CN101972791B - 薄壁不锈钢三通管件冷压成形装置及成形方法 - Google Patents

Abstract

一种薄壁不锈钢三通管件冷压成形装置，包括上凹模和下凹模，上凹模和下凹模之间形成有供管坯件轴向容置的水平内腔，下凹模中部还具有纵向凹腔，水平内腔两端自外向内分别设有挤压杆，并且，挤压杆的头部设有与管坯件相适配的涨形挤压头，涨形挤压头外壁与挤压杆的头部外壁之间的形成有作用于管坯件的台阶，台阶上设有一硬质合金挤压块，该硬质合金挤压块前端面与涨形挤压头后端面紧配合并外壁与挤压杆外壁齐平。本发明还公开了一种薄壁不锈钢三通管件冷压成形方法。与现有技术相比，本发明的优点在于：通过硬质合金挤压块的设置，保护了挤压杆头部，塑料薄膜的设置降低了管坯件与模具内腔的摩擦，提高了模具的寿命，挤压后管坯件表面光洁、平整。

Description

薄壁不锈钢三通管件冷压成形装置及成形方法

技术领域

本发明涉及一种薄壁不锈钢三通管件冷压成形装置，本发明还涉及利用该冷压成形装置的成形方法。

背景技术

三通管件是一种常用的管道元件，一般是通过对管材胀形来获得的(特别是薄壁不锈钢材质的)，其原理是依靠料的塑性拉伸，在压力作用下使直径较小的管坯沿径向向外扩张，常用有冷挤压成型。

冷挤压成形的薄壁不锈钢管件由于其优良的力学性能、防腐抗蚀能力及较低的重量和成本，广泛适用于输送各种流体的管道系统。不锈钢材料的化学稳定性，使得它特别适用于要求对流体无污染的管道输送系统，如城市的供水管道等。在德国、瑞典、日本、韩国等发达国家，薄壁不锈钢管道已广泛应用于城市供水系统中。我国于2001年8月24日同时发布了《薄壁不锈钢水管》、《薄壁不锈钢卡压式管件》两项行业标准来大力推广不锈钢薄壁管道在我国城市供水系统中的应用。薄壁不锈钢管件的成形技术有着巨大的市场应用价值。

冷挤压成形技术公开文献已经有很多，如专利号为ZL90106377.0的中国发明专利申请公开《管道用三通管及其成型工艺》(授权公告号为CN1023817C)，又如专利号为ZL92211773.X的中国实用新型专利《三通管接头轴向成型装置》(公告号：CN2126120U)，再如申请号为200910098037.1的中国发明专利申请公开《冷挤压成型三通管件的工艺以及专用的卸压装置》(公开号为CN101537437A)。冷冷压成形装置一般包括上凹模和下凹模，上凹模和下凹模之间形成有供管坯件的第一管接头和第二管接头轴向容置的水平内腔，下凹模中部还具有供管坯件第三管接头成形用的纵向凹腔，水平内腔两端自外向内分别设有挤压杆，如图4所示，挤压杆3a的头部设有与管坯件相适配的涨形挤压头6a，挤压杆3a与涨形挤压头6a为一体成型，涨形挤压头6a外壁与挤压杆3a的头部外壁之间的形成有台阶31a，该台阶31a的径向距离即为管坯件的壁厚，台阶31a轴向挤压管坯件，使管坯件塑形变量，在纵向凹腔中形成凸起，该凸起便处理加工成第三管接头。在实际加工过程中，挤压杆轴向作用于管坯件时，由于受力过于集中，挤压杆头部的台阶处极易崩裂，导致挤压杆失效，影响成型进程；另外，管件在塑性变形过程中极易粘附于模具内表面，这能导致模具失效，为此，为防止这种现象发生，通常在管件外表面涂刷一层拉伸油，但在不锈钢薄壁三通管件成形中却适用，涂刷后成形过程中，不锈钢薄壁三通管件表面产生皱褶，同时，模具内腔积有拉伸油的氧化残液，破坏了模具内表面的粗糙度，影响正常使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而提供一种能降低模具磨损且能保证挤压后管件外表面光洁平整的薄壁不锈钢三通管件冷压成形装置。

