CN107052125A

CN107052125A - 一种水龙头管体成形装置及用其成形水龙头管体的方法

Info

Publication number: CN107052125A
Application number: CN201710197428.3A
Authority: CN
Inventors: 罗建斌; 吴量; 贾宇坤; 苗明达; 苏海迪
Original assignee: Guangxi University of Science and Technology
Current assignee: Guangxi University of Science and Technology
Priority date: 2017-03-29
Filing date: 2017-03-29
Publication date: 2017-08-18

Abstract

一种水龙头管体成形装置，包括液压产生系统、液压胀形压机和内高压成形模具，内高压成形模具包括上模和下模，上、下模内表面开有非对称“T”形圆模孔，包括短、长端圆模孔和垂直设置歧管圆槽，长、短端圆模孔安装左、右推头顶紧密封，右推头进油孔道与高压油路连通，歧管圆模孔内安装背压活塞，左、右推头及背压活塞分别与液压胀形压机的左、右油缸及背压油缸连接。用其制造水龙头管体的方法包括步骤：S1采用内高压成形技术制造水龙头管体半成品，S2.采用常规弯管工艺成形水龙头管体成品。该装置设计科学，用该成形装置制造形状复杂水龙头管体的方法充分发挥内高压成形技术和常规弯管工艺的优势，能使歧管端精确成形，管体成形质量好。

Description

一种水龙头管体成形装置及用其成形水龙头管体的方法

技术领域

本发明属机械加工技术领域，涉及一种管材加工装置及方法，特别是一种水龙头管体成形装置及用其成形水龙头管体的方法。

背景技术

水龙头为卫浴五金产品之一，其特点一是组织致密、结构紧凑，二是非对称性，一般为带弯曲端的三通管，其直线端为主水管连接口，弯曲端作为出水口，腰部为开关安装口（歧管口）；由于以上特点给制作带来很大的麻烦（成形难度大）。

传统的水龙头（产品毛坯）主要采用铸造工艺，先是根据产品图纸设计模具及工艺，然后进行模具加工和制造，最后试模并不断调整设备参数来验证铸造工艺合理性；该技术的不足之处是：

1．由于水龙头组织致密、结构紧凑，要求铸件结构、浇注系统以及工艺参数等设置十分合理，否则会在实际生产中产生各种铸造缺陷，影响成形产品质量（水龙头产品制造工程中三分之二的缺陷都由第一道工序“铸造”产生）；

2．铸造工艺中，铸造充型时间长，金属型模具传热速度快，充型过程中伴随大量能量损失，导致能耗大；

3．由于水龙头成形难度大，传统制造工艺所涉及的成形影响因素众多，而且多因素之间可能产生相互耦合的作用，故往往要经过多次试模，通过不断的调整设备参数来验证铸造工艺的合理性，如果试制产品合格率太低，则需修改工艺方案和模具，然后在进行下一次试模，直至保证产品合格率，不仅工期长，而且成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水龙头管体成形装置及用其成形水龙头管体的方法，以克服上述已有技术存在的不足。

本发明采取的技术方案是：一种水龙头管体成形装置，包括液压产生系统、液压胀形压机和内高压成形模具，所述液压胀形压机包括工作台、液压缸、左推头、左油缸、右推头、右油缸、背压活塞和背压油缸；所述内高压成形模具包括上模和下模，所述上模内表面开有非对称“T”形上凹圆槽，所述上凹圆槽包括短端上凹圆槽和长端上凹圆槽，短端上凹圆槽延伸出上模左侧，长端上凹圆槽延伸出上模右侧，长端上凹圆槽与短端上凹圆槽同轴，其交汇处垂直设置的圆槽为对应水龙头开关安装端的上歧管圆槽，上歧管圆槽延伸出上模背侧，上凹圆槽半径与水龙头坯管的半径一致，上凹圆槽对称两侧的上模内表面上设有定位销孔；

所述下模与上模相对的内表面开有与上凹圆槽对应的非对称“T”形下凹圆槽，包括短端下凹圆槽和长端下凹圆槽，短端下凹圆槽延伸出下模左侧，长端下凹圆槽延伸出下模右侧，长端下凹圆槽与短端下凹圆槽同轴，其交汇处垂直设置的圆槽为对应水龙头开关安装端的下歧管圆槽，下歧管圆槽延伸出下模背侧，下凹圆槽半径与水龙头坯管的半径一致，下凹圆槽对称两侧的下模内表面上设有与定位销孔对应的定位销；上、下模周边设有用于与液压胀形压机连接的安装螺孔；

