温度 范围内.弯头的整个弧长及不少于10mm的直 段应得到可靠的加热，弯头弧长中间内侧的加 热温度应略低于其它部位.加热温度应用测温

4、 仪监测，严格控制加热时间，并予以记录，不 得仅凭肉眼估测.弯头加热必须控制加热均匀，现场不得使 用任何影响弯头温度的器具，否则挤压后弯头 成形会比较差，易造成过烧，氧化皮严重，精 整后弯头外表面粗糙，压痕尖头”方头 ”等缺陷.(4)挤压挤压流程见图1(a),挤压时应将加热的弯 头推入挤压模，顶进背模圆弧槽中.挤压模上 下合拢夹住管子，左右挤压模从外向内横向运 动，弯头顶住背模纵向往后退.弯头是在左右 挤压模及背模内靠作用力下挤压成形的. (5)精整成形精整流程见图1(b),合模前应使弯头准确 地落人精整模下模内，弯头与精整模的中心线 偏移不得超过0.5.,上下合模精整成形.精 整是利用挤压后

5、的余热，挤压后应将小R弯头 立即放人精整模进行整形，精整的行动要及时 控制好终压温度，挤压后弯头的温度若低于所 要求的温度时，应对弯头重新加热.精整后弯 管用空气冷却至室温，不得用水或其他方法加 速冷却.(6)检验：挤压精整后弯头应按相关制造技术标准进 行外形，表面，椭圆度,减薄量等检验.弯头 必须平滑，无损伤，皱纹和波浪起伏.3.小R挤压精整模具小R挤压精整模具由挤压模和精整模组成见图1.a脐压(b)精整图1管子挤压精整流程图1.背模上板2.背模下板3.左上挤压模4.左下挤压模5右上挤压模 6.右下挤压模7.上精整模8.下精整模9.定位销(1)挤压模挤压模采用三个分片式模具，由左右挤压模和背

6、模组成.挤压模的型腔根据管子外径设 计与弯曲半径无关，可分为直段，圆滑过渡区 和收缩直段三部分.背模上下板后部碰紧，中 前部的圆弧槽根据预弯弯头直径及弯头伸人长 度设计.尽量减小挤压模和背模的接触角度， 使挤压过程模具运行更加平稳.保证挤压模收 缩段上下面和背模板圆弧槽上下面在同一平面 上，避免挤压模和背模接触面出现高度差，防 止挤压过程中模具在弯头上造成压痕.模具的 型面边缘都应修磨圆角.23./,fL挤压前的弯头挤压后的弯头 图2弯头挤压前后示意图 R一一挤压前的弯曲半径 r一一挤压后的弯曲半径 X 一一弯头起弯点位移量 L 一一弯头直段 精整模精整模采用上，下二片分开模具，每种管 径或每

7、种弯曲半径需要设计一套模具. 图3下精整模精整模型腔直段直径Dl和弯头半径R1尺 寸即挤压管子管径和弯头半径.直段长度L1 &lt;L,当管子直段焊缝离管子弯头较近时，以 免管子焊缝伸到模具里.型腔直段和弯头部分 要圆滑过渡，过渡段长度KX=1.57(R- r)(见图2).在弯头预弯及弯头挤压过程中， 弯头会发生拉伸减薄，型腔弯头部分直径D2 约为管径D (12)mm.由于管子材质及弯管 设备能力的不同，即使是相同弯管半径弯头在 弯管过程中拉伸减薄也各有不同，因此在下精 整模上可开一个l2mm浅长方形浅槽，根据 精整的实际情况可在槽中放入不同厚度的板 增加上下精整模的间隙来调节上下模的型腔 使精整弯头达到最好的成形效果(见图3).精 整模型腔边缘采用倒角加倒圆的设计，以免弯 头精整过程中模具在管子上造成切痕.(3)模具材料热挤压精整模具模腔直接接触高温管子， 模腔受热温度较高模具在高温条件下必须有 良好得高温强度，较高的硬度和韧性以及良好 的耐热疲劳性能根据以上要求，热挤压模具 材料一般可选W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2,其 代用材料可用5CrMnMo或5CrNiMo. 一般模 具钢的淬火硬度可达HRC5862,作为热模 具钢,如果硬度太高，模具冷却时会引起表层 炸裂