CN102240690B - 一种三通管挤压成型装置的挤压成型工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三通管挤压成型装置的挤压成型工艺，三通管挤压成型装置包括设于挤压机上的挤压主缸及两个挤压侧缸，挤压主缸连接有上模，挤压机的工作台上设有带支孔的下模，所述上模与下模相互压合形成容纳管坯的挤压型腔，所述挤压侧缸上连接有挤压头，其中一挤压头内设有连通挤压型腔的充液通道，还包括由伺服系统控制的高压液体发生装置，所述高压液体发生装置包括相连通的增压缸与高压缸，增压缸与高压缸之间设有增压活塞，所述高压缸缸体上开有进液孔与出液孔，出液孔与充液通道连通，进液孔连接一储液箱；所述增压缸上连接有比例伺服阀，所述高压缸上还设有与伺服系统连接的用于检测高压缸内液体压力的压力传感器。

Description

一种三通管挤压成型装置的挤压成型工艺

技术领域

本发明涉及一种三通管挤压成型装置及其挤压成型工艺，属于液压成型加工技术领域。

背景技术

管道系统，如输水管路、输油管路、液体化工材料输水管路中普遍采用三通管作为中间连接件。三通管的传统制造工艺主要分为锻制、铸造及焊接，但锻制工艺的原材料浪费严重，成本较高；铸造工艺的产品质量不稳定，容易发生泄露事故；焊接工艺劳动强度大，效率低；由于上述三种传统工艺存在不同程度的缺陷。我国已在80年代采用挤压工艺制造三通管，挤压工艺的原理为：利用专用液压机，将与三通直径相等的管坯内注入液体，通过液压机的两个水平侧缸同步对中运动挤压管坯，管坯受挤压后体积变小，管坯内的液体随管坯体积变小而压力升高，当达到三通支管胀出所需要的压力时，金属材料在侧缸和管坯内液体压力的双重作用下沿模具内腔流动而胀出支管。

目前我国的三通管挤压工艺水平相对于发达国家还是比较落后，其主要问题在于：挤压设备结构以及制造工艺比较复杂，压力控制难度大，导致最产品质量不稳定；通常三通管成型工艺中所需的内压较高，常规的液压系统无法满足高压要求，现有的解决方法是将原有液压系统中的一些阀类元件改换成进口元件来提高压力，但这些进口元件成本高，采购周期长，不利于产品大规模生产。中国国家知识产权局于2009-9-16公开了名称为“油压无缝三通管成型装置及其制造方法”，该专利油管内的高压液体是被动产生的，只能依靠溢流阀控制其最高压力，但因管坯金属流动的速度是不一样的，每个阶段压力变化也是不同的，如果管件金属流动快而压力上升慢，管件就可能被压扁，反之就被胀破。单靠溢流阀来控制压力，控制精度低，压力不稳定，产品成品率较低。

发明内容

本发明所要解决的问题就是针对现有三通管挤压成型设备及其工艺所存在的缺陷提供一种三通管挤压成型装置的挤压成型工艺，装置结构简单、工作稳定可靠；工艺速度快、压力控制精度高；产品质量稳定、成品率高。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种三通管挤压成型装置的挤压成型工艺，所述三通管挤压成型装置包括设于挤压机上的挤压主缸及两个挤压侧缸，挤压主缸连接有上模，挤压机的工作台上设有带支孔的下模，所述上模与下模相互压合形成容纳管坯的挤压型腔，所述挤压侧缸上连接有挤压头，其中一挤压头内设有连通挤压型腔的充液通道，其特征在于：还包括由伺服系统控制的高压液体发生装置，所述高压液体发生装置包括相连通的增压缸与高压缸，增压缸与高压缸之间设有增压活塞，所述高压缸缸体上开有进液孔与出液孔，出液孔与充液通道连通，进液孔连接一储液箱；所述增压缸上连接有比例伺服阀，所述高压缸上还设有与伺服系统连接的用于检测高压缸内液体压力的压力传感器，其特征在于：所述三通管挤压成型装置的挤压成型工艺包括如下步骤：

1）将管坯置于上模与下模相互压合形成的挤压型腔内，挤压侧缸推动挤压头封闭管坯两端，管坯内通入工作液体；

2）两个挤压侧缸推动挤压头相向运动挤压管坯与工作液体，伺服系统根据压力传感器检测到的高压缸内工作液体的压力值信号来驱动比例伺服阀，使比例伺服阀在增压缸内产生控制流量推动增压活塞运动，调节高压缸的输出压力，从而控制管坯内工作液体的压力；

