CN104565644B - 冲压管件及其设计方法 - Google Patents

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    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L41/00—Branching pipes; Joining pipes to walls
    • F16L41/02—Branch units, e.g. made in one piece, welded, riveted

Abstract

本发明提供了一种冲压管件及其设计方法。该冲压管件包括总管段和与总管段连接的分管段，分管段具有多个分流管，相邻两个分流管之间具有冲压槽，冲压槽包括底面和前端面，前端面具有过渡弧面，过渡弧面与底面衔接。根据本发明，能够防止冲压管件在冲压槽的过渡处产生裂漏现象。

Description

冲压管件及其设计方法
技术领域
本发明涉及冲压结构领域，具体而言，涉及一种冲压管件及其设计方法。
背景技术
冲压管件是空调管路件常用的结构，冲压管件失效的主要形式为冲压槽侧边及冲压槽过渡处裂漏。可见，冲压类管路件的失效均出现在冲压过渡处，受冲压模具限制，冲压管件的冲压槽侧边和冲压槽过渡处均存在程度不一的压痕，形成某种程度上类似于直角过渡的缺陷，此处为冲压内应力最集中处。长期使用过程中，冲压槽侧边及冲压槽过渡处受到循环的压力冲击，容易产生裂漏现象。
发明内容
本发明旨在提供一种冲压管件及其设计方法，以解决现有技术中冲压管件在冲压槽过渡处容易裂漏的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种冲压管件，该冲压管件包括总管段和与总管段连接的分管段，分管段具有多个分流管，相邻两个分流管之间具有冲压槽，冲压槽包括底面和前端面，前端面具有过渡弧面，过渡弧面与底面衔接。
进一步地，底面与过渡弧面之间的夹角为其中，θ为夹角，R1为分流管的最大半径，H1为相邻两个分流管的中心轴线之间的距离。
进一步地，夹角的公差为±3°。
进一步地，前端面为圆弧面，过渡弧面为圆弧面的一部分，圆弧面与底面相切。
进一步地，过渡弧面的半径
进一步地，过渡弧面的弧长为
进一步地，底面具有冲压定位点，冲压定位点到过渡弧面的距离为2～5mm。
根据本发明的另一方面，提供了一种冲压管件的设计方法，冲压管件包括总管段和与总管段连接的分管段，分管段具有多个分流管，相邻两个分流管之间具有冲压槽，冲压槽包括底面和前端面，并将前端面与底面衔接的位置设计为过渡弧面。
进一步地，过渡弧面的设计步骤包括：步骤S1：确定底面与过渡弧面之间的夹角，夹角由公式（1）确定，
其中，θ为夹角，R1为分流管的最大半径，H1为相邻两个分流管的中心轴线之间的距离；步骤S2：确定过渡弧面的半径；步骤S3：确定过渡弧面的弧长。
进一步地，在步骤S2中，过渡弧面的半径在步骤S3中，过渡弧面的弧长为
应用本发明的技术方案，冲压管件包括总管段和与总管段连接的分管段，分管段具有多个分流管，相邻两个分流管之间具有冲压槽，冲压槽包括底面和前端面，前端面具有过渡弧面，过渡弧面与底面衔接。根据本发明，冲压槽的底面和冲压槽的前端面之间通过过渡弧面衔接，此时，过渡弧面的各个方向受到的冲压内应力之间会相互抵消，有效防止冲压内应力在冲压槽过渡处的集中，从而防止冲压管件在冲压槽的过渡处产生裂漏现象。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示意性示出了本发明的冲压管件的主视图；
图2示意性示出了本发明的冲压管件的附视图；
图3示意性示出了图1中A-A剖视图；以及
图4示意性示出了图3中的局部放大图M。
附图标记说明：10、冲压槽；11、过渡弧面；12、底面；13、前端面；30、冲压定位点；20、分流管；40、总管段；50、分管段。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