所述下模安装在液压胀形压机的工作台并通过螺栓连接固定，所述上模安装在下模上部并与液压胀形压机的液压缸连接，上、下模合模后，上凹圆槽与下凹圆槽构成圆模孔，短端上凹圆槽与短端下凹圆槽构成短端圆模孔，长端上凹圆槽与长端下凹圆槽构成长端圆模孔，上歧管圆槽与下歧管圆槽构成歧管圆模孔；工作时安装在长端圆模孔和短端圆模孔内的水龙头坯管左端通过左推头顶紧密封，右端通过右推头顶紧密封，右推头的进油孔道与液压产生系统的高压油路连通，延伸出上下模背侧的歧管圆模孔内安装液压胀形压机的背压活塞，所述左推头与液压胀形压机的左油缸连接，所述右推头与液压胀形压机的右油缸连接，背压活塞与液压胀形压机的背压油缸连接。

其进一步的技术方案是：所述左推头包括左连接头和左推杆，左推杆中心开有排气孔道，左连接头上设有与排气孔道相通的排气口，所述右推头包括右连接头和右推杆，所述右推杆中心开有进油孔道，右连接头上设有与进油孔道相通的进油口，所述左推杆外周与短端圆模孔之间设有密封圈，右推杆外周与长端圆模孔之间设有密封圈。

其另一技术方案是：一种水龙头管体的成形方法，该方法为利用上述一种水龙头管体成形装置制造水龙头管体的方法，包括下述步骤：

S1.采用内高压成形制造水龙头管体半成品

S11.安装内高压成形模具：将内高压成形模具下模安装在液压胀形压机工作台上，上模安装在下模上方并与液压缸连接；

S12.安装水龙头坯管：将直筒坯管置于内高压成形模具下模内，拟加工的进水口端置于短端圆模孔，出水口端置于长端圆模孔，左推头安装在短端圆模孔，右推头安装在长端圆模孔，左推头与液压胀形压机的左油缸连接，右推头与液压胀形压机的右油缸连接，背压活塞与液压胀形压机的背压油缸连接；

S13.合模并连接液压油路：启动液压缸合上上模，启动左、右油缸推动左、右推头将直筒坯管两端的端口堵紧封闭，用通液管将液压产生系统的高压液输送端的油路与右推头的进油孔道连通并密封好，启动背压油缸推动背压活塞并贴近直筒坯管；

S14.排气充液：启动液压产生系统的高压油泵将直筒坯管内的空气排除，将左推头的排气口密封好，继续向直筒坯管内注满油液；

S15.施压胀形：向直筒坯管内的油液施加高压力，使坯管件向歧管圆模孔胀形，并通过左、右油缸控制左、右推头推进补料，同时缓慢退出背压活塞，通过控制背压活塞退出的深度实现对胀形尺寸的控制形成所需尺寸的歧管，到达设定尺寸位置后保压；

S16.泄压开模：将内高压成形模具内压力泄除，回抽油液，开模取出带有歧管的水龙头非对称三通管—水龙头管体半成品；

S2.成形水龙头管体成品

S21.采用常规弯管工艺将经步骤S1得到的水龙头管体的长端弯曲成所需弧度；

S22.将歧管端封闭面切开得到水龙头开关安装口，完成水龙头管体成形全过程，得到水龙头管体成品。

另一技术方案的进一步方案是：步骤S14所述通过左、右油缸控制左、右推头推进补料，是通过控制左、右油缸使左、右推头按照不同的轴向进给量向直筒坯管两端推进补料，靠近歧管的左推头端的轴向进给量较大于远离歧管的右推头端的轴向进给量，以保证充分的轴向进给补料，使歧管端精确成形。

