CN110116170B - 一种膨胀管缩口方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种膨胀管缩口方法，通过模具冲击工件形成向内翻转缩口的膨胀管，对工件进行加热使工件软化，每次冲击的力度小于100千克力。对膨胀管端部进行加热软化后采用模具进行冲击，当冲击力度大于100千克力时，容易使膨胀管发生扭曲，当力度太小时，膨胀管内缩口加工效率太低，同时能够对膨胀管进行第二次塑性，便于膨胀管端部密度的提高，有效的提高了膨胀管与内缩口之间的连接强度和内缩口的结构强度，便于膨胀管与外部连接件之间连接强度的提高，加工内缩口时同时旋转膨胀管，便于内缩口增厚均匀度的提高，便于膨胀管内缩口端的美观，便于加工质量的提高。

Description

一种膨胀管缩口方法

技术领域

本发明涉及缩口加工技术领域，特别是一种膨胀管缩口方法。

背景技术

缩口工件在生活的应用非常广泛，随着科技的进步和发展，对各项技术的应用和技术的要求也越来越高，缩口工件在致裂装置上应用越来越多，一般的压力容器封头的缩口成型采用的方法是旋压，旋压成型易造成缩口的圆度低(即呈椭圆形)，给后期的压力容器装配带来困难。

如专利CN200710185660.1是目前普遍采用的缩口加工制造压力容器的方法，通过双端旋压缩口加工成型后，进行淬火和回火保温，加工时间长， 缩口端轴向向外增厚。

申请号CN200920196261.X公开了一种液压机上一次成型压力容器封头缩口模具，包括上模座、压头、校形滑块、缩口模、弹性体、下模固定板、垫板、下模座和斜楔顶杆、螺栓组成。液压机上横梁带动上模向下运动时，校形滑块处于收缩状态，缩口模与校形滑块之间保留很大的间隙，能使坯料顺利挤入缩口模，封头纵向不会发生材料堆积，实现缩口。再利用液压机顶出装置，推动斜楔顶杆向上运动，使校形滑块打开，对冲击部位进行校形，消除缩口时产生的起皱，满足零件的精度要求。本实用新型的模具结构简单，成型零件尺寸精度高，而且成型效率高，是旋压成形的2-3倍。

申请号为CN201810873619.1公开了一种管件挤压成型装置，在芯棒插入管件内通过上模具和下模具对管件端末挤压，挤压成型后的管件至少包括并排相连的两部分，其结构简单、紧凑，可避免管件挤压后发生损伤的现象；此外，本发明还提供了一种管件自动端末机，通过将管件挤压成型装置、管件钻孔装置、管件扩口和冲扁装置、管件缩口装置、管件打点装置结合为一体，其结构简单、操作方便，可满足管件端末加工的不同需求，组装成本相对更低，产品更具市场竞争力。

申请号为201710359644.3公开了一种缩口加工方法及其所使用的缩口模具和应用，缩口加工方法是先通过夹具固定住管材，再通过夹具旋转管材和加热管材端部，将管材端部加热至接近或达到塑性变形后，缩口模具前部接触到管材端部后，管材端部从缩口模具前部向尾部移动，缩口模具对管材端部进行挤压成型。管材通过缩口加工方法制成压力容器。所述缩口模具是在基体上设有横向部、圆弧部、支撑部和纵向部，横向部与纵向部之间设有圆弧部，支撑部与圆弧部之间为横向部。本发明具有加工方法简单快速，能加工出不同形状的缩口端，缩口端一致性好，缩口端轴向向外增厚或缩口端轴向向内增厚，加工方法和缩口模具能工业化应用。

但该方法在对管材或者工件进行加工过程中，当对工件的端部进行内缩口加工时，内缩口增厚不均匀，或因挤压力度过大造成工件扭曲，影响加工质量，同时加工出的产品结构强度不够，容易出现断裂，进而影响工件与外部连接件之间的连接密封效果。

