CN102962309A - 薄壁三通管成形方法及装置 - Google Patents

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向田法
王槐春
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Abstract

一种薄壁三通管成形方法及装置，采用耐高压、力学性能好的弹性芯棒作为胀形介质，将充满弹性介质的管坯置于模具中，水平冲头对管坯两端施加作用力，产生挤压胀形力的成型方法。本发明的优点是工艺和模具都比较简单，胀形力分布基本均匀，且外力撤除后能恢复原状，可方便地从制品内取出，生产便利，成形精度高，便于加工形状复杂的零件，又具有较好的力学性能。

Description

薄壁三通管成形方法及装置
技术领域
本发明涉及一种三通管的成形方法及装置，尤其是一种利用弹性传力介质进行挤胀成形的方法及装置，具体地说是一种薄壁三通管成形方法及装置。
背景技术
众所周知，薄壁三通管件是一种常用的管道元件，一般是通过管材胀形来获得的，其原理是依靠材料的塑性拉伸，在压力作用下使直径较小的管坯沿径向向外扩张。管件胀形工艺中填充在初始管件内部的传力介质成为胀形工艺中重要因素。到目前为止，内高压充液成形因其生产的零件表面质量好，强度高，已成为应用最为广泛的方法之一，但是该方法存在一定的局限性，最突出的有两个方面；其一，成本高，采用内高压液压胀形技术，工艺复杂、密封条件要求苛刻，液压系统庞大，设备投人高；其二，管件采用液压胀形工艺循环时间长，生产率比较低。如何回避液压胀形的不利因素，改变传力介质，减少设备投人，从而降低生产成本、提高生产效率已成为一个值得研究的方向。
发明内容
 本发明的目的是针对现有的液压内胀法加工三通管存在的成本高、周期长的问题，发明一种薄壁三通管成形方法，同时设计一种成形装置。
本发明的技术方案之一是：
一种薄壁三通管成形方法，其特征是它包括以下步骤：
首先，将需成形的薄壁管件2放入成形模具5中，并在薄壁管件2中放入弹性传力介质3（如塑料棒），弹性传力介质3应充满薄壁管件2；
其次，从薄壁管件的两端对弹性传力介质3施加压力，使弹性传力介质3填充满管腔并产生胀形力；
第三，使弹性传力介质进一步逐渐增大变形，胀形力也逐渐增加，同时向薄壁管件2的两端施加轴向作用力，迫使薄壁管件的材料向支管成形处流动，当管坯内壁所受压力大于薄壁管件屈服极限时，薄壁管件2上与成形模具5上的型腔相对位置处产生塑性变形，塑性变形后的金属向成形模具5的型腔内流动，形成支管；
第四，支管形成后，撤除作用在弹性传力介质3上的作用力，弹性传力介质3复原，将其从薄壁管件2取出。
本发明的技术方案之二是：
一种薄壁三通管成形装置，其特征是它包括成形模具5、弹性传力介质3、左冲头1、右冲头4、下顶杆6、橡胶垫7、下模座9和调节钉8，成形模具5安装在下模座9上，调节钉8位于下模座9中，橡胶垫7安装在调节钉8上，下顶杆6的下部与橡胶垫7相抵，下顶杆6的上端插入成形模具5上用于供支管伸出的型腔中用于控制塑性变形后的支管的成形速度及端面质量，所述的弹性传力介质3安装在薄壁管件2中，薄壁管件2位于成形模具5的主管腔中，左冲头1和右冲头4从所述主管腔的两端向弹性传力介质3施加作用力，迫使弹性传力介质3产生足够的胀力使管壁与所述型腔相对处产生塑性变形形成支管。
 所述的成形模具5由上半凹模和下半凹槽组成，上半凹模上连接有提升用连接块10，所述的型腔位于下半凹模上。
本发明的有益效果：
本发明的工艺和成形装置都比较简单，胀形力分布基本均匀，且外力撤除后能恢复原状，可方便地从制品内取出，生产便利，成形精度高，便于加工形状复杂的零件，又具有较好的力学性能，从而提高产品生产效率。
附图说明
图1是本发明的弹性传力介质受力变形示意图。
图2是本发明的成形过程示意图。
图3是本发明的成形装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
实施例一。
如图2所示。
一种薄壁三通管成形方法，它包括以下步骤：
首先，将需成形的薄壁管件2放入成形模具5中，并在薄壁管件2中放入弹性传力介质3（可采用耐高压、力学性能好的弹性芯棒，如塑料棒），弹性传力介质3应充满薄壁管件2；
其次，从薄壁管件的两端对弹性传力介质3施加压力F，使弹性传力介质3填充满管腔并产生胀形力；
第三，使弹性传力介质进一步逐渐增大变形，胀形力也逐渐增加，同时向薄壁管件两端施加作用力，迫使薄壁管件在成形模具中变形以补充支管处成形所需的材料，当管坯内壁所受压力大于薄壁管件屈服极限时，薄壁管件2上与成形模具5上的型腔相对位置处产生塑性变形，塑性变形后的金属向成形模具5的型腔内流动，形成支管；
第四，支管形成后，撤除作用在弹性传力介质3上的作用力，弹性传力介质3复原，将其从薄壁管件2取出。
实施例二。
如图3所示。
一种薄壁三通管成形装置，它包括成形模具5、弹性传力介质3、左冲头1、右冲头4、下顶杆6、橡胶垫7、下模座9和调节钉8，成形模具5由上半凹模和下半凹槽组成，上半凹模上连接有提升用连接块10，成形模具5安装在下模座9上，调节钉8位于下模座9中，橡胶垫7安装在调节钉8上，下顶杆6的下部与橡胶垫7相抵，下顶杆6的上端插入成形模具5上用于供支管伸出的型腔中用于控制塑性变形后的支管的成形速度及端面质量，所述的型腔位于下半凹模上，所述的弹性传力介质3安装在薄壁管件2中，薄壁管件2位于成形模具5的主管腔中，左冲头1和右冲头4从所述主管腔的两端向弹性传力介质3施加作用力，迫使弹性传力介质3产生足够的胀力使管壁与所述型腔相对处产生塑性变形形成支管。左冲头1和右冲头4的结构应设计成台阶状结构，台阶面用于与薄壁管件2的端部相抵，轴件用于插入薄壁管件2中迫使弹性传力介质3产生变形。
 本发明的成形过程如下：
三通管件成型时，首先将充满弹性传力介质3的薄壁管件2放入下半凹模中。上半凹模通过连接块10与活塞连杆相连，开动液压机滑块向下移动，使上半凹模与下凹模合并，并且对其施加一定的合模力，将薄壁管件2压紧，保证足够大的合模力，防止上下模开缝，使薄壁管件2的外表面出现很严重的凸痕、管件尺寸外形不规则，导致挤压失败。在合模结束后，开动液压系统，驱动两个侧冲头1、4保持同步相向推进，左、右冲头1、4的前端首先进入管件内部，对弹性传力介质（即弹性芯棒）施加压力F1（如图1），使弹性传力介质充满薄壁管件2的内腔，随后左右冲头后端的台阶面再对薄壁管件2施加轴向压力F2（图1）。随着两侧冲头继续推进，管件金属逐渐流向下凹模上与支管对应的型腔中，不断压缩下顶杆6下方的橡胶垫7，从而提供了径向反压力F3。当支管长度达到所需长度后，三通管件胀形结束，后退两侧冲头1、4，脱离工件。接着上半凹模开启，取出工件。如图3所示。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (3)