更进一步：步骤S21所述常规弯管工艺是指拉弯成形、压弯成形、绕弯成形或滚弯成形的工艺。

由于采取上述技术方案，本发明之一种水龙头管体成形装置及用其成形水龙头管体的方法具有以下有益效果：

1．本发明之一种水龙头管体成形装置包括一种区别于常规对称三通管（T形管）的非对称三通管内高压成形模具，其轴向进给补料由两端推头提供，管坯内压力由两端端头中某一端提供，三通歧管端背压力由背压活塞提供，可防止歧管端材料自由胀形，在轴向进给时，根据非对称三通管及金属流动性的特点，靠近歧管端，管坯所受摩擦作用小，易于将管坯材料推挤入歧管，进给补料效果明显，而远离歧管端作用正好相反，操作时靠近三通歧管端设置比远离歧管端较大的轴向进给（大三分之一），因而能保证充分的轴向进给补料，使歧管端精确成形；

2. 一种水龙头管体的成形方法针对水龙头常规成形的复杂性，难以成形出理想的成形件，充分利用两种成形方式的优点，先用本一种水龙头管体装置，通过内高压成形技术成形出水龙头的开关安装口（三通歧管），然后发挥常规弯管易于成形优势，采用常规弯曲工艺对水龙头出水口端弯曲成形，从而实现对该类水龙头管体的精确成形，不仅充分发挥内高压成形技术强度刚度好、模具数量少和成本低以及一体成形等优点，成形效率高，而且由于其一体成形，管件成形质量好，管件组织致密及结构紧凑，从而弥补了铸造工艺方法的不足。

下面结合附图和实施例对本发明之一种水龙头管体成形装置及用其成形水龙头管体的方法的技术特征作进一步的说明。

附图说明

图1～图2为本发明一种水龙头管体成形装置示意图：

图1为主视图，图2为图1之A-A剖视图(下凹圆槽内有水龙头管体半成品)；

图3～图5为内高压模具示意图：

图3为上模之下表面结构示意图，图4为图3之左视图，图5为下模之上表面结构示意图，图6为图5之左视图，

图7～图11为上下模合模状态示意图：

图7为主视图，图8为图7之左视图，图9为图7之后视图，图10为立体效果图，图11为图10之透视图；

图12为水龙头直筒管坯示意图；

图13为水龙头管体半成品（带有歧管的半成品）示意图；

图14为水龙头管体成品图；

图中：

1—液压缸，2—上模，21—短端上凹圆槽，22—长端上凹圆槽，23—上歧管圆槽，24—定位销孔，3—右推头，31—进油孔道，4—下模，41—短端下凹圆槽，42—长端下凹圆槽，43—下歧管圆槽，44—定位销，5—工作台，6—左推头，61—排气孔道，7—背压活塞，8—液压产生系统，9—直筒坯管，10—水龙头管体半成品，101—进水口端，102—出水口端，103—开关安装端（歧管），11—水龙头管体成品，12—右油缸，13—左油缸，14—背压油缸。

具体实施方式

实施例一

一种水龙头管体成形装置，包括液压产生系统8、液压胀形压机和内高压成形模具，所述液压胀形压机包括工作台5、液压缸1、左推头6、左油缸13、右推头3、右油缸12、背压活塞7和背压油缸14；所述内高压成形模具包括上模2和下模4，所述上模内表面开有非对称“T”形上凹圆槽，所述上凹圆槽包括短端上凹圆槽21和长端上凹圆槽22，短端上凹圆槽延伸出上模左侧，长端上凹圆槽延伸出上模右侧，长端上凹圆槽与短端上凹圆槽同轴，其交汇处垂直设置的圆槽为对应水龙头开关安装端的上歧管圆槽23，上歧管圆槽延伸出上模背侧，上凹圆槽半径与水龙头坯管的半径一致，上凹圆槽对称两侧的上模内表面上设有定位销孔24；

所述下模与上模相对的内表面开有与上凹圆槽对应的非对称“T”形下凹圆槽，包括短端下凹圆槽41和长端下凹圆槽42，短端下凹圆槽延伸出下模左侧，长端下凹圆槽延伸出下模右侧，

长端下凹圆槽与短端下凹圆槽同轴，其交汇处垂直设置的圆槽为对应水龙头开关安装端的下歧管圆槽43，下歧管圆槽延伸出下模背侧，下凹圆槽半径与水龙头坯管的半径一致，下凹圆槽对称两侧的下模内表面上设有与定位销孔24对应的定位销44，上、下模周边设有用于与液压胀形压机连接的安装螺孔；

