一种增加三通支管高度的镦胀成形装置及方法

摘要

本发明是一种增加三通支管高度的镦胀成形装置及方法。包括第一轴向推力冲头、第二轴向推力冲头、第一充液阀、第二充液阀、成形模具、背压冲头、管坯、内置芯棒等，管坯设有分别与管坯所设管腔相通的三个端口，内置芯棒放入管坯内，且穿过管坯的第一端口及第二端口，管坯放置在成形模具中，第一轴向推力冲头的一端与管坯的第一端口触接，第二轴向推力冲头的一端与管坯的第二端口触接，第一轴向推力冲头所设腔体及第二轴向推力冲头所设腔体均与管坯的管腔相通，高压液体通过第二充液阀能充液到第二轴向推力冲头所设腔体内，背压冲头装设在成形模具上，背压冲头的一端与管坯的第三端口触接。本发明解决支管胀形时厚度变薄和补料困难以及容易起皱和破裂等问题。

说明书

技术领域

本发明是一种增加三通支管高度的镦胀成形装置及方法，属于增加三通支管高度的镦胀成形装置及方法的创新技术。

背景技术

传统三通管（图1）大部分采用铸造、焊接连接成形和胀形成形工艺制作，广泛应用化工、日常生活等领域。在上述三种成形方法中，铸造是最为简单的成形工艺，可以获得较复杂和较高支管的三通管件，但由于铸造工艺本身的特点，其成型三通管所用材料以及成形后的制品质量被限制在一定的范围内使用；焊接连接成形制造三通管的工艺是先在主管上钻孔，然后将支管焊接到主管上，形成三通管。相对于铸造三通管工艺，焊接连接成形该可对优质管材进行焊接连接成形，且支管的高度没有任何限制，但该工艺方案的缺点是由于在主管上开孔再将支管焊接在主管上，这样主管和支管的焊接线就是一条复杂的空间曲线，正是由于空间焊接线的存在，在焊接区域容易产生焊渣、孔洞，造成焊缝被腐蚀，导致漏水问题发生；为了克服铸造和焊接三通管的缺点，采用对直通管材加以内高压使其形成支管的方法可获得整体式的三通管。由于内高压形成三通管是通过塑性成形的方法获得，所以其质量好，克服了铸造和焊接方法给产品质量带来的不足，这也是目前很多使用三通管的场合希望应用胀形成形三通管的原因之一。内高压成形三通管道的方法也因此被受到关注和重视。然而，现有采用内高压成形三通管的方法，由于在直通管材通过内高压形成支管过程中通常支管的壁厚变薄，致使由直接胀形成形三通管支管的高度受到限制，这也严重影响了内高压成形三通管的使用。为此，研究开发一种能提高成形三通管支管高度的方法，对于获得更高质量的三通管具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种增加三通支管高度的镦胀成形装置。本发明解决支管胀形时厚度变薄和补料难得及容易起皱和破裂等问题。

本发明的另一目的在于提供一种操作简单方便，易于实现的增加三通支管高度的镦胀成形方法。

本发明的技术方案是：本发明的增加三通支管高度的镦胀成形装置，包括有第一轴向推力冲头、第二轴向推力冲头、第一充液阀、第二充液阀、第一内置平衡弹簧、第二内置平衡弹簧、成形模具、背压冲头、管坯、内置芯棒，其中管坯设有分别与管坯所设管腔相通的三个端口，内置芯棒放入管坯内，且穿过管坯的第一端口及第二端口，管坯放置在成形模具中，第一轴向推力冲头及第二轴向推力冲头都装设在成形模具中，且第一轴向推力冲头的一端与管坯的第一端口触接，第二轴向推力冲头的一端与管坯的第二端口触接，第一内置平衡弹簧装设在第一轴向推力冲头所设的腔体内，且第一内置平衡弹簧的一端与内置芯棒的一端触接，第一内置平衡弹簧的另一端与第一轴向推力冲头所设腔体的腔壁触接，第二内置平衡弹簧装设在第二轴向推力冲头所设的腔体内，且第二内置平衡弹簧的一端与内置芯棒的另一端触接，第二内置平衡弹簧的另一端与第二轴向推力冲头所设腔体的腔壁触接，第一轴向推力冲头所设腔体及第二轴向推力冲头所设腔体均与管坯的管腔相通，第一充液阀装设在第一轴向推力冲头上，第二充液阀装设在第二轴向推力冲头上，高压液体通过第一充液阀能充液到第一轴向推力冲头所设腔体内，高压液体通过第二充液阀能充液到第二轴向推力冲头所设腔体内，背压冲头装设在成形模具上，且背压冲头的一端与管坯的第三端口触接。

