大口径簿壁气送铝弯管的加工方法

摘要

本发明的名称为高精度、高强度、大口径簿壁气送铝弯管的加工方法。属于金属管弯曲技术领域。它主要是解决现有设备及方法都不能生产出高精度尺寸、高强度抗屈服能力的大口径簿壁气送铝弯管的问题。它的主要特征是：⑴选用未经任何处理的f态坯料管；⑵采用过球整径工艺对坯料管的椭圆及表面进行整形；⑶将整形后的坯料管，用经过改进的液压弯管机进折弯；⑷对加工成型的弯薄壁管进行保压处理后下机；⑸对下机的弯管进行时效增加强度；⑹经过检测设备进行出厂检测，保证角度、椭圆度、扭曲度、硬度、流线等达到设计要求。本发明主要用于高精度、高强度、大口径簿壁气送铝弯管的加工。

说明书

技术领域

本发明属于金属管弯曲技术领域，具体涉及一种用于气力输送系统的高精度、高强度、大口径簿壁气送铝弯管的加工方法。

背景技术

我国现阶段铝弯管成型方法：一般都要先对基材进行退火处理以消除应力，铝管在软态下进行折弯加工。用这种工艺加工出来的弯管，由于材质软，带来的问题就是抗屈服强度极低。而用于气送管道的，一般采用大口径簿壁（Φ150㎜、壁厚2㎜）弯管，就更加会在运输、装卸、现场装配等环节，因受到外力磕碰而造成端口变形或管壁坑洼不平。如果端口部位或受到磕碰部位椭圆发生变化，会直影管内传输物品的流畅性；如果弯曲角发生变化，更会影响输送管道排列后的整体感观效果。

综上所述可以看出，用于气送系统的大口径簿壁铝弯管，只有弯管角度及椭圆的尺寸公差精度高，管壁没有皱褶和磕碰伤，才能保证管道流线光滑平整和接口部位密闭间隙；同时还要求管道具备一定的抗屈服强度，确保在装、配各环节，不会因磕碰挤压而造成尺寸变化或出现管壁坑洼。对于用作气送系统的Φ150㎜、壁厚2㎜、R1200mm、弯曲角度90度的大口径薄壁铝弯管，若采用传统的加工方法，很难保证尺寸的高精度和抗屈服的高强度。

发明内容

本发明的目的就是针对背景技术中存在的缺点和问题，加以改进、创新，对传统纯拉式弯管机进行适当改造，重点在成型方法和工艺方面进行创新，确保Φ150㎜、壁厚2㎜冷弯大口径薄壁铝弯管的椭圆、扭曲、角度、管壁流线符合设计要求，提供一种高精度、高强度、大口径簿壁气送铝弯管的加工方法。

本发明的技术解决方案是：一种大口径簿壁气送铝弯管的加工方法，用于加工Φ150㎜、壁厚2㎜、长3000㎜的气送铝弯管加工，其特征在于包括以下工艺步骤：

⑴选材，选用未经过人工时效和退火处理的6063f自然态坯料铝管；

⑵整径，采用过球整径工艺对坯料铝管的椭圆及表面进行整型，过球速度为3米/15-30秒；

⑶弯管机成形，将整型后的坯料铝管送上弯管机；前端插入芯轴，后端插入芯轴本体及芯球，启动前、后夹紧装置将坯料铝管的两端夹紧；前端、后端夹紧压力为3.5～4.7MPa；在弯管机控制屏上设置相应的弯管角度和折弯时长后启动机器，坯料铝管随弯管机圆模转动缠绕成形；

⑷下机前保压，成型的弯管下机前，先根据坯料管硬度和弯曲角度情况进行0～4分钟的保压，后按照先松后夹紧装置抽出芯轴本体和芯球，后松前夹紧装置抽出芯轴的步骤取下弯管；

⑸尺寸校正，对保压处理后的弯管采用过球整径工艺进行尺寸校正，调整使角度、椭圆、扭曲度都符合设计要求；过球速度为3米/10～40秒，实现弯管的高精度；

⑹时效增加管壁硬度，对尺寸校正后的弯管进行时效，用于增加管体硬度，提高抗屈服强度，使弯管符合GB/5237-2008规定的T5状态，抗拉强度≥160/Mpa，屈服强度≥110/Mpa，韦氏硬度≥9HW，实现弯管的高强度。

本发明的技术解决方案中所述工艺步骤（1）中的6063自然态坯料铝管为6063f自然态坯料铝管，尺寸为Φ150（+0.3-0.4）㎜、壁厚2（+-0.16）㎜、长3000（+-5）㎜；用泡沫沙打磨去掉管体外壁残留的铝屑及颗粒；除去管内杂质，然后在管内喷润滑油。

本发明的技术解决方案中所述工艺步骤⑵和⑸中，过球球径大于坯料铝管内径0.1～0.3㎜，过球次数1-3次，椭圆公差控制在+0.3-0.4mm之内。

本发明的技术解决方案中所述工艺步骤⑶中的弯曲角度为88-93度，折弯速度为3米/20-35秒。

本发明的技术解决方案中所述工艺步骤⑹中时效所选择的时效温度为200-230度，保温时间为120-240分钟，以达到尺寸稳定和抗屈服强度提高为目的。

本发明以现有缠绕式液压弯管机为弯管设备，自制相应的过球整型装置和检测平台。选择未经过人工时效和退火的自然状态坯料管，上弯管机前经过认真的尺寸检测和表面处理，确保坯料管尺寸进差，管壁无磕碰坑洼及划伤，保持原有应力上机冷煨。之后通过保压、多次过球和成型后再时效等工序，不仅稳定了弯管尺寸的精准度，而且提高了抗屈服强度。使铝制气力输送管道与其它金属材料管道比较优势更明显。性价比高投资成本低、单体重量轻方便现场装配和搬运、抗屈服强度高避免了装运过程的磕碰伤、尺寸的精准度保证了气送物体流畅效果。

