WO2012083747A1

WO2012083747A1 - 一种三通成形模具及三通成形方法

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Publication number: WO2012083747A1
Application number: PCT/CN2011/080654
Authority: WO
Inventors: 李镇南
Original assignee: 佛山市顺德区燉煌五金塑料实业有限公司
Priority date: 2010-12-21
Filing date: 2011-10-11
Publication date: 2012-06-28

Description

一种三通成形模具及三通成形方法

技术领域

本发明涉及模具加工领域，更具体地说，涉及一种三通成形模具及三通成形方法。背景技术

三通是一种管道连接件。又叫管件三通、三通管件或者三通接头，三通用在主管道要分支处，用途广、行业面宽、应用范围宽。在制冷领域内常见铜质制得的三通，传统的铜三通的制作方法主要是灌铅法，将铜管切割一定长度，将熔化了的铅灌入铜管内腔，待铅在铜管内腔凝固后，清除粘附在铜管表面的铅及铜管管口的铅，为减少铜、铅在挤压过程中产生的流量差对产品造成的影响，在铜管挤出的端口钻一小孔，然后通过液压机将铜管挤压成型为铜管三通。三通成型后需加热将三通内的铅熔出，并将铜管退火改善机械性能，如果三通的形状是 Y型或其它异型三通，还需将熔化了的铅再次灌入铜管内腔，待铅在铜管内腔凝固后，清除粘附在铜管表面的铅及铜管管口的铅，再用冲床将挤压成型的半成品打弯成所需要的形状，将产品余量切割去掉，加热使产品内的铅熔出，将产品浸泡在酸液里去除粘附在铜管内腔的铅，除铅后过清水清洗。为防止产品回弹，还需用冲床或其它设备整型。用台钻车平三通管的三个管口然后酸洗、烘干、检验、包装。该三通加工方法存在以下缺点：

一、目前以灌铅的方式加工三通的生产过程中容易造成人体与铅的接触，而铅对人体可造成严重的危害，它主要经呼吸道和消化道摄入体内，铅一旦进入人体，即使通过药物治疗也难排出。铅化合物可通过肺部、消化器官、皮肤等途径进入人体，在人体内逐渐积蓄起来，它能妨碍红血球的生长和发育，摧残人的中枢神经，造成智力下降。另一方面，铅是一种不可再生资源，价格日益高涨，使三通的制造成本增加。再者，在 2005年，殴盟与日本等国颁布了对工业用铅的限制，规定在加工过程中不得加铅，使三通的加工行业都转移到中国等发展中国家来，造成更多的铅污染事件。

二、传统的铜三通的制作方法主要是灌铅法，三通接头成形的工序为：开料、去毛剌、排管、灌铅、清铅、钻小孔、挤压成型（放入 T型三通的模具内）、去盲端、退铅、洗铅、扩

(缩）口、酸洗、烘干、检验、包装；如果是其它形状的三通制作还要加多一次灌铅、清铅、退铅的工序，再将其通过机械加工工艺弯制成不同的形状。因为产品成型前、后，都需将铅加热熔化，而产品成型后还会有铅残留在铜件内腔要用酸液浸泡清除。三、直通管在挤压成型后通常需经弯管工序制成 Y型三通、旁通、爪通及其它的异型三通形状，从 Τ形的管件弯制成要求的三通形状容易使产品扁平率提高、产品打弯部位变薄等现象，使三通的成型一致性也较差。直接影响空调制冷系统的管道流量，降低了空调效能。发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对上述已有技术存在的不足，提供一种结构简单、成本低廉的三通成形模具及三通成形方法，使成品外形更美观，成品的一致性好，并能免除在生产过程中铅的污染，比目前的灌铅加工方法成本更低。

本发明采用的技术方案是，提供一种三通成形模具，由上模、下模合模构成，在上模、下模上对称设置用以容纳三通工件的半圆槽形的容腔，所述容腔在上下模的侧部有开口，所述容腔连通三通支管腔，所述三通支管腔内设有可往复位移的支撑杆，所述支撑杆与支撑缸连接并由支撑缸传递压力，三通支管是通过三通工件内的介质填充，并由液压缸液压作用在所述三通支管腔内成形的。

上述的三通成形模具，所述三通工件的形状是 u型管，所述上模、下模上设置的用以容纳三通工件的容腔是半圆形的 U型槽，所述 U型槽的形状与三通工件相适配。

上述的三通成形模具，所述三通支管腔设置在下模或上模内。

上述的三通成形模具，所述三通支管腔由分别在上模和下模对称设置的半圆直槽合模构成，在上、下模合模后，所述三通支管腔内可插入支撑杆，所述支撑杆与支撑缸连接并由支撑缸传递压力。

上述的三通成形模具，所述三通工件内充注的介质是液态水。

一种上述三通成形模具的三通成形方法，包括以下步骤：

1 )将三通工件夹紧在由上下模所合成的容腔内，支撑缸将三通支管腔内的支撑杆推向三通工件的管壁。

2 ) 向三通工件内充注挤压介质。

3 )向挤压介质增压，挤压介质挤压三通工件的管壁，三通支管在所述三通支管腔内成形。

4)三通工件内挤压介质卸压，支撑杆将三通工件顶出容腔。

上述的三通成形模具的成形方法，在三通工件内充注液态水，在三通支管挤压成形的步骤中，液态水压是 4(Tl00MPa。优选值为 60〜80 MPa。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

