CN201394606Y - 一种控制斜三通壁厚减薄率的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种控制斜三通壁厚减薄率的装置，包括液压控制系统和电控系统，液压控制系统包括油泵、油箱、总油路流量调节阀和双向电磁换向阀，总油路流量调节阀与油泵连接并通过双向电磁换向阀与油箱相通；用来调节油量的总油路流量调节阀控制总油路的压力大于整个工作油缸的压力；双向电磁换向阀与顶墩连接并控制通过油路的通道来控制顶墩进退；电控系统与液压控制系统中的双向电磁换向阀连接。本实用新型成功制备了壁厚减薄率有效控制在12.5％以内、壁厚均匀、表面质量高、力学性能优越的金属斜三通管件。本实用新型可广泛应用于对壁厚减薄率要求较高的管件液压胀形工艺成形。
Description
技术领域
本实用新型属于金属管件加工领域，具体地说是一种控制斜三通壁厚减薄率的装置。
背景技术
斜三通连接件是工程管路系统的重要组成部分，可以较好地提高管路柔性，缓解管件振动和约束力，补偿热膨胀所带来的负效应，对提高整个管路的系统稳定性起着重要作用。如能有效采用斜三通，不仅可以减少管道的流动损失，有效地提高能源利用率，而且可以缩短管道长度，降低管道设备投资。
因金属斜三通管件具有非对称结构，左、右冲头的推动下的材料，在大小不同的倒圆角处流动速度差异非常大，支管处材料补充速度不一致，因此极易导致支管部位的厚度分布很不均匀，甚至有些部位出现极度减薄的现象。
目前，制备金属斜三通通常采用液压胀形工艺。若只通过左、右冲头的进给和内压力的作用，必须严格控制左、右冲头的进给距离和进给时间，同时需对左、右冲头进行精确设计，才能保证成形质量。一旦左、右冲头的进给和距离以及与内压力的匹配关系把握不当，就很难制备出壁厚均匀的金属斜三通成品管件，所以对工人实际操作技术要求非常高。而采用液压系统控制的壁厚减薄率装置，则对于进一步提高斜三通的壁厚均匀性将会起到重要作用。
发明内容
针对采用左、右冲头与内压力配合制备金属斜三通管件的不足，本实用新型的目的是提供一种控制斜三通壁厚减薄率的装置。该控制壁厚减薄率装置通过控制顶墩的进给速度和距离，以及左、右冲头的进给距离和进给速度以及成形内压力，从而有效控制金属斜三通管件的减薄率。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种控制斜三通壁厚减薄率的装置，其特征在于：它包括液压控制系统和电控系统，所述液压控制系统包括油泵、油箱、总油路流量调节阀和双向电磁换向阀，总油路流量调节阀与油泵连接并通过双向电磁换向阀与油箱相通；用来调节油量的总油路流量调节阀控制总油路的压力大于整个工作油缸的压力；双向电磁换向阀与顶墩连接并控制通过油路的通道来控制顶墩进退；电控系统与液压控制系统中的双向电磁换向阀连接。
本实用新型中，斜三通的支管与主管相交的角度，可以介于0-180度范围内；斜三通的支管尺寸小于或等于主管直径。
在液压控制系统中设有压力表，液压控制系统通过油泵从油箱中向液压回路中输送液压油，并控制整个油路的循环；产生的油压通过压力表显示。
双向电磁换向阀控制油路的通道从而来控制其进退；将旋钮开关打开，则双向电磁换相阀控制顶墩进给运动一侧导通，此侧油路打开，顶墩进给开始工作；将旋钮开关关闭，此时电磁换向阀另一侧打开，顶墩回退。
在液压控制系统内设有顶墩油路流量调节阀，在顶墩上设有机械限位开关，当顶墩行走到设定的行程，限位开关断开，电路断开，油压封闭。。
