專利名稱：中小t形管的成型工藝及模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬管加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到中小T形管件的成形工藝及成形模具。
蘇聯(lián)的發(fā)明專利1196062和1076163分別闡述了一種不同的工藝方法和一種模具制做T形管。1196062的發(fā)明專利用焊接與金屬壓力加工的工藝方法制造T形管，是將管坯焊接成一個(gè)T形管，經(jīng)熱處理和用一個(gè)帶弧形的模具，在管坯焊接處，利用塑性變形拉伸接管，將焊縫從應(yīng)力集中區(qū)消除，延長(zhǎng)焊管的使用壽命。1076163的發(fā)明專利是用管坯制做T形接頭，采用上下陰模及管坯內(nèi)裝的凹凸模。首先對(duì)管坯進(jìn)行預(yù)成形，把加熱到成形所需溫度的管坯套在凹凸模的支承桿上，上模下行，管坯內(nèi)的凹凸模固定不動(dòng)，此時(shí)，管坯局部發(fā)生凸起，上模上的凸模對(duì)凸起部分沖孔，同時(shí)，管坯內(nèi)的凸模對(duì)沖孔進(jìn)行翻邊，因翻邊高度不夠，取出管坯內(nèi)的凸模加件增加高度，再次合模進(jìn)行翻邊。其中在沖孔和翻邊的同時(shí)，上下模閉合處有許多孔，這些孔由軟管連接起來(lái)組成潤(rùn)滑冷卻系統(tǒng)。
上述發(fā)明對(duì)于制造大管徑的T形管件較使用，但對(duì)于中小管徑制造T形管件非常困難，工藝復(fù)雜難以實(shí)現(xiàn)，首先是管坯內(nèi)的零件就難以裝卡進(jìn)去。本發(fā)明克服了上述缺陷，解決了中小管徑制造T形管件的成形技術(shù)。
本發(fā)明的目的是提供一種簡(jiǎn)單的工藝及模具，提高中小T形管件的生產(chǎn)率和生產(chǎn)質(zhì)量。
本發(fā)明是利用壓力加工工藝，在壓力機(jī)上由管坯制做T形管件。
圖1是本發(fā)明模具的結(jié)構(gòu)圖和T形管件最終成形時(shí)的狀況。
圖2是本發(fā)明模具的液壓系統(tǒng)。
圖3是本發(fā)明T形管件的變形圖。
本發(fā)明首先將所需成形的直管坯內(nèi)充滿填料14，填料可以是軟金屬鉛、可溶性鹽類或石蠟。將充滿填料的管坯裝入下凹模6模腔內(nèi)，上凹模9在壓力機(jī)垂直方向單一力作用下下行與下凹模閉合，產(chǎn)生合模力，其值等于油缸3的調(diào)整壓力，合模力的調(diào)整由附圖2中的液壓系統(tǒng)控制，調(diào)整至工作所需壓力狀態(tài)，便可以保持恒定不變。在上下凹模閉合后，上模板12隨著壓力機(jī)繼續(xù)下行時(shí)，滑塊7便會(huì)在左右滑座4上和上模板12上產(chǎn)生滑動(dòng)，使凸模15從兩側(cè)沿軸向以相同的推擠力相對(duì)推擠管坯。模腔內(nèi)的管坯和填料在兩端凸模的推力作用下，便會(huì)從上凹模9上開(kāi)設(shè)的徑向孔中擠出，在管坯成形過(guò)程中，擠出高度可根據(jù)具體要求，由放入模腔內(nèi)的管坯初始長(zhǎng)度確定，不會(huì)受材料本身塑性指標(biāo)的影響，當(dāng)擠出高度達(dá)到要求時(shí)，上凹模9上行，工件便由頂料桿11頂出，取出工件，切掉管頭，加熱去除管內(nèi)填料即可得到所需的T形管件。
從圖3可以看到，在T形管的成形過(guò)程中，當(dāng)變形進(jìn)入到中間穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，只有在相貫線處的圓角R過(guò)渡部分是變形區(qū)，而水平方向的兩側(cè)圓管Ⅰ、Ⅱ部分是傳力區(qū)，垂直方向的圓管Ⅲ部分是不變形區(qū)。因此，只要金屬管坯的塑性能夠完成R部分的變形，這種管材便可使用。由于金屬管在變形區(qū)受三向壓應(yīng)力作用，使得其變形程度極限值很大，所以除有色金屬直管外，對(duì)于碳鋼，合金結(jié)構(gòu)鋼和不銹鋼等工業(yè)塑性材的管坯，都可以利用該工藝制做T形管。
利用本工藝制做T形管，由于管坯內(nèi)始終有填料作壓力支承物，所以在變形過(guò)程中，其金屬纖維組織連續(xù)地沿管件外形的軸線方向分布而不被切斷，管件的機(jī)械性能指標(biāo)高，管件不會(huì)出現(xiàn)鐓粗現(xiàn)象，且三個(gè)方向上的管壁厚度均勻無(wú)裂縫，拐彎處光滑自然。另外，填料和金屬管同步運(yùn)動(dòng)，所以管內(nèi)壁光滑，沒(méi)有機(jī)械劃傷等缺陷。
采用本工藝制做T形管件，在壓力機(jī)上一次擠壓成形，工藝程序簡(jiǎn)單，設(shè)備投資及能源損耗小，管件成本低，生產(chǎn)率和生產(chǎn)質(zhì)量得到很大提高，材料利用率達(dá)98%以上。