本发明的增加三通支管高度的镦胀成形装置的成形方法，包括有如下步骤：

1）将内置芯棒放入管坯所设管腔内，管坯放置至成形模具中，通过第一内置平衡弹簧及第二内置平衡弹簧使内置芯棒保持在要求的位置，这时，关闭第一充液阀和第二充液阀；

2）用力使两端的第一轴向推力冲头及第二轴向推力冲头向管坯的方向移动，将管坯镦挤到中心部位进行聚料；

3）当第一轴向推力冲头及第二轴向推力冲头到达一定位置，聚料完成后，打开第一充液阀和第二充液阀，高压液体通过第一充液阀充液到第一轴向推力冲头所设腔体内，高压液体通过第二充液阀充液到第二轴向推力冲头所设腔体内，同时，背压冲头向管坯的第三端口方向下压；

4）在第一轴向推力冲头及第二轴向推力冲头的轴向推力及高压液体的压力和背压冲头的背压力的共同作用下，使管坯成形为三通支管。

本发明采用内高压镦胀工艺成形三通管的结构，可以通过改变芯棒所设聚料槽的体积大小控制支管的体积，解决支管胀形补料难得问题。此外，通过在管坯内径加入芯棒，对管坯进行镦胀成形，有效地解决了管坯屈曲和起皱的问题，本发明是一种操作方便，易于实现的增加三通支管高度的镦胀成形装置及成形方法。

附图说明

图1为本发明三通管的结构示意图；

图2为将管坯和芯棒放置模具内，左右推力冲头轴向进给冲头至管材端部的初始状态，管材镦粗使得材料填充芯棒聚料槽的状态示意图；

图3为三通管的镦胀成形的最终状态。

具体实施方式

实施例：

本发明的结构示意图如图1、2、3所示，本发明的增加三通支管高度的镦胀成形装置，包括有第一轴向推力冲头1、第二轴向推力冲头10、第一充液阀2、第二充液阀9、第一内置平衡弹簧3、第二内置平衡弹簧8、成形模具4、背压冲头5、管坯6、内置芯棒7，其中管坯6设有分别与管坯6所设管腔相通的三个端口，内置芯棒7放入管坯6内，且穿过管坯6的第一端口及第二端口，管坯6放置在成形模具4中，第一轴向推力冲头1及第二轴向推力冲头10都装设在成形模具4中，且第一轴向推力冲头1的一端与管坯6的第一端口触接，第二轴向推力冲头10的一端与管坯6的第二端口触接，第一内置平衡弹簧3装设在第一轴向推力冲头1所设的腔体内，且第一内置平衡弹簧3的一端与内置芯棒7的一端触接，第一内置平衡弹簧3的另一端与第一轴向推力冲头1所设腔体的腔壁触接，第二内置平衡弹簧8装设在第二轴向推力冲头10所设的腔体内，且第二内置平衡弹簧8的一端与内置芯棒7的另一端触接，第二内置平衡弹簧8的另一端与第二轴向推力冲头10所设腔体的腔壁触接，第一轴向推力冲头1所设腔体及第二轴向推力冲头10所设腔体均与管坯6的管腔相通，第一充液阀2装设在第一轴向推力冲头1上，第二充液阀9装设在第二轴向推力冲头10上，高压液体通过第一充液阀2能充液到第一轴向推力冲头1所设腔体内，高压液体通过第二充液阀9能充液到第二轴向推力冲头10所设腔体内，背压冲头5装设在成形模具4上，且背压冲头5的一端与管坯6的第三端口触接。可以通过改变芯棒7所设聚料槽的体积大小控制支管的体积，解决支管胀形补料难得问题。此外，通过在管坯6内径加入芯棒，对管坯6进行镦胀成形，有效地解决了管坯6屈曲和起皱的问题。

本实施例中，上述背压冲头5的另一端露置于成形模具4外。上述第一轴向推力冲头1及第二轴向推力冲头10的另一端露置于成形模具4外。

本发明的增加三通支管高度的镦胀成形装置的成形方法，包括有如下步骤：

1）将内置芯棒7放入管坯6所设管腔内，管坯6放置至成形模具4中，通过第一内置平衡弹簧3及第二内置平衡弹簧8使内置芯棒7保持在要求的位置，这时，关闭第一充液阀2和第二充液阀9；

2）用力使两端的第一轴向推力冲头1及第二轴向推力冲头10向管坯6的方向移动，将管坯6镦挤到中心部位进行聚料；

3）当第一轴向推力冲头1及第二轴向推力冲头10到达一定位置，聚料完成后，打开第一充液阀2和第二充液阀9，高压液体通过第一充液阀2充液到第一轴向推力冲头1所设腔体内，高压液体通过第二充液阀9充液到第二轴向推力冲头10所设腔体内，同时，背压冲头5向管坯6的第三端口方向下压；

4）在第一轴向推力冲头1及第二轴向推力冲头10的轴向推力及高压液体的压力和背压冲头5的背压力的共同作用下，使管坯6成形为三通支管。

本实施例中，上述第一轴向推力冲头1及第二轴向推力冲头10的轴向推力、高压液体的压力、背压冲头5的背压力的关系是相互约束的关系，为了获得高的支管，可通过实验或借助已有的经验数据合理调整轴向推力、高压液体压力和背压力，以满足成形零件的结构尺寸要求。