CN111496053A - 一种反压限位式金属三通管复合胀形装置 - Google Patents

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韩志仁
杜思敏
贾震
裴玉华
杜昕洋
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

一种反压限位式金属三通管复合胀形装置，包括凹模及冲头，凹模为分体式结构，凹模内设有主管成型腔和支管成型腔，管坯置于主管成型腔内，冲头位于管坯两端；支管成型腔内设有反压限位机构，反压限位机构包括弹性反压介质、刚性垫片及刚性限位杆；弹性反压介质采用弹性橡胶柱或弹簧，弹性橡胶柱采用空心圆柱结构；刚性限位杆垂直固连在刚性垫片侧面圆心处，刚性限位杆朝向支管成型腔腔底；弹性橡胶柱或弹簧同轴套装在刚性限位杆上，弹性橡胶柱或弹簧一端抵靠在刚性垫片上，另一端抵靠在支管成型腔的腔底。本发明可在支管成型腔内对管坯金属材料产生反压力和限位作用，保证管坯金属材料在支管成型腔内形成稳定的延伸，可使支管的有效成型长度更长。

Description

一种反压限位式金属三通管复合胀形装置
技术领域
本发明属于金属三通管复合胀形技术领域，特别是涉及一种反压限位式金属三通管复合胀形装置。
背景技术
在传统的金属三通管胀形过程中，先将橡胶棒放入管坯内，再将放有橡胶棒的管坯放入模具内，最后利用冲头沿轴向等速移动压缩管坯和橡胶棒，使管坯内的橡胶棒提供的内压力逐渐增加，从而迫使管坯金属材料沿模具内的支管成型腔流动，直到在支管成型腔内形成所需支管。但是，支管在支管成型腔内的成型长度通常比较小，而且成型后的支管无法加工螺纹，同时成型后的金属三通管容易产生褶皱和裂纹等缺陷，导致利用传统胀形装置制造的金属三通管不能完全应用于航空航天领域。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种反压限位式金属三通管复合胀形装置，能够在支管成型腔内对流动的管坯金属材料产生反压力和限位作用，保证管坯金属材料在支管成型腔内形成稳定的延伸，可使支管的有效成型长度更长，同时避免金属三通管产生褶皱和裂纹等缺陷。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种反压限位式金属三通管复合胀形装置，包括凹模及冲头，所述凹模采用分体式结构，在凹模内开设有主管成型腔和支管成型腔，主管成型腔用于放置管坯，所述冲头位于管坯两端；其特点是：在所述支管成型腔内设有反压限位机构，所述反压限位机构包括弹性反压介质、刚性垫片及刚性限位杆；所述弹性反压介质采用弹性橡胶柱或弹簧，所述弹性橡胶柱采用空心圆柱结构；所述刚性限位杆垂直固连在刚性垫片一侧表面的圆心处，刚性限位杆朝向支管成型腔的腔底；所述弹性橡胶柱或弹簧同轴套装在刚性限位杆上，弹性橡胶柱或弹簧一端抵靠在刚性垫片上，弹性橡胶柱或弹簧另一端抵靠在支管成型腔的腔底。
所述弹性橡胶柱的轴向长度大于刚性限位杆的轴向长度，且弹性橡胶柱的中心孔径大于刚性限位杆的杆体直径。
所述弹簧处于自然状态时的轴向长度大于刚性限位杆的轴向长度，且弹簧的内径大于刚性限位杆的杆体直径。
本发明的有益效果：
本发明的反压限位式金属三通管复合胀形装置，能够在支管成型腔内对流动的管坯金属材料产生反压力和限位作用，保证管坯金属材料在支管成型腔内形成稳定的延伸，可使支管的有效成型长度更长，同时避免金属三通管产生褶皱和裂纹等缺陷。
附图说明
图1为本发明的一种反压限位式金属三通管复合胀形装置(一侧半模未示出且弹性反压介质采用弹性橡胶柱)的立体图；
图2为本发明的一种反压限位式金属三通管复合胀形装置(一侧半模未示出且弹性反压介质采用弹簧)的立体图；
图3为本发明的一种反压限位式金属三通管复合胀形装置(弹性反压介质采用弹性橡胶柱)胀形前的平面剖视图；
图4为本发明的一种反压限位式金属三通管复合胀形装置(弹性反压介质采用弹性橡胶柱)胀形后的平面剖视图；
图5为本发明的一种反压限位式金属三通管复合胀形装置(弹性反压介质采用弹簧)胀形前的平面剖视图；
图6为本发明的一种反压限位式金属三通管复合胀形装置(弹性反压介质采用弹簧)胀形后的平面剖视图；
图中，1—凹模，2—冲头，3—管坯，4—反压限位机构，5—刚性垫片，6—刚性限位杆，7—弹性橡胶柱，8—弹簧，9—橡胶棒。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
如图1～6所示，一种反压限位式金属三通管复合胀形装置，包括凹模1及冲头2，所述凹模1采用分体式结构，在凹模1内开设有主管成型腔和支管成型腔，主管成型腔用于放置管坯3，所述冲头2位于管坯3两端；在所述支管成型腔内设有反压限位机构4，所述反压限位机构4包括弹性反压介质、刚性垫片5及刚性限位杆6；所述弹性反压介质采用弹性橡胶柱7或弹簧8，所述弹性橡胶柱7采用空心圆柱结构；所述刚性限位杆6垂直固连在刚性垫片5一侧表面的圆心处，刚性限位杆6朝向支管成型腔的腔底；所述弹性橡胶柱7或弹簧8同轴套装在刚性限位杆6上，弹性橡胶柱7或弹簧8一端抵靠在刚性垫片5上，弹性橡胶柱7或弹簧8另一端抵靠在支管成型腔的腔底。
所述弹性橡胶柱7的轴向长度大于刚性限位杆6的轴向长度，且弹性橡胶柱7的中心孔径大于刚性限位杆6的杆体直径。
所述弹簧8处于自然状态时的轴向长度大于刚性限位杆6的轴向长度，且弹簧8的内径大于刚性限位杆6的杆体直径。
下面结合附图说明本发明的一次使用过程：
先将凹模1的两个半模扣合固连在一起并水平放置到工作台上，在凹模1组装过程中将反压限位机构4安放到支管成型腔内；当凹模1组装结束后，选取一根待成型的管坯3，然后将一根适配好的橡胶棒9(优选聚氨酯橡胶棒)穿入管坯3内，再将穿有橡胶棒9的管坯3送入凹模1的主管成型腔中，然后在主管成型腔的两端腔口处分别插入一个冲头2，使管坯3和橡胶棒9夹在两个冲头2之间，最后将组装好的胀形装置送入压力机中。
启动压力机，对两个冲头2沿轴向等速施加压力，以压缩管坯3和橡胶棒9，而管坯3在轴向压力和橡胶棒9提供的内压力共同作用下，管坯金属材料会在支管成型腔处逐渐产生凸起，一开始凸起比较小，还不能与刚性垫片5接触，这一过程属于自由胀形阶段和不稳定变形阶段，直到凸起的支管端部与刚性垫片5接触后，凸起部分开始会对刚性垫片5产生压力，而该压力会传递给弹性橡胶柱7(优选聚氨酯橡胶柱)或弹簧8，并对弹性橡胶柱7或弹簧8产生压缩，而弹性橡胶柱7或弹簧8在压缩过程中则会同步产生对支管端部的反压力，通过该反压力使支管实现稳定延长，当刚性限位杆6随着刚性垫片5移动并顶靠在支管成型腔的腔底后，压缩弹性橡胶柱7或弹簧8的压缩过程结束，此时的反压力也不再增加，刚性垫片5也达到极限位置并形成固定约束，此时支管的长度也不再增加，最终使支管端部形成平面结构。
另外，可以事先准备若干刚性垫片5以及若干轴向长度不同的弹性橡胶柱7或弹簧8，且每个刚性垫片5上固连的刚性限位杆6的轴向长度各不相同，从而通过刚性限位杆6与弹性橡胶柱7或弹簧8的自由组合，便可以实现支管长度的多样性调节。
实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。