本发明所要解决的又一个技术问题是提供一种挤压杆头部能长久保持有效不易损坏的薄壁不锈钢三通管件冷压成形装置。

本发明所要解决的又一个技术问题是提供一种能降低模具磨损且能保证挤压后管件外表面光洁平整的薄壁不锈钢三通管件冷压成形方法。

本发明所要解决的又一个技术问题是提供一种挤压杆头部能长久保持有效不易损坏的薄壁不锈钢三通管件冷压成形方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种薄壁不锈钢三通管件冷压成形装置，包括上凹模和下凹模，前述的上凹模和下凹模之间形成有供管坯件的第一管接头和第二管接头轴向容置的水平内腔，前述下凹模中部还具有供管坯件第三管接头成形用的纵向凹腔，前述的水平内腔两端自外向内分别设有挤压杆，并且，前述挤压杆的头部设有与管坯件相适配的涨形挤压头，前述的涨形挤压头外壁与挤压杆的头部外壁之间的形成有作用于管坯件的台阶，其特征在于所述的台阶上设有一硬质合金挤压块，该硬质合金挤压块前端面与涨形挤压头后端面紧配合并外壁与挤压杆外壁齐平。

挤压块的具体设置优选如下结构：所述的挤压杆前端部具有轴向连接螺纹，所述的涨形挤压头包括伸入管坯件内通道的伸入部及伸入部向后轴向延伸的并与前述连接螺纹配合连接设置的连接部，而所述的硬质合金挤压块呈环状套设于前述的连接部上。

作为优选，所述的纵向凹腔底部设置有用于调节第三管接头纵向长度的芯垫。

一种薄壁不锈钢三通管件冷压成形方法，其特征在于包括如下步骤：

①在管坯件外壁包覆一层塑料薄膜；

②将前述的包覆有塑料薄膜的管坯件放入成型装置的水平内腔里，并在管坯件是通道内塞有一弹性体，闭合模具，

前述的成型装置包括上凹模和下凹模，前述的上凹模和下凹模之间形成有供管坯件的第一管接头和第二管接头轴向容置的水平内腔，前述下凹模中部还具有供管坯件第三管接头成形用的纵向凹腔，前述的水平内腔两端自外向内分别设有挤压杆，并且，前述挤压杆的头部设有与管坯件相适配的涨形挤压头，前述的涨形挤压头外壁与挤压杆的头部外壁之间的形成有作用于管坯件的台阶，台阶上设有一硬质合金挤压块，该硬质合金挤压块前端面与涨形挤压头后端面紧配合并外壁与挤压杆外壁齐平；

③启动前述两边的挤压杆，相向同速挤压，形成三通管坯件；

④撤掉前述的挤压杆，取出三通管坯件；

⑤将前述的三通管坯件加工成薄壁不锈钢三通管件。

所述的硬质合金挤压块采用YG20C合金材料制作。

与现有技术相比，本发明的优点在于：通过硬质合金挤压块的设置，可以将受力面由原来的台阶转移到整个硬质合金挤压块，而硬质合金挤压块的受力性优于挤压杆，不易损坏，保护了挤压杆头部，延长了整个成型装置的使用期限；塑料薄膜的设置降低了管坯件与模具内腔的摩擦，隔绝了不锈钢材料与模具内表面的粘附，提高了模具的寿命，挤压后管坯件表面光洁、平整。

附图说明

图1为实施例的结构示意图。

图2为实施例中管坯件与塑料薄膜的放大组合图。

图3为挤压杆、硬质挤压块及涨形挤压头的组合放大图。

图4为现有技术中挤压杆与涨形挤压头的一体结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1和图2所示，本实施例中的如图1和图2所示，本实施例中的薄壁不锈钢三通管件冷压成形装置包括上凹模1和下凹模2，上凹模1和下凹模2之间形成有供管坯件的第一管接头和第二管接头轴向容置的水平内腔，下凹模2中部还具有供管坯件10第三管接头成形用的纵向凹腔，纵向凹腔底部设置有用于调节第三管接头纵向长度的芯垫22。上凹模1和下凹模2分别设于上模板11和下模板21上。

