CN112404261A - 一种大口径薄壁铂铑合金三通管及其成形装置、生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及贵重金属加工技术领域，具体涉及一种大口径薄壁铂铑合金三通管及其成形装置、生产方法，旨在解决现有技术中支管拉深过程中存在褶皱风险形成的问题，其技术要点在于：所述一种大口径铂铑合金三通管成形装置，包括薄壁管体紧固模块、支管成形模块及拉拔模块，所述薄壁管体紧固模块用于实现管坯型腔限位及定位支管成形模块作用，所述支管成形模块用于分步实现支管扩孔和定向拉深成形，所述拉拔装置用于为支管拉深提供定向牵引力，同时起到支管成形模块退模作用。有效地避免了分瓣焊接法带来的焊接表面不光滑和焊缝强度不足等潜在风险，同时也解决了传统支管拉深成形存在的起皱、应力不均及支管严重减薄难题。
Description
技术领域
本发明涉及贵重金属加工技术领域，具体涉及一种大口径薄壁铂铑合金三通管及其成形装置、生产方法。
背景技术
大口径薄壁铂铑合金三通管广泛应用于电子、光学及高档饰品玻璃行业，作为重要的载体部件使用，长期服役于1300℃以上高温环境并承受熔融玻璃液流体侵蚀，应用于如此极端使用环境，管道部件之间的过渡连接显得异常重要。三通管作为管道连接方式之一，起到流体转角和分流重要作用。
由于大口径薄壁型三通管结构特点，传统的铸造及液压胀形方法均无法满足加工要求，而采用分瓣焊接方法存在焊缝开裂风险。此外，由于玻璃熔体特性，过多的焊缝极易造成玻璃中存在气泡和条纹缺陷，玻璃良品率降低，而焊缝打磨又会造成贵金属损耗，增加制造成本。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中拉深过程中存在褶皱风险形成的缺陷，从而提供一种大口径薄壁铂铑合金三通管的成形装置。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种铂金通道用大口径铂铑合金三通管成形装置，包括薄壁管体紧固模块、支管成形模块及拉拔模块，所述薄壁管体紧固模块用于实现管坯型腔限位及定位支管成形模块作用，所述支管成形模块用于分步实现支管扩孔和定向拉深成形，所述拉拔装置用于为支管拉深提供定向牵引力，同时起到支管成形模块退模作用。
优选的，所述薄壁管体紧固模块包括抱箍、若干上压边板、压板连接杆、千斤顶、下压边件及底模，所述底模位于所述薄壁管体紧固模块底部，所述底模用于支撑管坯，所述抱箍位于所述底模的上方，若干所述上压边板沿所述薄壁管体紧固模块长度方向延伸设置，并且所述上压边板及所述下压边件位于所述底模与所述抱箍之间，所述千斤顶位于所述上压边板与所述下压边件之间，所述压板连接杆用于连接相邻所述上压边板。
优选的，所述支管成形模块包括限位销、拉深外模及扩孔内模，其中所述拉深外模及所述扩孔内模分别固定在所述下压板支管导向孔内，所述限位销用于对所述拉深外模及所述扩孔内模进行固定。
优选的，所述拉拔模块包括支撑端盖、推力轴承及拉深丝杆，其中所述支撑端盖位于所述底模的下方，并与所述底模固定设置，所述支撑端盖呈圆柱形设置，所述支撑端盖与所述支管限位孔同轴设置。
优选的，所述下压边件底面呈圆弧状设置，所述下压边件上设置有下压板支管导向孔，所述下压板支管导向孔与所述底模上支管导向孔同轴设置并且连通设置，所述下压边件长度方向两端分别设置有半圆形凹槽，并且所述半圆形凹槽上沿中心部位留有水平方向贯穿限位螺纹孔，所述限位螺纹孔与所述下压板支管导向孔连通设置。
优选的，所述拉深外模呈半球状设置，所述拉深外模内壁设置有圆弧形内槽，所述拉深外模顶部设置有吊耳，所述吊耳上设置有限位孔，所述限位销通过吊耳穿过所述拉深外模设置。
优选的，所述支撑端盖的底面中心设置有若干扇形观测槽和一定位孔，所述拉深丝杆包括螺纹杆、方形法兰及扭转棒，其中所述螺纹杆插设在所述支撑端盖内并与所述扩孔内模上的所述贯通螺纹孔相互配合，用于固定所述支撑端盖及扩孔内模之间的相对位置。