结合图1至图4所示，根据薄壳理论：鸡蛋虽然外壳很薄，但是人类不能徒手将一个鸡蛋攥在手里将其捏碎。具体原因为：鸡蛋是一个椭圆形状的壳体，且里面布满了液体（蛋清），外来作用的力能够沿着壳体曲面均匀的分散开来以减少外来作用力的大小，使得外来作用力无法集中到一个点上。本实发明中的冲压槽10的设计正是薄壳理论的具体应用，冲压管件内部是一个密封的充满气液混合冷媒的腔体，结合捏鸡蛋的薄壳理论，本发明中将过渡处的受力转移至冲压槽10的过渡弧面11上，此过渡弧面11类似于局部鸡蛋外壳，可以将作用力进行分解。
根据本发明的第一实施例，提供了一种冲压管件，该冲压管件包括总管段40和与总管段40连接的分管段50，分管段50具有多个分流管20，相邻两个分流管20之间具有冲压槽10，冲压槽10包括底面12和前端面13，前端面13具有过渡弧面11，过渡弧面11与底面12衔接。根据本实施例，冲压槽10的底面12和冲压槽10的前端面13之间通过过渡弧面11衔接，此时，过渡弧面11的各个方向受到的冲压内应力之间会相互抵消，有效防止冲压内应力在冲压槽10过渡处的集中，从而防止冲压管件在冲压槽10的过渡处产生裂漏现象。需要说明的是，本实施例中的前端面13是指冲压槽10的槽壁中靠进总管段40的壁面。
冲压槽10的底面12与前端面13之间的夹角为其中，θ为冲压槽10的底面12与过渡弧面11之间的夹角，R1为分流管20的最大半径，H1为相邻两个分流管20的中心轴线之间的距离。根据本实施例的冲压管件，当时，冲压槽10在过渡处，也即过渡弧面11处的冲压内应力会被过渡弧面11分解，过渡弧面11的各个方向受到的冲压内应力之间会相互抵消，进一步防止冲压管件在冲压槽10的过渡处产生裂漏现象。需要说明的是，本发明中所说的冲压槽10的底面12与过渡弧面11之间的夹角为冲压槽10的底面12与过渡弧面11所对应的弦线之间的夹角。
在本实施例中，冲压槽10的底面12与过渡弧面11之间的夹角的公差为±3°，在这个公差范围内，冲压管件的冲压槽10在过渡处的冲压内应力能够得到很好的均衡，避免了裂漏现象的出现。
优选地，前端面13为圆弧面，过渡弧面11为圆弧面的一部分，且圆弧面与冲压槽10的底面12相切，此时，冲压槽10的在过渡处无明显压痕，能够将冲压内应力转移至圆弧面上以缓冲过渡处的集中应力，进一步防止冲压槽10在过渡处出现冲压内应力集中的现象。
本实施例的冲压管件的过渡弧面11的半径越大，冲压槽10在过渡处越光滑，承受的作用力就越小。优选地，过渡弧面11的半径
优选地，当过渡弧面11的弧长为时，冲压管件内的流体对过渡处施加的作用力会被过渡弧面11分解，从而抵消掉一部分由冲压管件内部的流体带来的循环压力（图4中的箭头方向为循环压力的方向），提高了冲压槽10过渡处的耐冲击性，进一步防止裂漏现象的发生。
为了避免冲压槽10与的过渡弧面11在成型过程中破坏冲压槽10的冲压定位点30，使冲压定位点30到过渡弧面11的距离为2～5mm，例如为3mm。
根据本实施例，将本发明的冲压管件与以往用的冲压管件的样品对比，同时进行油压脉冲实验（0～3.2MPa循环）时，得到以下数据：
实验结果显示，样品1中冲压槽10的结构可以有效地将冲压管件的受力点由冲压过渡处转移到更大的平面上去，提高了冲压管件承受脉冲能力的可靠性和稳定性，能承受20万次油压脉冲；样品2冲压急促，过渡处为主要受力点且无法转移压力，该冲压管件承受物料脉冲能力极其脆弱，只承受一万八千多次油压脉冲就出现疲劳损坏。
再次结合图1至图4所示，根据本发明的第二实施例，提供了一种冲压管件的设计方法，根据该方法，冲压管件包括总管段40和与总管段40连接的分管段50，分管段50具有多个分流管20，相邻两个分流管20之间具有冲压槽10，冲压槽10包括底面12和前端面13，并将前端面13与底面12衔接的位置设计为过渡弧面11。该过渡弧面11的设计步骤具体包括：步骤S1：确定冲压槽10的底面12与过渡弧面11之间的夹角，该夹角由公式（1）确定，公式（1）如下：