Claims (3)

1.一种反压限位式金属三通管复合胀形装置，包括凹模及冲头，所述凹模采用分体式结构，在凹模内开设有主管成型腔和支管成型腔，主管成型腔用于放置管坯，所述冲头位于管坯两端；其特征在于：在所述支管成型腔内设有反压限位机构，所述反压限位机构包括弹性反压介质、刚性垫片及刚性限位杆；所述弹性反压介质采用弹性橡胶柱或弹簧，所述弹性橡胶柱采用空心圆柱结构；所述刚性限位杆垂直固连在刚性垫片一侧表面的圆心处，刚性限位杆朝向支管成型腔的腔底；所述弹性橡胶柱或弹簧同轴套装在刚性限位杆上，弹性橡胶柱或弹簧一端抵靠在刚性垫片上，弹性橡胶柱或弹簧另一端抵靠在支管成型腔的腔底。
2.根据权利要求1所述的一种反压限位式金属三通管复合胀形装置，其特征在于：所述弹性橡胶柱的轴向长度大于刚性限位杆的轴向长度，且弹性橡胶柱的中心孔径大于刚性限位杆的杆体直径。
3.根据权利要求1所述的一种反压限位式金属三通管复合胀形装置，其特征在于：所述弹簧处于自然状态时的轴向长度大于刚性限位杆的轴向长度，且弹簧的内径大于刚性限位杆的杆体直径。
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