一种数控弯管机中的三维立体转角夹管用弹性夹头的加工方法
【专利摘要】本发明公开了一种数控弯管机中的三维立体转角夹管用弹性夹头的加工方法，属于数控弯管机加工【技术领域】。其其步骤为：（1）锻造毛坯的原材料准备；（2）锻造毛坯的退火处理；（3）锻造毛坯的初加工；（4）冷拔；（5）圆管形毛坯的造型加工；（6）弹性夹头的热处理；（7）弹性夹头的检测，检测尺寸和度数是否合格，是否有裂纹，尺寸满足要求并且无裂纹的为合格。本发明所加工的弹性夹头弹性好，寿命长，可以使用20000次以上，用到数控弯管机中的三维立体转角的弯管机上时能避免移动不均匀导致工件的损伤和滑动。
【专利说明】一种数控弯管机中的三维立体转角夹管用弹性夹头的加工方法
【技术领域】
[0001]本发明属于数控弯管机加工【技术领域】，具体地说，涉及一种数控弯管机中的三维立体转角夹管用弹性夹头的加工方法。
【背景技术】
[0002]随着技术的进步和经济的发展，人民的生活水平和机械产品加工技术的提高，人民对产品的要求不再只是考虑实用性，现在更多的在追求外观精美，对细节的要求也越来越多。
[0003]尤其是汽车的需求，现在大家都在追求外形漂亮的汽车，对于汽车用到的弯管是否美观也特别重视，尤其是对于流线型的设计理念较为追捧，例如汽车的保险杠，要求在多个方向折弯多次，这就对弯管机的性能要求越来越高。所以现在的技术新趋势是立体三维弯管机。
[0004]例如，中国专利申请号:200710109091.2，
【公开日】2008年12月24日，公开了一种
弯管机，该弯管机于机座一端设有输送管件的送料机构，管件经输送入料于弯管装置，而弯管装置对应组设于一可令其纵向上下位移的机构，而该纵向位移机构对应结合于具有可横向左右位移机构的基板上，且基板结合于机座上所设的具有可360度旋转的机构上，而该旋转机构可供送料机构的料管通过，以送料至弯管装置进行自由角度弯管；由上述结构设置，令该弯管机具有圆周径向旋转配合X、Y纵横轴向的三度空间转向的运动，让该弯管机可施作任一曲度的工件。该专利就可以达到三度空间转向的运动的效果，但是该专利存在一个和现有技术共同的缺点，就是弯管的控制夹持存在问题，因为现有的夹持装置操作时，夹持不紧时弯管容易出现松动，由于弯管时机械的力度较大，所以管材与夹管装置容易产生严重的滑动现象且伴有产生对管材外观的损伤，夹持太紧容易损伤管材以及产生非正常的变形，而且夹持装置自身不能旋转，弯管时会产生一个扭曲力，这些都导致所弯的管材在折弯处不是绝对的流线型，所加工的弯管在外观上和汽车整体不协调，而且容易在损伤处性能下降、易腐蚀，导致使用寿命变短，而有些工厂在弯管完成后会采用人工修补的方式，这虽然在外观上能基本达到要求，但是这不但费时费力，增加成本，而且还存在性能不均匀，容易遗留很多的损伤点，为以后的使用埋下隐患。
[0005]现在要解决以上问题，首选需要一个良好的夹持装置，要求对管材夹管定位和回转管材时不产生管材与夹管装置的相对滑动，尺寸误差要小。
[0006]为此本 申请人:设计了一种数控弯管机中的三维立体转角夹管的内推式夹持装置，专门作为弯管机的夹持装置，但是该装置中需要用到一个弹性夹头，其形状如图1、图2和图3所示，弹性夹头包括夹头本体1，夹头本体I的形状为一个管状，外侧带有一圈凸起，该凸起由左侧面和右侧面两个侧面组成，左侧面垂直于中心轴线，右侧面为一个斜面，夹头本体I的一端还设有开口槽3，开口槽的形状由一个长方形加一个半圆组成。该弹性夹头的工作原理是通过依靠挤压凸起使得夹头本体I整体收缩，夹紧工件。该弹性夹头的形状根据现有技术很容易加工，但是为了确保在夹持时对工件的损伤最小，夹头本体I能整体收缩，还需要更好的弹性，但是现有的材料都无法达到该要求，这就需要特殊的原材料和加工工艺，以保持良好的弹性，并且因为反复的收缩和反弹，导致普通材料加工的弹性夹头的寿命低，使用寿命只有5000次。
【发明内容】
[0007]1.要解决的问题
[0008]针对现有的技术加工的弹性夹头弹性不足、容易损伤工件表面，寿命低的问题，本发明提供一种数控弯管机中的三维立体转角夹管用弹性夹头的加工方法，其加工的弹性夹头具有良好的弹性，夹持管材时对管材无损伤，寿命长。
[0009]2.技术方案
