CN102133596A - 薄壁不锈钢管件的内高压成型方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种薄壁不锈钢管件的内高压成型方法及装置，其特征在于：坯管放入模具成型腔后，两挤压头向坯管进给的同时向坯管内部注入低压液体并排出坯管内空气；当两挤压头接触坯管端面后，停止低压液体供给，密封坯管内的液体自动建立起超高的成型压力，坯管屈服，扩胀成型开始进行；挤压头继续进给，内部压力继续增加，成型过程继续进行，同时两断坯料向扩胀变形处补充，而溢流阀则保持坯管内部压力恒定，维持成型直至完成，本发明还公开了其装置，利用零件内部的超高压力均能自动适应完成，不需要昂贵的专用超高压发生机构，具有高效能、低成本的特点，成型后的零件材料减薄量小，强度高的特点，从而提高了管道系统的承压等级。

Description

薄壁不锈钢管件的内高压成型方法及其装置

技术领域

本发明涉及薄壁不锈钢压力管道的一种节能的成型方法和装置。

背景技术

薄壁不锈钢压力管道是一种新兴的压力管道系统，薄壁不锈钢有缝管件是该系统中的关键原价，传统工艺是经弹性体胀型、开孔、退火，这种传统工艺需要昂贵的专业超高压发生机构，并且制造的关键的材料减薄量高达30-40％，成本较高、强度较低。

为此有人开发新的成型机构来生产制造管件，如专利申请号为CN200620068686.9的中国专利一种高波峰薄壁波纹形弹性管挤压胀形机，其特征在于它包括：机座、左、右机架、模具支承杆、模具、左密封接盘、右密封接盘、油缸和活塞，所述的左、右机架装置于机座上，所述的模具支承杆有四根，上、下各二根，轴向连接于左、右机架之间，所述的模具有多组，轴向套接于模具支承杆上，所述的左密封接盘和右密封接盘分设于模具的左、右侧，所述的油缸的活塞与右密封接盘相连，它实现液压成型，其缺陷在于利用机械挤压原理，所以需要专门的超高压发生机构，而且不能有效地控制变形，耗能多，结构不合理等缺陷。

发明内容

本发明所要解决的首要技术问题是提供一种自适应薄壁不锈钢管件的内高压成型方法，内高压一次成型，简化了机构，无需超高压发生机构，大幅度降低了设备的成本，而且能更加有效地控制变形。

本发明所要解决的另一技术问题是提供一种自适应薄壁不锈钢管件的内高压成型装置，结构合理实用。

本发明解决上述首要技术问题所采用的技术方案为：一种薄壁不锈钢管件的内高压成型方法，其特征在于步骤依次为：

1)将坯管放入模具成型腔内，启动机床，闭合模具；

2)两挤压头向坯管进给的同时向坯管内部注入低压液体并排出坯管内空气；

3)两挤压头接触坯管端面后，停止低压液体供给，用密封机构密封坯管内的液体，从而自动地建立起成型压力，坯管屈服，扩胀成型开始进行；

4)挤压头继续进给，内部压力继续增加，直至超高的成型压力，成型过程继续进行，同时各段坯料向扩胀变形处补充，而溢流阀则保持坯管内部压力恒定，维持成型直至完成；

5)挤压头到位，机床回程，挤压头退回，模具开启，脱料机构脱料，完成一个工作循环。

优选，所述的超高的成型压力达到250-300MPa。

作为改进，所述的低压液体进口处安装有一单向阀，低压液体的压力通常是在2.5Mpa以下。

再改进，所述的溢流阀设置在进液管上保持坯管内部压力恒定。

进一步改进，所述的密封机构是在挤压头里端开环形槽，环形槽上外侧是斜面，与密封圈内径配合，密封圈在环形槽和坯管内壁之间实现密封。

本发明解决上述另一个技术问题所采用的技术方案为：一种薄壁不锈钢管件的内高压成型装置，其包括有机座及设置在机座中的成型型腔模，作为工件的坯管布置在成型型腔模中，前挤压头、后挤压头布置在成型型腔模的前部和后部，相对而设，并与驱动机构连接，特征在于：外界的低压液流通过单向阀接挤压头内的流道外端，而挤压头内的流道内端和坯管内腔连通，挤压头内的流道外端还通过进液管上溢流阀回接油箱。

作为改进，所述的挤压头里端开环形槽，环形槽上外侧是斜面，与密封圈内径配合，密封圈在环形槽和坯管内壁之间，构成密封机构。

与现有技术相比，本发明的优点在于：成型技术的各个要素(包括充液、排气、密封、建压、补料、恒压、直至脱料)，利用零件内部的超高压力均能自动适应完成，不需要昂贵的专用超高压发生机构，整个成型过程，自动一次性完成，具有高效能、低成本的特点，压力越高，密封越可靠，成型后的零件材料减薄量小，强度高的特点，从而提高了管道系统的承压等级。