发明内容

本发明的目的是，克服现有技术的上述不足，而提供一种端部美观、增厚均匀，便于外部连接件连接和提高连接强度、密封效果突出的膨胀管缩口方法。

本发明的技术方案是：一种膨胀管缩口方法，通过模具冲击工件形成向内翻转缩口的膨胀管，对工件进行加热使工件软化，每次冲击的力度小于100千克力。

优选地，所述冲击力度为5-50千克力。

更选地，所述冲击力为30千克力。

进一步，所述冲击的同时旋转膨胀管。

进一步，所述对冲击后的膨胀管进行通孔，通孔后缩口形成内凹口。

进一步，所述内凹口与膨胀管内壁呈斜线、弧线或抛物线。

进一步，所述内凹口为内凹缩口。

进一步，所述内凹缩口内小外大呈漏斗状结构。

进一步，所述模具包括模具本体和用于挤压增厚的冲击部，模具本体上设有安装部，冲击部包括横向部、纵向部和圆弧部，纵向部位于横向部的上端面，圆弧部位于纵向部与横向部之间，圆弧部内设有阶梯或凸起，模具本体上还设有通孔刀。

进一步，所述凸起成线性分布，凸起呈圆弧状，凸起最高点与圆弧部之间的距离为0.5-20mm，优选的，凸起位于圆弧部的中间，圆弧部的左右两端为光滑曲面，相邻两凸起之间的横向距离为加工件厚度的0.05-0.5倍。

本发明具有如下特点：

1、对膨胀管端部进行加热软化后采用模具进行冲击，当冲击力度大于100千克力时，容易使膨胀管发生扭曲，当力度太小时，膨胀管内缩口加工效率太低，同时能够对膨胀管进行第二次塑性，便于膨胀管端部密度的提高，有效的提高了膨胀管与内缩口之间的连接强度和内缩口的结构强度，便于膨胀管与外部连接件之间连接强度的提高，加工内缩口时同时旋转膨胀管，便于内缩口增厚均匀度的提高，便于膨胀管内缩口端的美观，便于加工质量的提高。

2、内缩口内形成内凹口，内凹口为内凹缩口，当膨胀管内存放高压气体或液体时，内部高压使内凹缩口紧缩，内凹缩口呈漏斗状，使内凹缩口的受力均匀，便于内凹缩口结构强度的提高和使用寿命的提高，进一步的便于内缩口与外部工件的连接强度和密封效果。

3、模具上设有冲击部，冲击部用于对膨胀管端部进行冲击实现内宿口并增厚，冲击部的圆弧部上阶梯或凸起的设置，当对膨胀管进行冲击时，膨胀管旋转受阶梯和凸起的挤压，降低了膨胀管端部向外凸出，有效的提高了膨胀管内缩口内翻边增厚的效果和效率，有效的提高了加工效率，便于工业化应用。

以下结合附图和具体实施方式对本发明的详细结构作进一步描述。

附图说明

图1—为模具结构示意图；

图2—为模具上圆弧部结构的放大示意图；

图3—为模具圆弧部的另一种结构的放大示意图；

图4—为膨胀管剖视图；

1—模具本体，2—纵向部，3—圆弧部，4—横向部，5—膨胀管，6—通孔刀，7—紧固螺栓，8—安装孔，9—加强部，10—安装部，11—左端面，12—右端面，13—圆弧刃，14—凹槽，15—凸起，16—内凹缩口，17—增厚部。

具体实施方式

如图1-4所示：一种膨胀管5缩口方法，膨胀管5管壁厚度为5mm，内径为20mm，通过模具冲击工件形成向内翻转缩口的膨胀管5，对工件进行加热至500-1800℃使工件软化，每次冲击的力度小于100千克力。

优选地，冲击力度为5-50千克力；更选地，冲击力为30千克力，当冲击力度过小时，对膨胀管5缩口效果差，加工时间长效率低，当冲击力大于100千克力时，缩口力度过大，不利于均匀增厚，同时还可以根据膨胀管5的材料以及软化的程度调整冲力度；冲击的同时使膨胀管5向模具的尾部缓慢移动做相对运动，同时给与膨胀管5轴线上的挤压力进行挤压，冲击的次数为10-50次。