所述下模安装在液压胀形压机的工作台5并通过螺栓连接固定，所述上模安装在下模上部并与液压胀形压机的液压缸1连接，上、下模合模后，定位销孔24与定位销孔12配合定位，上凹圆槽与下凹圆槽构成圆模孔，短端上凹圆槽21与短端下凹圆槽41构成短端圆模孔，长端上凹圆槽22与长端下凹圆槽42构成长端圆模孔，上歧管圆槽23与下歧管圆槽43构成歧管圆模孔；所述短端圆模孔安装左推头6，长端圆模孔安装右推头3，歧管圆模孔安装背压活塞7，左推头6与液压胀形压机的左油缸13连接，右推头3与液压胀形压机的右油缸12连接，背压活塞7与液压胀形压机的背压油缸14连接。

工作时安装在长端圆模孔和短端圆模孔内的水龙头直筒坯管9左端通过左推头6顶紧密封，右端通过右推头3顶紧密封，右推头3的进油孔道31与液压产生系统8的高压油路连通。

所述左推头6包括左连接头和左推杆，左推杆中心开有排气孔道61，左连接头上设有与排气孔道61相通的排气口，所述右推头3包括右连接头和右推杆，所述右推杆中心开有进油孔道31，右连接头上设有与进油孔道31相通的进油口，所述左推杆外周与短端圆模孔之间设有密封圈，右推杆外周与长端圆模孔之间设有密封圈。

实施例二

一种水龙头管体的成形方法，所述制造方法是利用实施例一所述的一种水龙头管体成形装置制造水龙头管体的方法，包括下述步骤：

S1.采用内高压成形制造水龙头管体半成品

S12.安装水龙头坯管：将直筒坯管9置于内高压成形模具下模内，拟加工的进水口端置于短端圆模孔，出水口端置于长端圆模孔，左推头6安装在短端圆模孔，右推头3安装在长端圆模孔，左推头与液压胀形压机的左油缸13连接，右推头与液压胀形压机的右油缸12连接，背压活塞7与液压胀形压机的背压油缸14连接；

S13.合模并连接液压油路：启动液压缸合上上模，启动左、右油缸推动左、右推头将直筒坯管两端的端口堵紧封闭，用通液管将液压产生系统8的高压液输送端的油路与右推头的进油孔道连通并密封好，启动背压油缸推动背压活塞7并贴近直筒坯管；

S2.成形水龙头管体成品

上述步骤S14所述通过左、右油缸控制左、右推头推进补料，是通过控制左、右油缸使左、右推头按照不同的轴向进给量向直筒坯管两端推进补料，靠近歧管的左推头端的轴向进给量较大于远离歧管的右推头端的轴向进给量，以保证充分的轴向进给补料，使歧管端精确成形。{注：左、右推头的进给量控制是通过控制外接液压成形设备操控台操控设置实现，其具体控制量主要根据管坯尺寸和歧管端高度尺寸决定，一般需保证靠近歧管端的端头（左推头）进给量比远离歧管端（右推头）进给量多1/3。}

上述步骤S21所述常规弯管工艺是指拉弯成形、压弯成形、绕弯成形或滚弯成形的工艺。

名词解释

直筒坯管：是指用于制造水龙头管体成品、内径与水龙头管体一致、长度对应的金属管坯件；

水龙头管体半成品：是指通过内高压成形制造得到的直筒坯管得腰部形成歧管（水龙头开关安装口）的水龙头管体；

水龙头管体成品：是指将水龙头管体半成品的出水口端完成所需的弧度，形成具有出水口端、进水口端和水龙头开关安装口、而未安装水龙头开关的水龙头管体。

Claims

1.一种水龙头管体成形装置，其特征在于：包括液压产生系统（8）、液压胀形压机和内高压成形模具，所述液压胀形压机包括工作台（5）、液压缸（1）、左推头（6）、左油缸（13）、右推头（3）、右油缸（12）、背压活塞（7）和背压油缸（14）；所述内高压成形模具包括上模（2）和下模（4），所述上模内表面开有非对称“T”形上凹圆槽，所述上凹圆槽包括短端上凹圆槽（21）和长端上凹圆槽（22），短端上凹圆槽延伸出上模左侧，长端上凹圆槽延伸出上模右侧，长端上凹圆槽与短端上凹圆槽同轴，其交汇处垂直设置的圆槽为对应水龙头开关安装端的上歧管圆槽（23），上歧管圆槽延伸出上模背侧，上凹圆槽半径与水龙头坯管的半径一致，上凹圆槽对称两侧的上模内表面上设有定位销孔（24）；