本申请还提供了一种铂金通道用大口径铂铑合金三通管的生产方法，包含以下步骤：首先将两根限位销分别拧进下压边件的限位螺纹孔至限位圆杆露出支管导向孔，将表面均匀涂抹润滑油的拉深外模装入支管导向孔并继续拧紧至限位圆杆穿入吊耳上限位孔，继续将表面均匀涂抹润滑油的扩孔内模装入外模贯穿孔并继续拧紧至限位圆杆穿入贯穿螺纹孔；
将预制的大口径薄壁铂铑合金管坯放置在底模槽内，调整预留管坯拉深孔与底模支管中心孔同心，随后将步骤1中的装配体轻放于管坯内壁，调整下压边件导向孔与支管中心孔同心。
将3根压板连接杆与两件上压边板连接固定形成上压边件，随即将其放置于下压边件顶面，随后将两件液压千斤顶置于上、下压边件之间，调整千斤顶同时对齐上压边板和底模支耳中心，缓慢顶起千斤顶直至上压边板贴合管坯内壁；
用紧固件将两件抱箍置于管坯外径与底模支耳连接，配合步骤3，直至管体径向和轴向牢靠紧固；
用紧固件将支撑端盖与底模连接，推力轴承套入拉深丝杆后，通过观测槽，将其拧进扩孔内模限位螺纹孔，直至拉深丝杆与推力轴承、支撑端盖下沿无间隙；
按逆时针拧出限位销至限位圆杆退出扩孔内模限位孔停留于限位键槽，随后顺时针拧紧拉深丝杆，扩孔内模下行至扩孔内模法兰边贴合拉深外模上沿；
按逆时针拧出限位销至限位圆杆退出拉深外模吊耳限位孔，继续顺时针扭转拉深丝杆，扩孔内模带动拉深外模下行，直至支管模组全部导入底模支管孔，薄壁铂铑合金三通管加工成形；
拆除抱箍待千斤顶泄压后，取出型腔模组，向上取出成形三通管工件。
本申请还提供了一种铂金通道用大口径铂铑合金三通管，使用上述所述的一种铂金通道用大口径铂铑合金三通管的生产方法生产，所述大口径薄壁铂铑合金三通管是指管体直径大于等于250mm、支管直径大于等于150mm、壁厚0.8mm～1.5mm。
上述所述的一种铂金通道用大口径铂铑合金三通管成形装置，通过分组模块结构设计，实现了管坯型腔支撑和限位，采用了支管成形复合模组，分步达到扩孔、拉深成形效果，有效地避免了分瓣焊接法带来的焊接表面不光滑和焊缝强度不足等潜在风险，同时也解决了传统支管拉深成形存在的起皱、应力不均及支管严重减薄难题。此外，本申请具备独特结构设计除满足圆形三通成形外，还能适用于腰形圆三通成形，适合于各类大口径薄壁形三通支管手工或半自动化成形加工。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的一种实施方式的一种铂金通道用大口径铂铑合金三通管成形装置的剖面示意图；
图2为本发明的一种实施方式的一种铂金通道用大口径铂铑合金三通管成形装置的另一角度的剖面示意图；
图3为本发明的一实施方式中的一种铂金通道用大口径铂铑合金三通管成形装置薄壁管体紧固模块的内部支撑结构示意图；
图4为本发明一实施方式中一种铂金通道用大口径铂铑合金三通管成形装置薄壁管体紧固模块的外包覆结构示意图；
图5为本发明一实施方式中一种铂金通道用大口径铂铑合金三通管成形装置成型模块结构示意图；
图6为本发明一实施方式一种铂金通道用大口径铂铑合金三通管拉拔模块结构示意图。
附图标记说明：
01、抱箍；11、抱箍支耳；02、管坯；03、上压边板；04、压板连接杆；05、千斤顶；06、下压边件；061、下压板支管导向孔；062、半圆形凹槽；063、限位螺纹孔；07、限位销；071、限位圆杆；072、螺纹部；08、底模；081、支管中心孔；082、底模内槽；083、底模支耳；09、支撑端盖；091、观测槽；092、定位孔；10、推力轴承；11、拉深丝杆；111、螺纹杆；112、方形法兰；113、扭转棒；12、拉深外模；121、导向孔；122、吊耳；1221、限位孔；13、扩孔内模；131、限位键槽；132、贯通螺纹孔；133、球形底面；135、法兰边。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，一种铂金通道用大口径铂铑合金三通管成形装置，包括薄壁管体紧固模块、支管成形模块及拉拔模块，所述薄壁管体紧固模块用于实现管坯02型腔限位及定位支管成形模块作用，所述支管成形模块块用于分步实现支管扩孔和定向拉深成形，所述拉拔装置用于为支管拉深提供定向牵引力，同时起到支管成形模块退模作用。