附图说明

图1为本发明的原理图。

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所示：一种自适应薄壁不锈钢管件的内高压成型装置，其包括有机座及设置在机座中的成型型腔模2，作为工件的坯管1布置在成型型腔模2中，作为各种样子的管件，可以设计出不同配合形状的成型型腔模2，前挤压头4、后挤压头4布置在成型型腔模2的前部和后部，相对成直线而设，并与驱动机构连接，驱动机构可以采用传统的机构，如液压缸等，其发明的关键之处在于，外界的低压液流通过单向阀5接挤压头4内的流道外端，而挤压头4内的流道内端和坯管1内腔连通，挤压头4内的流道外端还通过进液管上溢流阀6回接油箱。挤压头4里端开环形槽10，环形槽10上外侧是斜面，与密封圈11内径配合，密封圈11在环形槽和坯管1内壁之间，构成密封机构。

相关的自适应薄壁不锈钢管件的内高压成型方法的步骤依次为：

1)将坯管1放入型腔模2的成型腔内，启动机床，闭合模具；

2)两挤压头4向坯管1进给的同时向坯管1内部注入低压液体并排出坯管1内空气，低压液体进口处7安装有一单向阀5，单向阀5控制低压液体的进入；

3)两挤压头4接触坯管1端面后，停止低压液体供给，并且挤压头4和坯管1之间内衬有密封机构，用密封机构密封坯管1内的液体，并迅速自动地建立起超高的成型压力，达到250-300MPa超高压，坯管屈服，扩胀成型开始进行；

4)挤压头继续进给，内部压力继续增加，成型过程继续进行，同时两端的坯料向扩胀变形处补充，而设置在进液管8上的溢流阀6则保持坯管1内部压力恒定，维持成型直至完成；

5)挤压头4到位并发讯，机床回程，挤压头4退回，模具开启，脱料机构脱料，完成一个工作循环。

其原理为：坯管1内部充液，挤压头4作轴向进给，当其与坯管端面9相接触后，密封机构3对坯管1内部液体进行密封，挤压头4继续压缩坯管1，使坯管1产生初步变形，坯管1内部容积发生变化(变小)，因液体是不可压缩的，所以，坯管1内部的液体压力迅速上升，达到250-300MPa超高压，利用坯管1内部的超高液体压力，对坯管1进行扩胀成型，同时对扩胀成型过程所需的材料进行补充，有效地控制变形处材料的减薄，减薄量可控制在10％左右，从而提高了管道系统的承压等级，机构中的溢流阀6能自动地维持变形所需内部压力恒定，直至完成变形；如图1所示，左半部分为开始密封位置，右半部分为完成成型位置。

Claims (7)

1.一种薄壁不锈钢管件的内高压成型方法，其特征在于步骤依次为：

1)将坯管放入模具成型腔内，启动机床，闭合模具；

2)两挤压头向坯管进给的同时向坯管内部注入低压液体并排出坯管内空气；

3)两挤压头接触坯管端面后，停止低压液体供给，用密封机构密封坯管内的液体，从而建立起成型压力，坯管屈服，扩胀成型开始进行；

4)挤压头继续进给，内部压力继续增加，直至超高的成型压力，成型过程继续进行，同时各段坯料向扩胀变形处补充，而溢流阀则保持坯管内部压力恒定，维持成型直至完成；

5)挤压头到位，机床回程，挤压头退回，模具开启，脱料机构脱料，完成一个工作循环。

2.根据权利要求1所述的薄壁不锈钢管件的内高压成型方法，其特征在于：所述的超高的成型压力达到250-300MPa。

3.根据权利要求1所述的薄壁不锈钢管件的内高压成型方法，其特征在于：所述的低压液体进口处安装有一单向阀。

4.根据权利要求1所述的薄壁不锈钢管件的内高压成型方法，其特征在于：所述的溢流阀设置在进液管上保持坯管内部压力恒定。

5.根据权利要求1所述的薄壁不锈钢管件的内高压成型方法，其特征在于：所述的密封机构是在挤压头里端开环形槽，环形槽上外侧是斜面，与密封圈内径配合，密封圈在环形槽和坯管内壁之间实现密封。

6.一种薄壁不锈钢管件的内高压成型装置，其包括有机座及设置在机座中的成型型腔模，作为工件的坯管布置在成型型腔模中，前挤压头、后挤压头布置在成型型腔模的前部和后部，相对而设，并与驱动机构连接，特征在于：外界的低压液流通过单向阀接挤压头内的流道外端，而挤压头内的流道内端和坯管内腔连通，挤压头内的流道外端还通过进液管上溢流阀回接油箱。

7.根据权利要求6所述的薄壁不锈钢管件的内高压成型装置，其特征在于所述的挤压头里端开环形槽，环形槽上外侧是斜面，与密封圈内径配合，密封圈在环形槽和坯管内壁之间，构成密封机构。