冲击的同时旋转膨胀管5，膨胀管5旋转线速度为2-20m/s，优选地，旋转线速度2-10m/s,更优地，旋转线速度为3m/s，当旋转线速度过低时，不利于膨胀管5缩口的增厚，当线速度过大时，因膨胀管5端部加热软化，旋转惯性较大，容易使膨胀管5缩口过程中扭曲或者折断。

对冲击后的膨胀管5采用模具上的通孔刀6进行通孔，通孔后缩口形成内凹口。

通孔刀6设于模具上，通孔刀6前端呈圆锥形，位于模具本体1的右侧，通孔刀6与模具本体1之间设有加强部9，通孔刀6一侧设有安装孔8，安装孔8用于安装丝锥和套丝，模具右端设有紧固螺栓7。

通孔刀6前端呈圆锥形，所形成的内凹口与膨胀管5内壁呈斜线、弧线或抛物线，优选地，通孔刀6始终处于膨胀管5的中心轴线上，加工时将内凹口定型于膨胀管5中心轴线上，使内凹口与膨胀管5内部之间呈抛物线状，便于外部连接件的连接，降低连接件与膨胀管5连接处折断的可能。

通孔刀6前端呈圆锥形，通过控制通孔刀6的进刀量实现内凹口为内凹缩口16，内凹缩口16内小外大呈漏斗状结构，便于膨胀管5与外部连接件之间的连接强度和密封效果。

膨胀管5完成通孔后对其进行刮边，丝攻。挤压刮边，停止对膨胀管5加热，对膨胀管5端部受挤压后凸出膨胀管5管壁的凸出部进行挤压刮边，采用模具的端部对凸出部进行挤压刮边，使端部与膨胀管5管壁保持平整，便于提高膨胀的美观，以及便于提高膨胀管5端部增厚部17的均匀度，便于受力均匀；同时便于外部连接件与膨胀管5之间的连接。

丝攻，待温度降低至400-600℃时，对膨胀管5端部的通孔进行丝攻，使膨胀管5形成内螺纹，丝攻后对膨胀管5端口进行倒圆角，倒圆角的设置便于增大外部连接件与膨胀管5之间的接触面积，便于给外部连接件提供高强度的支撑力，降低连接件折断的可能。

完成倒圆角后还可以对膨胀管5的另一端采用上述步骤进行加工或者将膨胀管5的另一端进行封口。

模具包括模具本体1和用于挤压增厚的冲击部，模具本体1上设有安装部10，冲击部包括横向部4、纵向部2和圆弧部3，纵向部2位于横向部4的上端面，圆弧部3位于纵向部2与横向部4之间，圆弧部3内设有阶梯或凸起15，当对膨胀管5进行冲击时，膨胀管5端部与纵向部2接触，对膨胀管5进行冲击，横向部4与膨胀管5中心轴线平行，防止膨胀管5发生扭曲折弯，起到限位和导向作用，膨胀管5受冲击的同时旋转受圆弧部3的刮挤，便于膨胀管5内增厚，冲击的同时膨胀管5相对冲击部做线性运动，与圆弧部3呈r角，r角为0-30°，优选地，r角为2°，冲击时使膨胀管5端部呈一定角度，便于膨胀管5端部缩口实现内翻边增厚，r角不宜过大，当r角过大时容易出现向翻边，不利于膨胀管5的缩口增厚效果。

纵向部2为平板或者直板，纵向部2与横向部4垂直，纵向部2的前端面与模具本体1的横向中心轴线成角度R，角度R为1-89°，优选的，角度R为2-5°，冲击时使膨胀管5与纵向部2呈一定角度，便于圆弧部3对膨胀管5端部进行刮挤，便于膨胀管5端部的内翻边及其增厚部17的增厚；纵向部2右端与模具本体1之间的距离为L，另外模具与膨胀管5端部接触后相对膨胀管5轴向移动进行冲击，冲击后移动的距离为S，膨胀管5的增厚有L和移动距离S共同决定增厚部17的增厚。