[0010]为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下:
[0011]一种数控弯管机中的三维立体转角夹管用弹性夹头的加工方法，其步骤为:
[0012]( I)锻造毛坯的原材料准备
[0013]浇铸成圆柱形锻造毛坯，锻造毛坯组分的质量百分比为:C:0.48-0.51%、Mn:
0.53-0.58%、Si:1.93-2.12%、S:≤ 0.025%、P..( 0.025%、Cr..( 0.30%、Ni..( 0.25%、Y2O3:
0.05-0.07%，余量为 Fe ；
[0014](2)锻造毛坯的退火处理
[0015]将步骤( 1)中得到的锻造毛坯经过退火炉对其进行退火，其退火温度为840-870°C，退火时间为3~5h，在退火炉中冷至300_450°C后进行空冷；
[0016](3)锻造毛坯的初加工
[0017]将步骤(2)中的锻造毛坯先进行锻造处理，锻造的始锻温度为1100~1200°C，终锻温度> 850°C，锻造比为2.1 ;锻造完成后进行铣处理，毛坯铣成圆柱形；
[0018](4)冷拔
[0019]将步骤(2)中的圆柱形锻造毛坯冷拔成圆管形，得到圆管形毛坯；
[0020](5)圆管形毛坯的造型加工
[0021]将圆管形毛坯用车床车成弹性夹头的形状，该弹性夹头包括夹头本体，夹头本体的形状为一个管状，外侧带有一圈凸起，该凸起由左侧面和右侧面两个侧面组成，左侧面垂直于中心轴线，右侧面为一个斜面，夹头本体的一端还设有开口槽，开口槽有两个，开口槽的形状由一个长方形加一个半圆组成；
[0022](6)弹性夹头的热处理
[0023]将经步骤(5)中车加工的弹性夹头，先加热到300_420°C后保温20_30min，然后再加热到530-680 O保温30-60min,再加热到670-730 O，保温10_20min，再加热到890-9200C，保温60-120min，先空冷至700_540°C后油淬，然后在450_520°C的温度下进行回火，回火两次；
[0024](7)弹性夹头的检测
[0025]检测尺寸和度数是否合格，是否有裂纹，尺寸满足要求并且无裂纹的为合格。
[0026]优选地，所述的油淬火介质为2号普通淬火油。
[0027]优选地，将所述的步骤(5)中圆管形毛坯的造型加工中的开口槽的左端保留一个连接条不车掉，形成一个连接板，即开口槽的形状变为一个左端封闭的通孔，等一切加工好之后，弹性夹头装配到机器上之后，再将连接板割除。
[0028]优选地，将开口槽的数量变为4个，步骤(6)中弹性夹头的热处理替换为:先加热到600-620°C保温30min，再加热到780-800°C，保温15min，再加热到910_920°C，保温120min，先空冷至600-620°C后油淬，然后在450-520°C的温度下进行回火，回火两次。此处因为开口槽的数量变为4个，弹性夹头的受热更容易均衡，所以加热可以适当的提高速度。
[0029]3.有益效果
[0030]相比于现有技术，本发明的有益效果为:
[0031](1)本发明通过高合金以及特殊的加工工艺来提高材料的弹性，然后因为Mn和Si的含量较高，增加了脆裂倾向，本发明的材料中添加了 Y2O3，一方面降低脆裂倾向，另一方面也增加了材料的弹性；
[0032](2)本发明采用的材料需要经过锻造处理，我们意外的发现该材料在锻造比为
2.1，能降低材料的脆裂倾向，配合后续的热处理工艺，确保产品无裂纹；
[0033](3)本发明特殊的热处理，一方面增加了材料的弹性；另一方面还极大的减少了裂纹的产生，所加工的弹性夹头弹性好、寿命长，可以使用20000次以上；
[0034]( 4 )本发明方法简单，成本低，易于推广使用。
【专利附图】
【附图说明】
[0035]图1为本发明所要加工的弹性夹头的主视图；
[0036]图2为本发明所要加工的弹性夹头的左视图；
[0037]图3为本发明所要加工的弹性夹头图2的A-A剖视图；
[0038]图4为本发明实施例4中一个步骤所加工所要加工的弹性夹头的结构示意图。
[0039]图中:1、夹头本体；2、凸起；3、开口槽；4、连接板。
【具体实施方式】
