CN116274589B - 一种超小口径超薄铜管的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于五金加工领域，其公开了一种超小口径超薄铜管的制备方法，包括如下步骤：步骤1：采用壁厚1.0mm的铜管制备得到毛坯管；步骤2：通过水胀一模对毛坯管进行水胀操作得到第一半成品，水胀一模的模腔的规格和第一半成品的规格一致；步骤3：通过水胀二模对第一半成品进行水胀操作得到第二半成品，水胀二模的模腔的规格和第二半成品的规格一致；步骤4：第二半成品经过切割、铣床加工、滚槽得到成品。通过该工艺和模具制备得到的铜管弯折角度大、口径小、壁薄、表面光滑无褶皱。
Description
技术领域
本发明涉及五金加工领域，特别是一种超小口径超薄铜管的制备方法。
背景技术
异型薄壁小口径铜龙头，因为小巧精致，节省空间的特性，被广泛应用于手术台清洗器皿、净水、直饮水龙头等。随着人们健康意识的提升及生活需要，大批量的生产必将进一步对自动化提出需求。目前贴器件后的模具冲切成型，还没有设备可以实现全自动成型加工，主要是一人操作一台机台的手动加工方式，需要大量的人力的同时，单机产出效率较低。同时因为人工的因素造成品质不稳定。
异型薄壁小口径铜龙头采用铜材质制备，铜质地柔软，但是在其也存在一些难度，本发明的原材料厚度1mm，管径7.5mm，加工难度特别大，特别容易出现褶皱、破损的情况。
本方案解决的技术问题是：如何通过水胀工艺制备超小口径超薄弯折角度特别大的铜管。
发明内容
本发明的目的是提供一种超小口径超薄铜管的制备方法，通过该工艺和模具制备得到的铜管弯折角度大、口径小、壁薄、表面光滑无褶皱。
本发明提供的技术方案为：一种超小口径超薄铜管的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：采用壁厚1.0mm的铜管制备得到毛坯管；
所述毛坯管由依次连接的三段组成，分别为长度为65mm的一段、长度为69mm的二段、30mm的三段组成，二段的弧度为188°；二段的半径为96.5mm；第一过渡段的外径为8.18mm；一段、二段、三段的外径为9.5mm；一段和三段平行；
步骤2：通过水胀一模对毛坯管进行水胀操作得到第一半成品，水胀一模的模腔的规格和第一半成品的规格一致；
第一半成品由依次连接的五段组成，分别为长度为51.09mm的四段、长度为13mm的五段、长度为13mm的六段、长度为68.51mm的七段、长度为37mm的八段；五段为喇叭状，五段与四段连接的一端的外径为7.75mm，五段与六段连接的一端的外径为10mm；六段的外径为10mm，四段的外径为7.75mm；七段的弧度为178.8°，七段的半径为22mm，七段从六段至八段方向的外径逐渐缩小，七段的最大外径为10mm且最小外径为7.5mm；八段的外径为7.5mm；
步骤3：通过水胀二模对第一半成品进行水胀操作得到第二半成品，水胀二模的模腔的规格和第二半成品的规格一致；
第二半成品由依次连接的五段组成，分别为长度为40.78mm的九段、长度为12.05mm的十段、长度为13.67mm的十一段、长度为68.45mm的十二段、长度为37mm的十三段；十段分为依次连接的第一小段、第二小段、第三小段，第一小段和九段连接，第三小段和十一段连接；第一小段、第三小段均为圆台状，第一小段的细端外径、九段的外径均为7.91mm；第一小段的粗端的外径、第二小段的外径、第三小段的细端外径均为10.41mm；第三小段的粗端、十一段的外径均为13.31mm；十二段从十一段至十三段方向的外径逐渐缩小，十二段的最大外径为13.31mm且最小外径为7.6mm；十三段的外径为7.6mm；十二段的弧度为178.7°；十二段的半径为21.95mm；
步骤4：第二半成品经过切割、铣床加工、滚槽得到成品。
在上述的超小口径超薄铜管的制备方法中，所述步骤2中，水胀操作是通过1次水胀完成；
水胀的工艺参数为：时间0.2min；压力18MPa。
在上述的超小口径超薄铜管的制备方法中，所述步骤3中，水胀操作是通过2次水胀完成；
每次水胀的工艺参数为：
第一次水胀：时间0.3min；压力8MPa；
第二次水胀：时间0.3min；压力20MPa；
第一次水胀结束后560-580℃退火1-2min消除应力。