水平内腔两端自外向内分别设有挤压杆3，并且，挤压杆3的头部设有与管坯件10相适配的涨形挤压头6，涨形挤压头6外壁与挤压杆3的头部外壁之间的形成有作用于管坯件10的台阶，台阶上设有一硬质合金挤压块5，该硬质合金挤压块5前端面与涨形挤压头6后端面紧配合并外壁与挤压杆3外壁齐平，本实施例中的硬质合金挤压块5采用高强度、高硬度的YG20C合金材料制作。

具体地：挤压杆3前端部具有轴向连接螺纹，涨形挤压头6包括伸入管坯件的伸入部61及伸入部61向后轴向延伸的并与连接螺纹配合连接设置的连接部62，而硬质挤压块5呈环状套设于前述的连接部上。

将包覆有塑料薄膜7的管坯件10放入水平内腔，管坯件10内塞有聚氨酯弹性体4，启动液压机床，闭合模具；合模后管坯件10两侧轴向的挤压杆3同时相对、同速挤压管坯件10和管坯件内的聚氨酯弹性体4。管坯件10内聚氨酯4弹性体的弹性模量极大，高压下的体积变化很小，在一定压力下近似于不可压缩流体，它的变形流动将使管坯充填到下凹模2内的纵向内腔，从而使三通管坯件成形；撤掉挤压力后，聚氨酯弹性体4恢复原来的形状，即可从成形的三通管坯件中取出。通过改变芯垫22的轴向尺寸，可改变管坯件第三管接头的深浅。

Claims (5)

1.一种薄壁不锈钢三通管件冷压成形装置，包括上凹模和下凹模，前述的上凹模和下凹模之间形成有供管坯件的第一管接头和第二管接头轴向容置的水平内腔，前述下凹模中部还具有供管坯件第三管接头成形用的纵向凹腔，前述的水平内腔两端自外向内分别设有挤压杆，并且，前述挤压杆的头部设有与管坯件相适配的涨形挤压头，前述的涨形挤压头外壁与挤压杆的头部外壁之间形成有作用于管坯件的台阶，其特征在于所述的台阶上设有一硬质合金挤压块，该硬质合金挤压块前端面与涨形挤压头后端面紧配合并外壁与挤压杆外壁齐平；

所述的挤压杆前端部具有轴向连接螺纹，所述的涨形挤压头包括伸入管坯件内通道的伸入部及伸入部向后轴向延伸的并与前述连接螺纹配合连接设置的连接部，而所述的硬质合金挤压块呈环状套设于前述的连接部上。

2.根据权利要求1所述的薄壁不锈钢三通管件冷压成形装置，其特征在于所述的纵向凹腔底部设置有用于调节第三管接头纵向长度的芯垫。

3.一种薄壁不锈钢三通管件冷压成形方法，其特征在于包括如下步骤：

①在管坯件外壁包覆一层塑料薄膜；

②将前述的包覆有塑料薄膜的管坯件放入成型装置的水平内腔里，并在管坯件的通道内塞有一弹性体，闭合模具，

前述的成型装置包括上凹模和下凹模，前述的上凹模和下凹模之间形成有供管坯件的第一管接头和第二管接头轴向容置的水平内腔，前述下凹模中部还具有供管坯件第三管接头成形用的纵向凹腔，前述的水平内腔两端自外向内分别设有挤压杆，并且，前述挤压杆的头部设有与管坯件相适配的涨形挤压头，前述的涨形挤压头外壁与挤压杆的头部外壁之间形成有作用于管坯件的台阶，台阶上设有一硬质合金挤压块，该硬质合金挤压块前端面与涨形挤压头后端面紧配合并外壁与挤压杆外壁齐平；所述的挤压杆前端部具有轴向连接螺纹，所述的涨形挤压头包括伸入管坯件内通道的伸入部及伸入部向后轴向延伸的并与前述连接螺纹配合连接设置的连接部，而所述的硬质合金挤压块呈环状套设于前述的连接部上；

③启动前述两边的挤压杆，相向同速挤压，形成三通管坯件；

④撤掉前述的挤压杆，取出三通管坯件；

⑤将前述的三通管坯件加工成薄壁不锈钢三通管件。

4.根据权利要求3所述的成形方法，其特征在于所述的纵向凹腔底部设置有用于调节第三管接头纵向长度的芯垫。

5.根据权利要求3所述的成形方法，其特征在于所述的硬质合金挤压块采用YG20C合金材料制作。