在另一个实施例中，圆弧部3内设有若干个凸起15，凸起15成线性分布，凸起15呈圆弧状，凸起15最高点与圆弧部3之间的距离为0.5-20mm，凸起15过高不利于膨胀管5端部的增厚和内翻边。

优选地，凸起15位于圆弧部3的中间，圆弧部3的左右两端为光滑曲面，相邻两凸起15之间的横向距离为膨胀管5厚度的0.05-0.5倍，便于膨胀管5增厚内翻边效率的提高。

在另一个实施例中，阶梯包括左端面11、右端面12和圆弧刃13，圆弧刃13位于左端面11与右端面12之间，相邻两阶梯之间为凹槽14，凹槽14的深度为0.5-10mm，相邻两阶梯之间的横向距离为膨胀管5厚度的0.05-0.5倍之间，优选地，凹槽14的深度为0.5-10mm，相邻两阶梯之间的横向距离为膨胀管5厚度的0.05-0.5倍之间，便于膨胀管5端部受热后的塑性变形内翻边，同时便于提高内翻边的效果和效率，便于膨胀管5端部增厚的均匀度；优选地，左端面11坡度小于右端面12坡度，使膨胀管5通过圆弧刃13到达右端面12时的落差更大，更加有利于内翻边的形成。

采用模具对膨胀管5进行加工通过冲击、通孔、挤压刮边、丝攻等工序，使膨胀管5端部形成增厚部17和内凹口，从而实现一体成型，避免了采用常规的浇铸或焊接方式加工，同时提高的膨胀管5端部的结构强度，便于与外部连接之间的连接和密封效果的提升，同时有效的提高了加工效率，有效保证了每根膨胀管5的加工质量，便于工业化应用，本发明中的膨胀管5为致裂器，或者是压力容器类工件。

以上详细描述了本发明的优选实施方案，但显然本发明并不仅限于上述实施方案。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等效变型，这些等效变型均属于本发明的保护范围。另外，需要说明的是，在上述的具体实施方案中所描述的各个技术特征可以另行独立进行组合，只要其在本发明的技术构思范围内即可。

Claims (7)

1.一种膨胀管缩口方法，通过模具挤压冲击工件形成向内翻转缩口的膨胀管，其特征在于：对工件进行加热使工件软化，每次冲击的力度小于100千克力；所述模具包括模具本体和用于挤压增厚的冲击部，模具本体上设有安装部，冲击部包括横向部、纵向部和圆弧部，纵向部位于横向部的上端面，圆弧部位于纵向部与横向部之间，圆弧部内设有阶梯，模具本体上还设有通孔刀，当对膨胀管进行冲击时，膨胀管端部与纵向部接触，对膨胀管进行冲击，横向部与膨胀管中心轴线平行，膨胀管受冲击的同时旋转，膨胀管端部受圆弧部的刮挤，便于膨胀管内增厚，冲击的同时膨胀管相对冲击部做线性运动；阶梯包括左端面、右端面和圆弧刃，圆弧刃位于左端面与右端面之间，相邻两阶梯之间为凹槽，凹槽的深度为0.5-10mm，相邻两阶梯之间的横向距离为膨胀管厚度的0.05-0.5倍之间。

2.根据权利要求1所述的膨胀管缩口方法，其特征在于：所述冲击的力度为5-50千克力。

3.根据权利要求1所述的膨胀管缩口方法，其特征在于：所述冲击的力度为30千克力。

4.根据权利要求1所述的膨胀管缩口方法，其特征在于：所述模具本体上还设有通孔刀，用于对冲击后的膨胀管进行通孔，通孔后缩口形成内凹口。

5.根据权利要求4所述的膨胀管缩口方法，其特征在于：所述内凹口与膨胀管内壁呈斜线或弧线。

6.根据权利要求4或5所述的膨胀管缩口方法，其特征在于：所述内凹口为内凹缩口。

7.根据权利要求6所述的膨胀管缩口方法，其特征在于：所述内凹缩口内小外大呈漏斗状结构。

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