一、本发明的三通成形模具使三通成品具有更高的外观质量，成品一致性良好，三通的

U 型弯位过渡圆滑，三通各处外径均能达到等径的要求，减少了生产工序，降低生产工艺的难度，提高了产品的质量和产能。

二、本发明的三通成形模具能同时完成多个工件，自动化程度高，模具设计合理，能有效降低产品报废率，提高生产效率。

三、本发明的三通成形方法采用水作为高压挤压的填充介质，完全满足殴盟与日本等国颁布的生产过程不能加铅的指令要求，免除了铅的污染。有效减小铅对作业人员身体的损害，使工作环境更洁净，而且水的使用成本比铅低，且能循环利用，达到环保的功能。附图说明

图 1是本发明的三通成形设备结构模块简图；

图 2是本发明的三通成形模具的结构示意图（下模）；

图 3是本发明的三通成形设备的顶针结构示意图；

图 4是本发明的实施例二的上模结构示意图；

图 5是本发明的实施例二的下模结构示意图；

图 6是本发明的实施例三的上模结构示意图；

图 7是本发明的实施例四的上模结构示意图；

图 8是本发明的实施例四的下模结构示意图。具体实施方式

以下通过具体实施方式，并结合附图对本发明作进一步说明。

实施例一

本发明的三通成形模具由上模 11和下模 12构成。见图 1，三通成形设备还包括液压机 10、液压缸 13、顶针 131、支撑缸 14和控制系统。上模 11安装在液压机 10的上缸并由控制系统控制在垂直方向上下行走，下模 12放置在液压机平台上，支撑缸 14用于控制三通支管的挤压长度，顶针 131的作用是将被上下模夹紧固定的工件两个主管口完全封堵，并进行灌液工序，挤压三通工件，使工件成型为三通。顶针结构可以是一根与液压缸连通，另一根为密封的实体，液体只能在三通工件一端注入；也可以是两根顶针与液压缸连通，三通工件两端均可同时注入液体。上、下模分别对称设置 U型槽，当上下模合拢时，由上、下模围成用以容纳三通管件的型腔，该型腔与三通管件外形相适配，经试验可知，两者间隙为 0. 0Γ0. 03mm 时较适合，方便放置 U形的三通管件和提取成品三通。

如图 2所示，本发明的三通成形模具下模结构示意图。三通成形模具的下模 12上设有 U 型槽 120、 U型槽 120是半圆槽，与上模的 U型槽合拢后形成一截面圆形的 U形腔。下模内设有与 u型槽 120相通的三通支管腔 140，支撑杆 141在三通支管腔 140内上下移动，支撑杆的移动由动力装置驱动。动力装置通常采用液压机械（图中未示出）。当加工三通时，上、下模合模，顶针 131插入在上下模 U形腔内的三通管件的主管管口内，液压系统工作，液态水从顶针内的注水腔进入三通管件，顶针的结构见图 3。

三通成形的工艺流程如下：

1 )合模保压。将待成形的三通工件放至下摸 U型槽，上模往下移动与下模合拢，将三通工件夹紧在上下模 U型槽所形成的容腔内。支撑缸 14推动支撑杆上行至下模的 U型槽底，支撑杆抵靠在三通工件管壁。

2 )充注挤压介质。夹紧三通工件之后，液压系统推动顶针前移，插入并封堵三通工件的两端主管口，水从顶针的注水腔进入三通工件内，完成挤压介质的填充。

3 ) 三通挤压成形。继续向三通工件内注入高压水，水的压力为可控制在 4(Tl00MPa，更适宜的水压为 6(T80 MPa，挤压缸继续推进直至到定位处，在高压水的作用下，三通工件被挤压，三通工件管壁在三通支管腔 140上涨形，支撑杆 141下移至两侧压力平衡，三通的支管挤压完成。

4) 出料。液压系统卸压使顶针后退，上模上行，三通内水的压力得以释放使支撑杆垂直往上位移，三通管件被支撑杆顶出。

本发明的三通成形采用水作为挤压成形的介质，具有巨大的社会经济效益，比起采用灌铅成形或油压成形的方式，本发明具有明显的技术优势，三通支管的成形通过系统调整支撑杆两侧的工作液压，可改变支管的挤压涨形长度，使模具的适应范围更为宽广。在液压机下模下方设置有接水槽，当工件加工完成后，工件中的水流入接水槽，返回液压系统中循环利用，环保且保持工作环境清洁。