本实用新型的具体操作步骤如下：
①准备待成形的金属管坯，坯料可以为钢、铝合金、钛合金、镁合金、锆合金等易变性与难变形的所有金属材料；管坯可以是无缝管或有缝管；
②对涂抹表面涂层后的管坯放入下模型腔内，并进行精确定位；
③开动控制减薄率控制装置；通过油泵从油池中向整个液压回路中泵入液压油来控制整个油路的循环；当油泵电源通电后，油泵开始工作；
④通过总油路流量调节阀来调节总油路油压，使总油路的压力大于整个工作油缸的压力；
⑤将开关旋钮接通到顶墩向上顶出，电磁换向阀一侧打开，此时顶墩工作通过所在油缸的流量调节阀来控制进给速度；当顶墩进给到与斜三通管坯轻微接触位置，停止进给；
⑥此时模具上模下模闭合。将开关旋钮接通回退位置，此时电磁换向阀另一侧打开，当顶墩行走到一定行程，碰撞机械限位开关，限位开关断开，顶墩回退；通过所在油缸的流量调节阀来控制回退速度；
⑦通过另外的液压回路控制左、右冲头相向运动，并根据顶墩的回退速度和回退距离设定左、右冲头的进给速度和进给距离，使三者的进给与成形内压力匹配良好；
⑧对通过顶墩、左、右冲头及内压力共同作用下的复合液压胀形整体成形工艺制备出的斜三通半成品进行固溶热处理以消除加工硬化，并通过后续的精整处理，制备出壁厚相对均匀的金属斜三通成品管件。
通过在现有的液压成形设备的工作台底部安装本实用新型所述的壁厚减薄率控制装置，并使本装置控制的顶墩和左、右冲头的进给、内压力得以良好匹配，从而有效控制金属斜三通的壁厚减薄率及均匀性。
本实用新型所使用的控制壁厚减薄率装置中，顶墩和左、右冲头相结合，并与成形内压力共同作用制备金属斜三通管件，相对于一般液压胀形工艺制备斜三通，具有壁厚均匀的突出优势。
本实用新型采用了液压回路控制的壁厚减薄率装置和左、右冲头以及内压力共同作用的机制，通过控制壁厚减薄率装置中顶墩的速度和运动距离，可以和左、右冲头以及内压力达到较为完美地匹配，通过控制支管生长的速度，可以使主管部位的材料能及时地补充到支管，通过缓慢变形，成功制备壁厚减薄率控制在12.5％以内，壁厚相对均匀、力学性能优越的高质量的金属斜三通管件。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
1、充分利用现有成形斜三通的液压胀形设备，不需要对现有的液压胀形设备进行大的改造，只需要在现有设备的基础上补充顶墩的机械结构和液压回路即可，从而大幅度提高了现有设备的利用率，不需要重复投资；
2、本实用新型对顶墩的控制可实现自动化，同时结构简单，通过设定参数，使控制壁厚减薄率装置中顶墩与左右冲头以及成形内压力匹配良好；易全面实行自动化控制；
3、成形后的斜三通管件壁厚均匀，流线完整且分布合理，产品生产效率高，平均成本低。
附图说明
图1本实用新型结构示意图；
图2本实用新型在加工斜三通开始时的状态示意图；
图3本实用新型在加工斜三通结束时的状态示意图。
具体实施方式
一种本实用新型所述的控制斜三通壁厚减薄率的装置，包括液压控制系统和电控系统，液压控制系统1包括油泵11、油箱12、总油路流量调节阀13和双向电磁换向阀14，总油路流量调节阀13与油泵11连接并通过双向电磁换向阀14与油箱12相通；用来调节油量的总油路流量调节阀13控制总油路的压力大于整个工作油缸的压力；双向电磁换向阀14与顶墩3连接并控制通过油路的通道来控制顶墩3进退；电控系统与液压控制系统中的双向电磁换向阀14连接。