在上述的超小口径超薄铜管的制备方法中，所述步骤1具体为：将铜管利用弯管机制成毛坯管的形状并560-580℃退火1-2min消除应力。
在上述的超小口径超薄铜管的制备方法中，所述成品的规格为：在第二半成品的基础上，切除十三段，十二段保留至弧度为137.5°；九段保留10.71mm的长度；第二小段压出环形槽。
本发明在采用上述技术方案后，其具有的有益效果为：
本案采用水胀二模进行加工时，必须在一胀和二胀之间进行一次退火，以保证在压力骤然增大的情况下，超薄管壁能够保持完整光滑。
附图说明
图1是本发明的实施例1的毛坯管的主视图；
图2是本发明的实施例1的水胀一模的上模结构图；
图3是本发明的实施例1的水胀二模的上模结构图；
图4是本发明的实施例1的成品的立体图；
图5是本发明的实施例1的成品的主视图；
图6是本发明的实施例1的成品的照片；
图7是本发明的实施例1的水胀一模中生产得到的半成品；
图8是本发明的对比例1的水胀一模中生产得到的半成品；
图9是本发明的实施例1的水胀二模中生产得到的半成品；
图10是本发明的对比例2的水胀二模中生产得到的半成品。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，对本发明的技术方案作进一步的详细说明，但不构成对本发明的任何限制。
实施例1：
一种超小口径超薄铜管的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：将壁厚1.0mm的铜管(H75)利用弯管机制成毛坯管(参考图1)的形状并560-580℃退火1-2min消除应力；
所述毛坯管由依次连接的三段组成，分别为长度为65mm的一段2、长度为69mm的二段3、30mm的三段4组成，二段的弧度为188°；二段的半径为96.5mm；第一过渡段的外径为8.18mm；一段、二段、三段的外径为9.5mm；一段和三段平行；
步骤2：通过水胀一模1(参考图2，图2为水胀一模1的上模的示意图；下模模腔与之匹配)对毛坯管进行水胀操作得到第一半成品，水胀一模的模腔的规格和第一半成品的规格一致；
第一半成品由依次连接的五段组成，分别为长度为51.09mm的四段5、长度为13mm的五段6、长度为13mm的六段7、长度为68.51mm的七段8、长度为37mm的八段9；五段为喇叭状，五段与四段连接的一端的外径为7.75mm，五段与六段连接的一端的外径为10mm；六段的外径为10mm，四段的外径为7.75mm；七段的弧度为178.8°，七段的半径为22mm，七段从六段至八段方向的外径逐渐缩小，七段的最大外径为10mm且最小外径为7.5mm；八段的外径为7.5mm；
水胀操作是通过1次水胀完成；
水胀的工艺参数为：时间0.2min；压力18MP；
步骤3：通过水胀二模10(参考图3，图3为水胀二模10的上模的示意图；下模模腔与之匹配)对第一半成品进行水胀操作得到第二半成品，水胀二模的模腔的规格和第二半成品的规格一致；
第二半成品由依次连接的五段组成，分别为长度为40.78mm的九段11、长度为12.05mm的十段12、长度为13.67mm的十一段13、长度为68.45mm的十二段14、长度为37mm的十三段15；十段分为依次连接的第一小段16、第二小段17、第三小段18，第一小段和九段连接，第三小段和十一段连接；第一小段、第三小段均为圆台状，第一小段的细端外径、九段的外径均为7.91mm；第一小段的粗端的外径、第二小段的外径、第三小段的细端外径均为10.41mm；第三小段的粗端、十一段的外径均为13.31mm；十二段从十一段至十三段方向的外径逐渐缩小，十二段的最大外径为13.31mm且最小外径为7.6mm；十三段的外径为7.6mm；十二段的弧度为178.7°；十二段的半径为21.95mm；
在本步骤中，水胀操作是通过2次水胀完成；
每次水胀的工艺参数为：
第一次水胀：时间0.3min；压力8MPa；
第二次水胀：时间0.3min；压力20MPa；
第一次水胀结束后560-580℃退火1-2min消除应力；
需要说明的是，中途将工件取出退火是非常重要的步骤，由于两次水胀压力变化非常大，为了实现超薄、超小口径的结构形成，必须采用压差较大的水胀操作，如果中途不开模退火，在弧度较大的位置就非常容易出现褶皱，并且结构强度不足以支撑后面的滚槽操作。