本发明有以下有益效果：

（1）加工费用低。用本发明方法加工一支Φ150×2㎜90度R1200的弯管，需要人工3个，耗时5分钟，使用功率11kw，用传统方法加工同样规格的弯管需要人工6个，时间300分钟，使用功率270kw。

(2)不损伤管体。采用冷煨方法不会因高温对管体造成损伤，经过外表处理后，不见色差，感观效果好；而传统加工方法经高温加热会使弯管表面产生氧化，对管体造成损伤。而且热弯比冷弯外侧壁减薄还大，冷弯外侧壁减薄仅5%。

（3）尺寸精度高。弯管椭圆度率和角度偏差高达98%；真正做到尺寸精准，与套管的配合间隙仅为0.15mm,物品传输过程中基本不会产生阻隔。而用传统方法根本无法保证成形尺寸和角度的精度。

（4）抗屈服高强。克服了铝制气送弯管材质软怕磕碰的缺陷。传统方法加工的弯管要对坯料管先退火后折弯。由于管体是软的，在运输及装配过程中造成磕碰变形的风险高，但采用先成形后时效的方法后，增加管体硬度，提高了管道的抗屈服强度，同时了提高了尺寸的稳定性。

(5)综合效益好。铝合金比其他金属材料性价比高，折弯成形效率高，安装后的感观效果也好，可以说是质优价廉的好材料，从而可以相对降低项目成本，容易得到推广应用。

本发明高精度、高强度、大口径簿壁气送铝弯管的加工方法，可将Φ150㎜、壁厚2㎜、长3000㎜的大口径薄壁铝管弯制成型，并且使起弯点和收弯点都不出现裂纹或起皱，弯管的椭圆、角度、扭曲度、抗屈服强度都符合设计要求。本发明克服了现有设备及技术的不足之处，对传统纯拉式弯管机进行改造，重点在工艺上进行创新。确保冷弯高精度、高强度、大口径薄壁弯管能达到或符合图纸设计的椭圆、扭曲、角度等公差范围。本发明主要用于气力输送系统的高精度、高强度、大口径簿壁气送铝弯管的加工。

具体实施方式

下面对本发明高精度、高强度、大口径薄壁气送铝弯管的加工方法作进一步详述。

本发明大口径簿壁气送铝弯管的加工方法包括以下工艺步骤：

⑴坯料选定，选择未经过人工时效和退火处理的6063f态Φ150㎜、壁厚2㎜、长3000㎜铝合金管作为待弯曲加工坯料铝管，并进行尺寸检测，符合Φ150(+0.3-0.4)mm*2(+-0.16)mm*3000(+-5)mm的尺寸要求；

⑵上机准备，用泡沫沙打磨去掉管体外壁残留的铝屑及颗粒；除去管内杂质，然后向管内喷涂适量润滑油，使其符合上机折弯的要求；

⑶采用过球整径工艺对坯料铝管进行整型处理，根据坯料铝管硬度情况，过球速度选择为3米/15-30秒，球径选择为大于坯料铝管内径0.1-0.3mm，过球次数1-3次，目的是确保椭圆公差控制在+0.3-0.4mm之内；

⑷折弯成形，选用缠绕式液压弯管机作为弯管设备，将整形后的坯料管抬上弯管机待弯；先在后端插入芯轴及芯球，在前端插入芯轴，两端夹紧装置先后加压夹紧坯料铝管，压力分别为3.5～4.7MPa之间；再在弯管机控制屏上设置弯曲角度和折弯的运行时长，根据坯料管硬度情况，角度设置在88-93度之间、折弯时长为3米/15-25秒；最后启动弯管机进行折弯，弯管坯料随着弯管机上的圆模转动而缠绕成型；

⑸保压处理，加工成型的弯管下机前先进行保压，保压时间为0-4分钟，然后按照先松后夹紧适当，抽出芯轴本体和芯球，后松前夹紧抽出前芯轴的步骤取下弯管，达到对弯管角度的反弹变化进行微调的目的；

⑹再次校正，对下机后的弯管进行检测后，根据情况再次采用过球整径工艺对尺寸进行校正处理，过球速度控制为3米/10～40秒之间，球径选择为大于坯料铝管内径0.1-0.3mm，过球次数1-3次，用于调整角度和椭圆度，直至达到设计要求；

⑹时效增硬并定型，将弯管放入时效炉，加温至200-230度，保温180-240分钟后出炉空冷，使弯管符合GB2/5237-2008规定的T5态，抗拉强度≥160/MPa，屈服强度≥110/MPa，韦氏硬度≥9HW，提高抗屈服强度。

⑺首件检测，A：三座标角度检测；B：机械性能及屈服强度试验；C：检测平台综合系数检测；D：通规测试；

⑻批量生产，在首件完全合格的基础上进行批量生产；要做到每个批次都要先做样件，经三座标检验后对设备进行调整，然后正式生产，要求弯曲角度在+-0.5度以内；通过检测平台对弯管的平直度进行检测，要求在以2/1000㎜内、扭曲度单测间隙5㎜以内，椭圆率测量0、15、45、75、90度五处A-B小于等于1.2㎜以内。抗屈服强度大于抗拉强度≥160/Mpa，屈服强度≥110/Mpa，韦氏硬度≥9HW。