1.一种薄壁三通管成形方法，其特征是它包括以下步骤：
首先，将需成形的薄壁管件（2）放入成形模具（5）中，并在薄壁管件（2）中放入弹性传力介质（3）；
其次，从薄壁管件的两端对弹性传力介质（3）施加压力，使弹性传力介质（3）填充满管腔并产生胀形力；
第三，使弹性传力介质进一步逐渐增大变形，胀形力也逐渐增加，同时向薄壁管件（2）的两端施加轴向作用力，迫使薄壁管件的材料向支管成形处流动，当管坯内壁所受压力大于薄壁管件屈服极限时，薄壁管件（2）上与成形模具（5）上的型腔相对位置处产生塑性变形，塑性变形后的金属向成形模具（5）的型腔内流动，形成支管；
第四，支管形成后，撤除作用在弹性传力介质（3）上的作用力，弹性传力介质（3）复原，将其从薄壁管件（2）取出。
2.一种薄壁三通管成形装置，其特征是它包括成形模具（5）、弹性传力介质（3）、左冲头（1）、右冲头（4）、下顶杆（6）、橡胶垫（7）、下模座（9）和调节钉（8），成形模具（5）安装在下模座（9）上，调节钉（8）位于下模座（9）中，橡胶垫（7）安装在调节钉（8）上，下顶杆（6）的下部与橡胶垫（7）相抵，下顶杆（6）的上端插入成形模具（5）上用于供支管伸出的型腔中用于控制塑性变形后的支管的成形速度及端面质量，所述的弹性传力介质（3）安装在薄壁管件（2）中，薄壁管件（2）位于成形模具（5）的主管腔中，左冲头（1）和右冲头（4）从所述主管腔的两端向弹性传力介质（3）施加作用力，迫使弹性传力介质（3）产生足够的胀力使管壁与所述型腔相对处产生塑性变形形成支管。
3.根据权利要求2所述的成形装置，其特征是所述的成形模具（5）由上半凹模和下半凹槽组成，上半凹模上连接有提升用连接块（10），所述的型腔位于下半凹模上。
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