请参阅图2和图3，在一实施方式中，所述薄壁管体紧固模块包括抱箍01、若干上压边板03、压板连接杆04、千斤顶05、下压边件06及底模08。所述底模08位于所述薄壁管体紧固模块底部，所述底模08用于支撑管坯02，所述抱箍01位于所述底模08的上方。在一实施方式中，若干所述上压边板03沿所述薄壁管体紧固模块长度方向延伸设置，并且所述上压边板03及所述下压边件06位于所述底模08与所述抱箍01之间，所述千斤顶05位于所述上压边板03与所述下压边件06之间，在一实施方式中，所述千斤顶05设置有两个，两个所述千斤顶05分别位于所述薄壁管体紧固模块长度方向的两端。所述压板连接杆04用于连接相邻所述上压边板03。
在一实施方式中，所述底模08包括位于顶部的圆弧形底模08内槽，所述底模08中心位置设置支管中心孔081，所述支管中心孔081与所述底模08内槽相通设置。所述底模08上还设置有底模支耳083，用于连接所述抱箍01，在一实施方式中，底模支耳083位于所述底模08四周边角处。
请参阅图3，所述抱箍01呈半圆弧设置，在所述抱箍01上设置有与所述底模支耳083相互匹配的抱箍支耳10，在一实施方式中，所述抱箍01设置有两个，两个所述抱箍01沿所述管坯02的长度方向阵列设置。
请参阅他图2，所述上压边板03上表面呈圆弧状设置，用于与所述管坯02的内径匹配，所述压板连接杆04贯穿所述上压边板03设置，用于连接所述上压边板03。
请参阅图4，所述下压边件06底面呈圆弧状设置，在一实施方式中，所述下压边件06上设置有下压板支管导向孔061，所述下压板支管导向孔061与所述底模08上支管导向孔121同轴设置并且连通设置。在一实施方式中，所述下压边件06长度方向两端分别设置有半圆形凹槽062，并且所述半圆形凹槽062上沿中心部位留有水平方向贯穿限位螺纹孔063。所述限位螺纹孔063与所述下压板支管导向孔061连通设置。
请参阅图5，所述支管成形模块包括限位销07、拉深外模12及扩孔内模13，其中所述拉深外模12及所述扩孔内模13分别固定在所述下压板支管导向孔061内，所述限位销07用于对所述拉深外模12及所述扩孔内模13进行固定。在一实施方式中，所述限位销07包括限位圆杆071及螺纹部072，其中所述螺纹部072位于所述限位销07的端部，所述限位销07通过螺纹部072固定在所述拉深外模12上。
请参阅图6，在一实施方式中，所述拉深外模12呈半球状设置，所述拉深外模12内壁设置有圆弧形内槽，所述拉深外模12顶部设置有吊耳122，所述吊耳122上设置有限位孔1221，所述限位销07通过吊耳122穿过所述拉深外模12设置。
在一实施方式中，所述扩孔内模13包括底部与所述拉深外模12槽孔相互匹配的球形底面133，所述球形底面133上方向上延伸呈圆柱形设置，在一实施方式中，所述扩孔内模13上设置有限位键槽131及位于所述扩孔内模13顶部的法兰边135，在一实施方式中，所述扩孔内模13底部还设置有贯通螺纹孔132。
在一实施方式中，所述拉拔模块包括支撑端盖09、推力轴承010及拉深丝杆10。其中所述支撑端盖09位于所述底模08的下方，并与所述底模08固定设置，所述支撑端盖09呈圆柱形设置，所述支撑端盖09与所述支管限位孔1221同轴设置，在一实施方式中，所述支撑端盖09的底面中心设置有若干扇形观测槽091和一定位孔092，所述拉深丝杆10包括螺纹杆111、方形法兰112及扭转棒113，其中所述螺纹杆111插设在所述支撑端盖09内并与所述扩孔内模13上的所述贯通螺纹孔132相互配合，用于固定所述支撑端盖09及扩孔内模13之间的相对位置。在一实施方式中，所述推力轴承010设置在所述方形法兰112及所述螺纹杆111之间。
本申请还提供了一种铂金通道用大口径薄壁铂铑合金三通管生产方法，使用上述所述铂金通道用大口径铂铑合金三通管成形装置生产：
包含以下步骤：
首先将两根限位销07分别拧进下压边件06的限位螺纹孔063至限位圆杆071露出支管导向孔121，将表面均匀涂抹润滑油的拉深外模12装入支管导向孔121并继续拧紧至限位圆杆071穿入吊耳122上限位孔1221，继续将表面均匀涂抹润滑油的扩孔内模13装入外模贯穿孔并继续拧紧至限位圆杆071穿入贯穿螺纹孔；