3）在挤压力达到三通管支管胀出所需要的压力时，管坯金属向下模支孔（311）内流动形成支管，完成三通管挤压成型。

进一步的，所述增压缸上还设有与伺服系统连接并用于检测增压活塞位移量的位移传感器。位移传感器检测得出的增压活塞位移量与压力传感器检测到的压力值相互间具有函数关系，若增压活塞位移量经函数换算后与压力值不符，则说明挤压过程中出现问题，如设备故障、管道泄漏等问题，操作人员可及时排除故障，减少故障损失。

进一步的，所述下模的支孔中设有缓冲用的支撑机构，防止金属流动过快，提高产品质量，减少废品率。

进一步的，所述支撑机构包括托料头以及连接托料头的托料缸。

进一步的，所述高压缸缸体上的进液孔通过单向阀连接储液箱，所述单向阀受伺服系统控制。

进一步的，所述高压缸缸体上的出液孔通过超高压软管与充液通道连通。

进一步的，所述储液箱内的工作液体为乳化液。

本发明的有益效果：

1、采用伺服系统来控制管坯内的充液压力，操控方便、控制精度高；不仅能实现在一个挤压阶段中管坯内充液压力的稳定，还能针对不同挤压阶段管坯压力要求对管坯内充液压力进行调整，使其能与外部挤压力保持平衡，从而避免挤压过程中出现管坯压扁或胀破的情况，提高产品质量；

2、采用位移传感器与压力传感器相结合的检测方式，保证产品都是在设备正常的情况下生产出来，减少因设备故障而引起的废品；

3、现有的三通管挤压工艺通常采用液压油作为挤压介质，在产品成型后需进行去油处理，后续处理成本高；采用乳化液作为挤压介质，在加工后产品内壁只留下一层轻质的液膜，清除方便、方便了清洁维护管理，降低了后续处理成本；而且乳化液还能有效的防止细菌和真菌的侵蚀影响，节约产品的保管维护成本；

4、挤压过程无需人工进行加压与卸荷，利用伺服系统控制压力，操作方便、压力易控，提高工作效率。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

参照图1，三通管挤压成型装置，包括设于挤压机上的挤压主缸1及两个挤压侧缸2，挤压主缸1连接有上模11，挤压机的工作台3上设有带支孔311的下模31，所述上模11与下模31相互压合形成容纳管坯的挤压型腔，所述挤压侧缸2上连接有挤压头21，其中一挤压头21内设有连通挤压型腔的充液通道211，还包括由伺服系统7控制的高压液体发生装置4，所述高压液体发生装置4包括相连通的增压缸42与高压缸41，增压缸42与高压缸41之间设有增压活塞43，所述高压缸41缸体上开有进液孔412与出液孔411，进液孔412通过单向阀72连通储液箱71，出液孔411通过超高压软管9连接充液通道211；增压缸42上连接有比例伺服阀73，高压缸41上还设有与伺服系统7连接的用于检测高压缸41内液体压力的压力传感器5；增压缸42上还设有与伺服系统7连接并用于检测增压活塞43位移量的位移传感器6。下模31的支孔311中设有缓冲用的支撑机构，支撑机构包括托料头81以及连接托料头81的托料缸8；储液箱71内的工作液体为乳化液。

要说明的是高压液体发生装置产生高压液体的原理为：利用增压活塞43大小不同受压截面面积之比以及帕斯卡能源守衡原理而工作；即如图1中所示，增压活塞43右半部分的截面积要大于左半部分的截面积，因此在压力相等的情况下，高压缸41能获得更大的压强来压缩缸内的工作液体。

利用上述三通管挤压成型装置制造三通管的工艺包括如下步骤：

1、将管坯放置在上模11与下模31形成的挤压型腔内，挤压侧缸2施压使挤压头21封住管件端部；储液箱71中的乳化液经单向阀72、高压缸41、超高压软管9、充液通道211进入管坯内部；

2、两端挤压头21同步挤压管坯，管坯受挤压后体积变小，而管坯内的乳化液压力随管坯体积变小而升高，挤压过程中，压力传感器5实时检测高压缸41内乳化液的压力；伺服系统7根据压力传感器5检测到的压力值信号来驱动比例伺服阀73在增压缸42内产生控制流量推动增压活塞43向左或向右运动，提高或减少高压缸41的液体输出压力，从而控制管坯内的充液压力；