所述下模与上模相对的内表面开有与上凹圆槽对应的非对称“T”形下凹圆槽，包括短端下凹圆槽（41）和长端下凹圆槽（42），短端下凹圆槽延伸出下模左侧，长端下凹圆槽延伸出下模右侧，长端下凹圆槽与短端下凹圆槽同轴，其交汇处垂直设置的圆槽为对应水龙头开关安装端的下歧管圆槽（43），下歧管圆槽延伸出下模背侧，下凹圆槽半径与水龙头坯管的半径一致，下凹圆槽对称两侧的下模内表面上设有与定位销孔（24）对应的定位销（44），上、下模周边设有用于与液压胀形压机连接的安装螺孔；

所述下模安装在液压胀形压机的工作台（5）并通过螺栓连接固定，所述上模安装在下模上部并与液压胀形压机的液压缸（1）连接，上、下模合模后，上凹圆槽与下凹圆槽构成圆模孔，短端上凹圆槽与短端下凹圆槽构成短端圆模孔，长上凹圆槽与长端下凹圆槽构成长端圆模孔，上歧管圆槽与下歧管圆槽构成歧管圆模孔；工作时安装在长端圆模孔和短端圆模孔内的水龙头坯管左端通过左推头（6）顶紧密封，右端通过右推头（3）顶紧密封，右推头（3）的进油孔道（31）与液压产生系统（8）的高压油路连通，延伸出上下模背侧的歧管圆模孔内安装液压胀形压机的背压活塞（7），所述左推头（6）与液压胀形压机的左油缸（13）连接，所述右推头（3）与液压胀形压机的右油缸（12）连接，背压活塞（7）与液压胀形压机的背压油缸（14）连接。

2.如权利要求1所述的一种水龙头管体成形装置，其特征在于：所述左推头（6）包括左连接头和左推杆，左推杆中心开有排气孔道（61），左连接头上设有与排气孔道（61）相通的排气口，所述右推头（3）包括右连接头和右推杆，所述右推杆中心开有进油孔道（31），右连接头上设有与进油孔道（31）相通的进油口，所述左推杆外周与短端圆模孔之间设有密封圈，右推杆外周与长端圆模孔之间设有密封圈。

3.一种水龙头管体的成形方法，其特征在于：该方法为利用权利要求2所述的一种水龙头管体成形装置制造水龙头管体的方法，包括下述步骤：

S1.采用内高压成形制造水龙头管体半成品

S12.安装水龙头坯管：将直筒坯管（9）置于内高压成形模具下模内，拟加工的进水口端置于短端圆模孔，出水口端置于长端圆模孔，左推头（6）安装在短端圆模孔，右推头（3）安装在长端圆模孔，左推头与液压胀形压机的左油缸（13）连接，右推头与液压胀形压机的右油缸（12）连接，背压活塞（7）与液压胀形压机的背压油缸（14）连接；

S13.合模并连接液压油路：启动液压缸合上上模，启动左、右油缸推动左、右推头将直筒坯管两端的端口堵紧封闭，用通液管将液压产生系统（8）的高压液输送端的油路与右推头的进油孔道连通并密封好，启动背压油缸推动背压活塞（7）并贴近直筒坯管；

S2.成形水龙头管体成品

4.如权利要求3所述的一种简易水龙头的成形方法，其特征在于：步骤S14所述通过左、右油缸控制左、右推头推进补料，是通过控制左、右油缸使左、右推头按照不同的轴向进给量向直筒坯管两端推进补料，靠近歧管的左推头端的轴向进给量较大于远离歧管的右推头端的轴向进给量，以保证充分的轴向进给补料，使歧管端精确成形。

5.如权利要求3所述的一种简易水龙头的成形方法，其特征在于：步骤S21所述常规弯管工艺是指拉弯成形、压弯成形、绕弯成形或滚弯成形的工艺。