步骤4：第二半成品经过切割、铣床加工、滚槽得到成品(参考图4和5)，成品在第二半成品的基础上，切除十三段，十二段保留至弧度为137.5°；九段保留10.71mm的长度即可得到；其中，第二小段需要压出环形槽19。
最终得到的成品参考图6。
对比例1
大体同实施例1，不同的地方在于，一胀过程中，水胀的工艺参数为：时间0.3min；压力18MP。
将实施例1的一胀后的半成品和本对比例1的一胀后的产品进行对比(图7为实施例的半成品，图8为对比例1的半成品)可以发现，略微过长的时间有可能让产品破裂。
对比例2
大体同实施例1，不同的地方在于，二胀过程中，水胀的工艺参数为：
第一次水胀：时间0.3min；压力15MPa；
第二次水胀：时间0.3min；压力20MPa。
将实施例1的二胀过程中经历第一次水胀得到的半成品和本对比例2的二胀过程中经历第一次水胀得到的的产品进行对比(图9为实施例的半成品，图10为对比例2的半成品)可以发现二胀过程中，第一次水胀压力过大有可能让产品破裂。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种超小口径超薄铜管的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：采用壁厚1.0mm的铜管制备得到毛坯管；
所述毛坯管由依次连接的三段组成，分别为长度为65mm的一段、长度为69mm的二段、长度为30mm的三段组成，二段的弧度为188°；二段的半径为96.5mm；第一过渡段的外径为8.18mm；一段、二段、三段的外径为9.5mm；一段和三段平行；
步骤2：通过水胀一模对毛坯管进行水胀操作得到第一半成品，水胀一模的模腔的规格和第一半成品的规格一致；
水胀操作是通过1次水胀完成；
水胀的工艺参数为：时间0.2min；压力18MPa；
第一半成品由依次连接的五段组成，分别为长度为51.09mm的四段、长度为13mm的五段、长度为13mm的六段、长度为68.51mm的七段、长度为37mm的八段；五段为喇叭状，五段与四段连接的一端的外径为7.75mm，五段与六段连接的一端的外径为10mm；六段的外径为10mm，四段的外径为7.75mm；七段的弧度为178.8°，七段的半径为22mm，七段从六段至八段方向的外径逐渐缩小，七段的最大外径为10mm且最小外径为7.5mm；八段的外径为7.5mm；
步骤3：通过水胀二模对第一半成品进行水胀操作得到第二半成品，水胀二模的模腔的规格和第二半成品的规格一致；
水胀操作是通过2次水胀完成；
每次水胀的工艺参数为：
第一次水胀：时间0.3min；压力8MPa；
第二次水胀：时间0.3min；压力20MPa；
第一次水胀结束后560-580℃退火1-2min消除应力；
第二半成品由依次连接的五段组成，分别为长度为40.78mm的九段、长度为12.05mm的十段、长度为13.67mm的十一段、长度为68.45mm的十二段、长度为37mm的十三段；十段分为依次连接的第一小段、第二小段、第三小段，第一小段和九段连接，第三小段和十一段连接；第一小段、第三小段均为圆台状，第一小段的细端外径、九段的外径均为7.91mm；第一小段的粗端的外径、第二小段的外径、第三小段的细端外径均为10.41mm；第三小段的粗端、十一段的外径均为13.31mm；十二段从十一段至十三段方向的外径逐渐缩小，十二段的最大外径为13.31mm且最小外径为7.6mm；十三段的外径为7.6mm；十二段的弧度为178.7°；十二段的半径为21.95mm；
步骤4：第二半成品经过切割、铣床加工、滚槽得到成品。
2.根据权利要求1所述的超小口径超薄铜管的制备方法，其特征在于，所述步骤1具体为：将铜管利用弯管机制成毛坯管的形状并560-580℃退火1-2min消除应力。
3.根据权利要求1所述的超小口径超薄铜管的制备方法，其特征在于，所述成品的规格为：在第二半成品的基础上，切除十三段，十二段保留至弧度为137.5°；九段保留10.71mm的长度；第二小段压出环形槽。
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| 水龙头内高压水胀成形工艺分析及生产实践;阮宗龙;《锻压装备与制造技术》;第53卷(第3期);第91-93页 * |
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