3、在挤压力达到三通管支管胀出所需要的压力时，管坯金属向下模31支孔311内流动形成支管，完成挤压成型；

4、卸荷时，乳化液经充液通道211、超高压软管9、高压缸41、单向阀72重新流回储液箱71，期间的流量可通过伺服系统7来进行控制，减轻操作人员的负担，安全性与可靠性提高。

上述挤压工艺速度快、管壁厚度均匀、不易造成胀管、爆管，同时加强了设备运行的安全性能。在挤压过程中，位移传感器6同步检测增压活塞43的位移量，增压活塞位移量与压力传感器检测到的压力值相互间具有函数关系，若增压活塞位移量经函数换算后与压力值不符，则说明挤压过程中出现问题，如设备故障、管道泄漏等问题，操作人员可及时排除故障，减少故障损失。

挤压成型后的三通管件所进行的管端修整、抛光、整形等工艺，以及伺服系统7的结构、工作原理均属现有技术，因此只作简单描述。上述实施例仅为本发明的优选实施方案，本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明所附权利要求所定义的范围。

Claims (7)

1.一种三通管挤压成型装置的挤压成型工艺，所述三通管挤压成型装置包括设于挤压机上的挤压主缸（1）及两个挤压侧缸（2），挤压主缸（1）连接有上模（11），挤压机的工作台（3）上设有带支孔（311）的下模（31），所述上模（11）与下模（31）相互压合形成容纳管坯的挤压型腔，所述挤压侧缸（2）上连接有挤压头（21），其中一挤压头（21）内设有连通挤压型腔的充液通道（211），其特征在于：还包括由伺服系统（7）控制的高压液体发生装置（4），所述高压液体发生装置（4）包括相连通的增压缸（42）与高压缸（41），增压缸（42）与高压缸（41）之间设有增压活塞（43），所述高压缸（41）缸体上开有进液孔（412）与出液孔（411），出液孔（411）与充液通道（211）连通，进液孔（412）连接一储液箱（71）；所述增压缸（42）上连接有比例伺服阀（73），所述高压缸（41）上还设有与伺服系统（7）连接的用于检测高压缸（41）内液体压力的压力传感器（5），其特征在于：所述三通管挤压成型装置的挤压成型工艺包括如下步骤：

1）将管坯置于上模（11）与下模（31）相互压合形成的挤压型腔内，挤压侧缸（2）推动挤压头（21）封闭管坯两端，管坯内通入工作液体；

2）两个挤压侧缸（2）推动挤压头（21）相向运动挤压管坯与工作液体，伺服系统根据压力传感器（5）检测到的高压缸（41）内工作液体的压力值信号来驱动比例伺服阀（73），使比例伺服阀（73）在增压缸（42）内产生控制流量推动增压活塞（43）运动，调节高压缸（41）的输出压力，从而控制管坯内工作液体的压力；

3）在挤压力达到三通管支管胀出所需要的压力时，管坯金属向下模支孔（311）内流动形成支管，完成三通管挤压成型。

2.根据权利要求1所述的一种三通管挤压成型装置的挤压成型工艺，其特征在于：所述增压缸（42）上还设有与伺服系统（7）连接并用于检测增压活塞（43）位移量的位移传感器（6）。

3.根据权利要求1或2所述的一种三通管挤压成型装置的挤压成型工艺，其特征在于：所述下模（31）的支孔（311）中设有缓冲用的支撑机构。

4.根据权利要求3所述的一种三通管挤压成型装置的挤压成型工艺，其特征在于：所述支撑机构包括托料头（81）以及连接托料头的托料缸（8）。

5.根据权利要求1或2所述的一种三通管挤压成型装置的挤压成型工艺，其特征在于：所述高压缸（41）缸体上的进液孔（412）通过单向阀（72）连接储液箱（71），所述单向阀（72）受伺服系统（7）控制。

6.根据权利要求5所述的一种三通管挤压成型装置的挤压成型工艺，其特征在于：所述高压缸（41）缸体上的出液孔（411）通过超高压软管（9）与充液通道（211）连通。

7.根据权利要求1或2所述的一种三通管挤压成型装置的挤压成型工艺，其特征在于：所述储液箱（71）内的工作液体为乳化液。