其中，θ为冲压槽10的底面12与过渡弧面11之间的夹角，R1为分流管20的最大半径，H1为相邻分流管20的中心轴线之间的距离。当时，冲压槽10在过渡处，也即过渡弧面11处的冲压内应力会被过渡弧面11分解，过渡弧面11的各个方向受到的冲压内应力之间会相互抵消，有效防止冲压内应力在冲压槽10过渡处的集中，从而防止冲压管件在冲压槽10的过渡处产生裂漏现象。
本实施例的冲压管件的设计方法还包括步骤S2：确定过渡弧面11的半径。过渡弧面11的半径越大，过渡处越光滑，承受的作用力就越小。在本实施例中，过渡弧面11的半径
根据本实施例，冲压管件的设计方法还包括步骤S3：确定过渡弧面11的弧长。优选地，当过渡弧面11的弧长为时，冲压分流管20内的流体对过渡处施加的力会被过渡弧面11分解，从而抵消掉一部分由冲压管件内部的流体带来的循环压力，提高了冲压槽10过渡处的耐冲击性，进一步防止裂漏现象的发生。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：提高冲压管件耐压力冲击的能力，可有效保证空调整机使用的可靠性，保证产品的使用质量。将冲压槽过渡处的集中受力通过过渡弧面过渡转移到冲压槽的圆弧面上，可对作用力进行正交分解，减弱力的作用效果。有效减少售后更换管路冲压件（分流器、过滤器、冲压焊接组件）及其它零部件的费用。从根本上解决冲压管件承受脉冲能力不足的现状。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种冲压管件，包括总管段(40)和与所述总管段(40)连接的分管段(50)，所述分管段(50)具有多个分流管(20)，相邻两个所述分流管(20)之间具有冲压槽(10)，其特征在于，所述冲压槽(10)包括底面(12)和前端面(13)，所述前端面(13)具有过渡弧面(11)，所述过渡弧面(11)与所述底面(12)衔接；
所述底面(12)与所述过渡弧面(11)之间的夹角为其中，θ为所述夹角，R1为所述分流管(20)的最大半径，H1为相邻两个所述分流管(20)的中心轴线之间的距离。
2.根据权利要求1所述的冲压管件，其特征在于，所述夹角的公差为±3°。
3.根据权利要求1所述的冲压管件，其特征在于，所述前端面(13)为圆弧面，所述过渡弧面(11)为所述圆弧面的一部分，所述圆弧面与所述底面(12)相切。
4.根据权利要求1或2所述的冲压管件，其特征在于，所述过渡弧面(11)的半径
5.根据权利要求1或2所述的冲压管件，其特征在于，所述过渡弧面(11)的弧长为
6.根据权利要求1至3中任一项所述的冲压管件，其特征在于，所述底面(12)具有冲压定位点(30)，所述冲压定位点(30)到所述过渡弧面(11)的距离为2～5mm。
7.一种冲压管件的设计方法，冲压管件包括总管段(40)和与所述总管段(40)连接的分管段(50)，所述分管段(50)具有多个分流管(20)，相邻两个所述分流管(20)之间具有冲压槽(10)，其特征在于，所述冲压槽(10)包括底面(12)和前端面(13)，并将所述前端面(13)与所述底面(12)衔接的位置设计为过渡弧面(11)；
所述过渡弧面(11)的设计步骤包括：
步骤S1：确定所述底面(12)与所述过渡弧面(11)之间的夹角，所述夹角由公式(1)确定，
其中，θ为所述夹角，R1为所述分流管(20)的最大半径，H1为相邻两个所述分流管(20)的中心轴线之间的距离；
步骤S2：确定所述过渡弧面(11)的半径；
步骤S3：确定所述过渡弧面(11)的弧长。
8.根据权利要求7所述的冲压管件的设计方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述过渡弧面(11)的半径在所述步骤S3中，所述过渡弧面(11)的弧长为
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