实施例二

图 4、图 5表示的是一种支管与主管方向互相垂直的三通加工模具结构。参见图 4，一个上模 11上设有由八个 U型槽组成的 U型槽组， U型槽分两排对称设置，使三通的一次加工可以同时生产 8个，大大提高了劳动生产率。上模的四角各有一个螺钉 21将上模固定安装在液压机上，在上模 U型槽组的两侧各设有一个定位销 22，当下、下模合模时，上模的定位销 22 插入在下模的定位销孔内，保证上下模合模准确。见图 5，下模 12上设有与上模对应的由八个 U型槽组成的 U型槽组，在每个 U型槽的一侧靠近弯位外开有用于 U型三通支管加工的三通支管腔 140。当三通加工时，多支顶针同时插入多个上下模 U型槽所形成的型腔内并封堵三通工件的两端主管口，支撑缸 14推动支撑杆 141上行至抵靠在三通工件管壁，水从顶针的注水腔进入三通工件内，并在挤压前将水的压力增至所定的压力，然后挤压缸继续推进至定位处，当三通工件内的水压不断升高，高压水推动三通工件管壁在三通支管腔 140上涨形，支撑杆 141下移至两侧压力平衡，三通的支管挤压完成。

实施例三

图 6表示的是一种支管与主管在同一平面上、主管口与支管口方向相反的 Y型三通加工模具结构。如图所示，在上模 11上设有并排的三个 Y型槽， Y型槽由 U型槽和一连通 U型槽底部的直槽构成，下模的结构与上模相同。上、下模合模时，由上下模的半圆形的直槽围成用于加工支管的三通支管腔。三通加工时， U形的三通工件放在下模的 U型槽内，上下模合模，多支顶针同时插入多个上下模 U型槽所形成的型腔内并封堵三通工件的两端主管口，支撑杆插入 Y型槽的直槽段，并由支撑缸推动使支撑杆抵靠在三通工件管壁，水从顶针的注水腔进入三通工件内，并在挤压前将水的压力增至所定的压力，然后挤压缸继续推进至定位处，当三通工件内的水压不断升高，高压水推动三通工件管壁在三通支管腔上涨形，支撑杆移至两侧压力平衡，三通的支管挤压完成。

实施例四

图 7、图 8表示的是三通主管是 U型、支管方向多样化的三通模具结构。如图 7所示，上模 11内设有四个用于加工三通的 U型槽，四个三通的支管方向各不相同，支管口在 U型槽的底部中央，支管方向分别是与 U型槽开口方向同向、反向的，还有是垂直向上和垂直向下的，当然，支管口和支管方向的设计可以根据订单的需要变化。图 8是下模 12的结构示意图，当支管与主管同向或反向时，上下模的 U型槽对称且均为半圆槽。当支管垂直于主管时，在上模、下模内的 U型槽均是半圆槽，三通支管腔则在上模的 U型槽上开设或者是在下模的 U 型槽上开设。三通的加工方法与上述实施例的加工方法相同，在此不作详述。

Claims

权利要求书

1、一种三通成形模具，由上模（11)、下模（12)合模构成，其特征在于：在上模（11)、下模（12)上对称设置用以容纳三通工件的半圆槽形的容腔，所述容腔在上下模的侧部有开口，所述容腔连通三通支管腔（140)，所述三通支管腔内设有可往复位移的支撑杆（141)，所述支撑杆（141)与支撑缸（14)连接并由支撑缸（14)传递压力，三通支管是通过三通工件内的介质填充，并由液压缸（13)液压作用在所述三通支管腔（140)内成形的。

2、根据权利要求 1所述的三通成形模具，其特征在于：所述三通工件的形状是 U型管，所述上模（11)、下模（12)上设置的用以容纳三通工件的容腔是半圆形的 U型槽（120)，所述 U 型槽（120)的形状与三通工件相适配好。

3、根据权利要求 2所述的三通成形模具，其特征在于：所述三通支管腔（140)设置在下模

(12)或上模（11)内。

4、根据权利要求 1所述的三通成形模具，其特征在于：所述三通支管腔（140)由分别在上模（11)和下模（12)对称设置的半圆直槽合模构成，在上模（11)、下模（12)合模后，所述三通支管腔（140)内可插入支撑杆（141)，所述支撑杆（141)与支撑缸（14)连接并由支撑缸传递压力。

5、根据权利要求 1或 2或 3或 4所述的三通成形模具，其特征在于：所述三通工件内充注的介质是液态水。

6、根据权利要求 1所述的三通成形模具的三通成形方法，其特征在于包括以下步骤：

1 ) 将三通工件夹紧在由上模（11)、下模（12)所合成的容腔内，支撑缸（14)将三通支管腔 (140)内的支撑杆（141)推向三通工件的管壁。

2 ) 向三通工件内充注挤压介质。

3 ) 向挤压介质增压，挤压介质挤压三通工件的管壁，三通支管在所述三通支管腔（140) 内成形。

4)三通工件内挤压介质卸压，支撑杆（141)将三通工件顶出容腔。

7、根据权利要求 6所述的三通成形模具的三通成形方法，其特征在于：在三通工件内充注液态水，在三通支管挤压成形的步骤中，液态水压是 4(Tl00MPa。

8、根据权利要求 7所述的三通成形模具的成形方法，其特征在于：在三通支管挤压成形的步骤中，液态水压的优选值为 6(T80 MPa。