[0040]下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。
[0041]实施例1
[0042]如图1、图2和图3所示，一种数控弯管机中的三维立体转角夹管用弹性夹头的加工方法，其步骤为:
[0043]( 1)锻造毛坯的原材料准备
[0044]浇铸成圆柱形锻造毛坯，锻造毛坯组分的质量百分比为:C:0.50%、Mn:0.55%、Si:
2.05%、S:≤ 0.025%、P:≤ 0.025%、Cr≤0.30%、Ni ≤0.25%、Y2O3:0.06%，余量为 Fe ；
[0045](2)锻造毛坯的退火处理
[0046]将步骤(1)中得到的锻造毛坯经过退火炉对其进行退火，其退火温度为860°C，退火时间为4h，在退火炉中冷至380°C后进行空冷；
[0047](3)锻造毛坯的初加工
[0048]将步骤(2)中的锻造毛坯先进行锻造处理，锻造的始锻温度为1100~1200°C，终锻温度≥ 850°C，锻造比为2.1 ;锻造完成后进行铣处理，毛坯铣成圆柱形；
[0049](4)冷拔[0050]将步骤(2)中的圆柱形锻造毛坯冷拔成圆管形，得到圆管形毛坯；
[0051](5)圆管形毛坯的造型加工
[0052]将圆管形毛坯用车床车成弹性夹头的形状，该弹性夹头包括夹头本体(I )，夹头本体(1)的形状为一个管状，外侧带有一圈凸起，该凸起由左侧面和右侧面两个侧面组成，左侧面垂直于中心轴线，右侧面为一个斜面，夹头本体(1)的一端还设有开口槽(3)，开口槽
(3)有两个，开口槽(3)的形状由一个长方形加一个半圆组成；
[0053](6)弹性夹头的热处理
[0054]将经步骤(5)中车加工的弹性夹头，先加热到370°C后保温26min，然后再加热到630°C保温45min，再加热到700°C，保温15min，再加热到905°C，保温95min，先空冷至640°C后油淬，淬火介质为2号普通淬火油，然后回火两次，每次回火温度分别为490和520 0C ；
[0055](7)弹性夹头的检测，检测尺寸和度数是否合格，是否有裂纹，尺寸满足要求并且无裂纹的为合格。本批次共生产30个，全部合格，无裂痕，弹性高，平均使用寿命达到了31000次，最先损坏的一个寿命达到了 29587次。
[0056]实施例2
[0057]同实施例1，所不同的是锻造毛坯组分的质量百分比为:C:0.48%、Mn:0.58%、Si:
1.93%, S:≤ 0.025%,P S 0.025%,Cr S 0.30%,N1:≤ 0.25%,Y2O3:0.07%，余量为 Fe ;步骤
(2)中退火温度为840°C，退火时间为5h，在退火炉中冷至300°C后进行空冷；步骤(6)中，弹性夹头的热处理，先加热到300°C后保温30min，然后再加热到530°C保温60min，再加热到730°C，保温lOmin，再加热到920°C，保温60min，先空冷至700°C后油淬，然后回火两次，每次回火温度分别为470和495 °C。使用寿命为31158次。
[0058]实施例3
[0059]同实施例1，所不同的是锻造毛坯组分的质量百分比为:C:0.51%、Mn:0.53%、Si:
2.12%, S:≤ 0.025%,P S 0.025%, Cr S 0.30%,N1:≤ 0.25%,Y2O3:0.05%，余量为 Fe ;步骤
(2)中退火温度为870°C，退火时间为3h，在退火炉中冷至450°C后进行空冷；步骤(6)中，弹性夹头的热处理，先加热到420°C后保温20min，然后再加热到680°C保温30min，再加热到670°C，保温20min，再加热到890°C，保温120min，先空冷至540°C后油淬，然后回火两次，每次回火温度分别为450和510°C。使用寿命为30073次。
[0060]实施例4
[0061]同实施例1，所不同的是锻造毛坯组分的质量百分比为:C:0.51%、Mn:0.54%、Si:
1.93-2.12%、S:≤ 0.025%、P S 0.025%、Cr S 0.30%、Ni S 0.25%、Y2O3:0.05%，余量为 Fe ；步骤(2)中其退火温度为845°C，退火时间为3.5h，在退火炉中冷至450°C后进行空冷；将所述的步骤(5)中圆管形毛坯的造型加工中的开口槽3的左端保留一个连接条不车掉，如图4所示，形成一个连接板4，即开口槽3的形状变为一个左端封闭的通孔，等一切加工好之后，弹性夹头装配到机器上之后，再将连接板4割除；这一步是为了防止加工好之后的夹头变形；步骤(6)中，弹性夹头的热处理，先加热到360°C后保温20min，然后再加热到610°C保温45min，再加热到710°C，保温lOmin，再加热到895°C，保温lOOmin，先空冷至650°C后油淬，然后回火两次，每次回火温度分别为450和470°C。使用寿命为32046次。
[0062]实施例5[0063]同实施例1，所不同的是将开口槽(3)的数量变为4个，步骤(6)中弹性夹头的热处理替换为:先加热到600-620°C保温30min，再加热到780-800°C，保温15min，再加热到910-920°C，保温120min，先空冷至600-620°C后油淬，回火两次，每次回火温度分别为450和520°C。使用寿命为30532次。
【权利要求】
1.一种数控弯管机中的三维立体转角夹管用弹性夹头的加工方法，其步骤为: (1)锻造毛坯的原材料准备 浇铸成圆柱形锻造毛坯，锻造毛坯组分的质量百分比为:C:0.48-0.51%、Mn:.0.53-0.58%、Si:1.93-2.12%、S..( 0.025%、P..( 0.025%、Cr:≤ 0.30%、Ni..( 0.25%、Y2O3:.0.05-0.07%，余量为 Fe ； (2)锻造毛坯的退火处理 将步骤(1)中得到的锻造毛坯经过退火炉对其进行退火，其退火温度为840-870°C，退火时间为3~5h，在退火炉中冷至300-450°C后进行空冷； (3)锻造毛坯的初加工 将步骤(2)中的锻造毛坯先进行锻造处理，锻造的始锻温度为1100~1200°C，终锻温度> 850°C，锻造比为2.1 ;锻造完成后进行铣处理，毛坯铣成圆柱形； (4)冷拔 将步骤(2)中的圆柱形锻造毛坯冷拔成圆管形，得到圆管形毛坯； (5)圆管形毛坯的造型加工 将圆管形毛坯用车床车成弹性夹头的形状，该弹性夹头包括夹头本体(1)，夹头本体(O的形状为一个管状，外侧带有一圈凸起，该凸起由左侧面和右侧面两个侧面组成，左侧面垂直于中心轴线，右侧面为一个斜面，夹头本体(1)的一端还设有开口槽(3)，开口槽(3)有两个，开口槽(3)的形状由一个长方形加一个半圆组成； (6)弹性夹头的热处理 将经步骤(5)中车加工的弹性夹头，先加热到300-420°C后保温20-30min，然后再加热到 530-680°C保温 30-60min，再加热到 670_730°C，保温 10_20min，再加热到 890_920°C，保温60-120min，先空冷至700_540°C后油淬，然后在450_520°C的温度下进行回火，回火两次； (7)弹性夹头的检测 检测尺寸和度数是否合格，是否有裂纹，尺寸满足要求并且无裂纹的为合格。
2.如权利要求1所述的一种数控弯管机中的三维立体转角夹管用弹性夹头的加工方法，其特征在于，所述的油淬火介质为2号普通淬火油。
3.如权利要求1所述的一种数控弯管机中的三维立体转角夹管用弹性夹头的加工方法，其特征在于，将所述的步骤(5)中圆管形毛坯的造型加工中的开口槽(3)的左端保留一个连接条不车掉，形成一个连接板(4)，即开口槽(3)的形状变为一个左端封闭的通孔，等一切加工好之后，弹性夹头装配到机器上之后，再将连接板(4 )割除。
4.如权利要求1或2或3所述的一种数控弯管机中的三维立体转角夹管用弹性夹头的加工方法，其特征在于，将开口槽(3)的数量变为4个，步骤(6)中弹性夹头的热处理替换为:先加热到600-620°C保温30min，再加热到780-800°C，保温15min，再加热到910-920，保温120min，先空冷至600_620°C后油淬，然后在450_520°C的温度下进行回火，回火两次。
【文档编号】B23P15/00GK103612078SQ201310659396
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年12月6日 优先权日:2013年12月6日
【发明者】吴善普, 吴善照 申请人:安徽德系重工科技有限公司