将预制的大口径薄壁铂铑合金管坯02放置在底模08槽内，调整预留管坯02拉深孔与支管中心孔081同心，随后将步骤1中的装配体轻放于管坯02内壁，调整下压边件06导向孔121与支管中心孔081同心。
将3根压板连接杆04与两件上压边板03连接固定形成上压边件，随即将其放置于下压边件06顶面，随后将两件液压千斤顶05置于上、下压边件06之间，调整千斤顶05同时对齐上压边板03和底模支耳083中心，缓慢顶起千斤顶05直至上压边板03贴合管坯02内壁；
用紧固件将两件抱箍01置于管坯02外径与底模支耳083连接，配合步骤3，直至管体径向和轴向牢靠紧固；
用紧固件将支撑端盖09与底模08连接，推力轴承010套入拉深丝杆10后，通过观测槽091，将其拧进扩孔内模13限位螺纹孔063，直至拉深丝杆10与推力轴承010、支撑端盖09下沿无间隙；
按逆时针拧出限位销07至限位圆杆071退出扩孔内模13限位孔1221停留于限位键槽131，随后顺时针拧紧拉深丝杆10，扩孔内模13下行至扩孔内模13法兰边135贴合拉深外模12上沿；
按逆时针拧出限位销07至限位圆杆071退出拉深外模12吊耳122限位孔1221，继续顺时针扭转拉深丝杆10，扩孔内模13带动拉深外模12下行，直至支管模组全部导入底模支管中心孔081，薄壁铂铑合金三通管加工成形；
拆除抱箍01待千斤顶05泄压后，取出型腔模组，向上取出成形三通管工件。
本申请还提供了一种铂金通道用大口径铂铑合金三通管，其通过上述铂金通道用大口径铂铑合金三通管成形装置及生产方法生产得出。
本申请提供的一种铂金通道用大口径铂铑合金三通管成形装置，通过分组模块结构设计，实现了管坯02型腔支撑和限位，采用了支管成形复合模组，分步达到扩孔、拉深成形效果，有效地避免了分瓣焊接法带来的焊接表面不光滑和焊缝强度不足等潜在风险，同时也解决了传统支管拉深成形存在的起皱、应力不均及支管严重减薄难题。此外，本申请具备独特结构设计除满足圆形三通成形外，还能适用于腰形圆三通成形，适合于各类大口径薄壁形三通支管手工或半自动化成形加工。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (9)
1.一种大口径铂铑合金三通管成形装置，其特征在于：包括薄壁管体紧固模块、支管成形模块及拉拔模块，所述薄壁管体紧固模块用于实现管坯(02)型腔限位及定位支管成形模块作用，所述支管成形模块块用于分步实现支管扩孔和定向拉深成形，所述拉拔装置用于为支管拉深提供定向牵引力，同时起到支管成形模块退模作用。
2.根据权利要求1所述的一种大口径铂铑合金三通管成形装置，其特征在于：所述薄壁管体紧固模块包括抱箍(01)、若干上压边板(03)、压板连接杆(04)、千斤顶(05)、下压边件(06)及底模(08)，所述底模(08)位于所述薄壁管体紧固模块底部，所述底模(08)用于支撑管坯(02)，所述抱箍(01)位于所述底模(08)的上方，若干所述上压边板(03)沿所述薄壁管体紧固模块长度方向延伸设置，并且所述上压边板(03)及所述下压边件(06)位于所述底模(08)与所述抱箍(01)之间，所述千斤顶(05)位于所述上压边板(03)与所述下压边件(06)之间，所述压板连接杆(04)用于连接相邻所述上压边板(03)。
3.根据权利要求2所述的一种大口径铂铑合金三通管成形装置，其特征在于：所述支管成形模块包括限位销(07)、拉深外模(12)及扩孔内模(13)，其中所述拉深外模(12)及所述扩孔内模(13)分别固定在所述下压板支管导向孔(061)内，所述限位销(07)用于对所述拉深外模(12)及所述扩孔内模(13)进行固定。
4.根据权利要求3所述的一种大口径铂铑合金三通管成形装置，其特征在于：所述拉拔模块包括支撑端盖(09)、推力轴承(010)及拉深丝杆(11)，其中所述支撑端盖(09)位于所述底模(08)的下方，并与所述底模(08)固定设置，所述支撑端盖(09)呈圆柱形设置，所述支撑端盖(09)与所述支管限位孔(1221)同轴设置。