采用本实用新型加工60.3×6的等径斜三通的具体操作步骤如下：
①通过下料机对316L不锈钢金属管进行下料，欲成形管坯的轴向尺寸为280mm；外径为60.3mm，厚度为6mm；
②对涂抹表面涂层后的管坯放入斜三通模具下模型腔内，并进行精确定位；
③开动控制减薄率控制装置；通过油泵从油池中向整个液压回路中泵入液压油来控制整个油路的循环；油泵电源通电工作；
④通过总油路流量调节阀来调节总油路油压，使总油路的压力大于整个工作油缸的压力；
⑤将旋钮开关接通到顶墩向上顶出，电磁换向阀一侧打开，此时顶墩工作通过所在顶墩油路流量调节阀来控制进给速度；当顶墩进给到与斜三通管坯轻微接触位置，停止进给；
⑥通过设备上方的液压系统控制斜三通模具闭合。将开关旋钮接通回退位置，此时电磁换向阀另一侧打开，当顶墩行走到一定行程，碰撞机械限位开关，限位开关断开，冲头回退；通过所在油缸的流量调节阀来控制回退速度；
⑦通过另外的液压回路控制左右冲头相向运动，并根据顶墩的回退速度和回退距离设定左右冲头的进给速度和进给距离，使三者的进给与成形内压力匹配良好；
⑧对通过顶墩、左右冲头及内压力共同作用下的复合液压胀形整体成形工艺制备出的斜三通半成品进行固溶热处理以消除加工硬化，并通过后续的精整处理，制备出壁厚相对均匀的金属斜三通成品管件。
本实用新型中，现有液压胀形设备改造后的顶墩必须进行精加工，同时与模具支管型腔接触部位不能出现毛刺等问题，以防顶墩在进退的滑动过程中划伤模具内表面。另外，顶墩必须进行淬火处理，提高与管坯接触部位的硬度，以防变形后的冲头损伤模具型腔表面。另外，顶墩的外表面需要涂抹润滑剂，以免划伤模具。
本实用新型对一般液压胀形设备进行了改进优化，配备了用于控制支管生长速度的平衡装置，以达到顶墩、左右冲头以及成形内压力的良好匹配，同时顶墩极大缓解了支管生长过快而导致的过度减薄问题，调试了主管左右两端材料补充的速度，使支管稳定生长，管件壁厚均匀且流线完整，力学性能优越。
Claims (5)
1、一种控制斜三通壁厚减薄率的装置，其特征在于：它包括液压控制系统和电控系统，所述液压控制系统包括油泵(11)、油箱(12)、总油路流量调节阀(13)和双向电磁换向阀(14)，总油路流量调节阀(13)与油泵(11)连接并通过双向电磁换向阀(14)与油箱(12)相通；用来调节油量的总油路流量调节阀(13)控制总油路的压力大于整个工作油缸的压力；双向电磁换向阀(14)与顶墩(3)连接并控制通过油路的通道来控制顶墩(3)进退；电控系统与液压控制系统中的双向电磁换向阀(14)连接。
2、根据权利要求1所述的控制斜三通壁厚减薄率的装置，其特征在于：在液压控制系统中设有压力表(15)，液压控制系统通过油泵(11)从油箱(12)中向液压回路中输送液压油，并控制整个油路的循环；产生的油压通过压力表(15)显示。
3、根据权利要求1所述的控制斜三通壁厚减薄率的装置，其特征在于：在顶墩上设有机械限位开关，当顶墩行走到设定的行程，限位开关断开，电路断开，油压封闭。
4、根据权利要求1所述的控制斜三通壁厚减薄率的装置，其特征在于：在液压控制系统内设有顶墩油路流量调节阀(16)。
5、根据权利要求1所述的控制斜三通壁厚减薄率的装置，其特征在于：斜三通的支管与主管相交的角度介于0-180度范围内；斜三通的支管尺寸小于或等于主管直径。
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