5.根据权利要求4所述的一种大口径铂铑合金三通管成形装置，其特征在于：所述下压边件(06)底面呈圆弧状设置，所述下压边件(06)上设置有下压板支管导向孔(061)，所述下压板支管导向孔(061)与所述底模(08)上支管导向孔(121)同轴设置并且连通设置，所述下压边件(06)长度方向两端分别设置有半圆形凹槽(062)，并且所述半圆形凹槽(062)上沿中心部位留有水平方向贯穿限位螺纹孔(063)，所述限位螺纹孔(063)与所述下压板支管导向孔(061)连通设置。
6.根据权利要求5所述的一种大口径铂铑合金三通管成形装置，其特征在于：所述拉深外模(12)呈半球状设置，所述拉深外模(12)内壁设置有圆弧形内槽，所述拉深外模(12)顶部设置有吊耳(122)，所述吊耳(122)上设置有限位孔(1221)，所述限位销(07)通过吊耳(122)穿过所述拉深外模(12)设置。
7.根据权利要求6所述的一种大口径铂铑合金三通管成形装置，其特征在于：所述支撑端盖(09)的底面中心设置有若干扇形观测槽(091)和一定位孔(092)，所述拉深丝杆(11)包括螺纹杆(111)、方形法兰(112)及扭转棒(113)，其中所述螺纹杆(111)插设在所述支撑端盖(09)内并与所述扩孔内模(13)上的所述贯通螺纹孔(132)相互配合，用于固定所述支撑端盖(09)及扩孔内模(13)之间的相对位置。
8.一种大口径铂铑合金三通管的生产方法，其特征在于：包含以下步骤：首先将两根限位销(07)分别拧进下压边件(06)的限位螺纹孔(063)至限位圆杆(071)露出支管导向孔(121)，将表面均匀涂抹润滑油的拉深外模(12)装入支管导向孔(121)并继续拧紧至限位圆杆(071)穿入吊耳(122)上限位孔(1221)，继续将表面均匀涂抹润滑油的扩孔内模(13)装入外模贯穿孔并继续拧紧至限位圆杆(071)穿入贯穿螺纹孔(132)；
将预制的大口径薄壁铂铑合金管坯(02)放置在底模(08)槽内，调整预留管坯(02)拉深孔与支管中心孔(081)同心，随后将步骤1中的装配体轻放于管坯(02)内壁，调整下压边件(06)导向孔(121)与支管中心孔(081)同心。
将3根压板连接杆(04)与两件上压边板(03)连接固定形成上压边件，随即将其放置于下压边件(06)顶面，随后将两件液压千斤顶(05)置于上、下压边件(06)之间，调整千斤顶(05)同时对齐上压边板(03)和底模支耳(083)中心，缓慢顶起千斤顶(05)直至上压边板(03)贴合管坯(02)内壁；
用紧固件将两件抱箍(01)置于管坯(02)外径与底模支耳(083)连接，配合步骤3，直至管体径向和轴向牢靠紧固；
用紧固件将支撑端盖(09)与底模(08)连接，推力轴承(010)套入拉深丝杆(11)后，通过观测槽(091)，将其拧进扩孔内模(13)限位螺纹孔(063)，直至拉深丝杆(11)与推力轴承(010)、支撑端盖(09)下沿无间隙；
按逆时针拧出限位销(07)至限位圆杆(071)退出扩孔内模(13)限位孔(1221)停留于限位键槽(131)，随后顺时针拧紧拉深丝杆(11)，扩孔内模(13)下行至扩孔内模(13)法兰边(135)贴合拉深外模(12)上沿；
按逆时针拧出限位销(07)至限位圆杆(071)退出拉深外模(12)吊耳(122)限位孔(1221)，继续顺时针扭转拉深丝杆(11)，扩孔内模(13)带动拉深外模(12)下行，直至支管模组全部导入底模支管中心孔(081)，薄壁铂铑合金三通管加工成形；
拆除抱箍(01)待千斤顶(05)泄压后，取出型腔模组，向上取出成形三通管工件。
9.一种大口径铂铑合金三通管，其特征在于：使用权利要求8所述的一种大口径铂铑合金三通管的生产方法生产，所述大口径薄壁铂铑合金三通管是指管体直径大于等于250mm、支管直径大于等于150mm、壁厚0.8mm～1.5mm。
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