用本工藝制做T形管件的模具由圖1可看出。該模具由模套、上下凹模、左右凸模、左右滑座、左右滑塊、上模板和活塞油缸及其它部件構(gòu)成。模具里裝有一油缸3，上凹模6與活塞桿17采用剛性連接，活塞桿17裝在油缸3內(nèi)，桿下裝有壓簧18，桿上裝有橡皮密封圈19和密封蓋20防止泄油。在非工作狀態(tài)下，活塞17在壓簧18作用下，使下凹模6處于最高位置。上模柄10與上模板12中間開(kāi)有一孔穿過(guò)上凹模9與模腔連同，孔里裝有一頂料桿11。上凹模9上的孔為T(mén)形管件的成形孔，其孔徑大小根據(jù)管坯的管徑而定。兩側(cè)的圓柱形凸模15的一端分別由兩側(cè)凸模固定板16與兩側(cè)斜面滑塊7固定在一起，滑塊7的斜面裝入滑座4的斜面導(dǎo)軌8槽內(nèi)，滑塊7的上平面與上模板12的下平面采用燕尾槽結(jié)構(gòu)結(jié)合。在壓力機(jī)的作用下，滑塊7可沿上模板水平滑動(dòng)和沿滑座4斜面向下滑行。隨之，兩側(cè)凸模15沿模腔作水平相對(duì)推擠。左右滑座4上半部為一斜面，模套5套在左右滑座4上成為一整體，加強(qiáng)模具的強(qiáng)度。
圖2是活塞所用的一套液壓系統(tǒng)。由油缸3、單向閥21，溢流閥22和壓力表23及一些管道構(gòu)成。上下凹模閉合產(chǎn)生的合模力，其值等于油缸3的調(diào)整壓力，從壓力表23可以看出，超過(guò)其壓力溢流閥22溢流，保持恒定壓力。當(dāng)成形結(jié)束，上凹模9上行，下凹模6復(fù)位，油缸下腔通過(guò)單向閥21進(jìn)油補(bǔ)償。
實(shí)施例依據(jù)圖1所闡述的模具，用45＃鋼加工了與底座1相連的左右滑座4和油缸支座2及模套5。在左右滑座4的底部留有一空間，安裝油缸3，油缸3用螺釘固定在油缸支座2上。左右滑座4的上半部加工成一斜面，導(dǎo)軌8也為一斜面，其角度為45°。上下凹模9、6用工具鋼制做，其模腔直徑為10毫米，上凹模上所開(kāi)的孔徑也為10毫米，是為加工直徑為10毫米的銅管設(shè)計(jì)制做的。下凹模6與活塞17用螺釘固定，上凹模9和模柄10用螺釘固定在上模板12上，上模板12的下平面上開(kāi)有凹形燕尾槽，滑塊7的上平面上開(kāi)有凸形燕尾槽，上模板12與滑塊7相連，滑塊7可做水平方向滑動(dòng)。兩側(cè)的凸模15用工具鋼加工成一端為凸臺(tái)的園柱形，另一端其直徑為10毫米，與模腔滑動(dòng)配合，凸模15的凸臺(tái)套入凸模固定板16的沉孔內(nèi)用螺釘固定在滑塊7的內(nèi)側(cè)，滑塊7的外側(cè)面加工成45°的斜面與滑座4的斜面配合，并裝在導(dǎo)軌8內(nèi)，滑塊7沿滑座4下行時(shí)并沿上模板12向內(nèi)滑動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)兩側(cè)凸模15沿模腔軸向作水平相對(duì)推擠。
利用該模具將裝滿食鹽填料的銅管，外徑為10毫米，內(nèi)徑為8毫米，長(zhǎng)度為120毫米的銅管坯裝入下凹模腔，液壓系統(tǒng)調(diào)整的壓力為0.5兆帕，在63噸的壓力機(jī)上使上凹模下行，用4噸的壓力就可使管坯成形。切掉管頭。加熱熔化食鹽即可得到擠出高度為25毫米，壁厚為1毫米的T形管件。T形管件的拐彎處光滑無(wú)縫，內(nèi)表面粗糙度
，外表面粗糙度
。


附圖1 1、底座 2、油缸支座 3、油缸 4、滑座 5、模套 6、下凹模 7、滑塊 8、導(dǎo)軌 9、上凹模 10、橫柄 11、頂料桿 12、上模板 13、T形管 14、填料 15、凸模 16、凸模固定板 17、活塞 18、壓簧 19、密封圈 20、密封蓋附圖2 3、油缸 21、單向閥 22、溢流閥 23、壓力表附圖3 13、T形管 R、變形區(qū) Ⅰ、Ⅱ、傳力區(qū) Ⅲ、不變形區(qū)
權(quán)利要求
1.中小T形管件的成形工藝，其特征是在所需成形的直管坯里充滿填料，將管坯裝入模具型腔內(nèi)，上下凹模對(duì)管坯產(chǎn)生合模力，凸模沿軸向相對(duì)推擠直管一次制成T形管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中小T形管件的成形工藝，其特征是在管坯成形過(guò)程中，不受材料本身塑形變形指標(biāo)的影響，其擠出高度由管坯的初始長(zhǎng)度確定。
3.中小T形管件的成形模具包括上下凹模，其特征在于模具里裝有一油缸，油缸的活塞桿與下凹模剛性連接，活塞桿下裝有一回程壓簧，左右滑座為一斜面，其上分別裝有斜導(dǎo)軌，左右滑塊斜面與滑座斜面導(dǎo)軌連接，滑塊的上平面與上模板的下平面采用燕尾槽連接，凸模一端由凸模固定板固定在滑塊上，另一端裝入模腔，滑塊可做水平滑動(dòng)和沿滑座斜面下行。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的中小T形管件的成形模具，其特征是上模柄與上模板中間開(kāi)有一孔穿過(guò)上凹模與模腔連同，孔內(nèi)裝有一頂料桿。
全文摘要
中小T形管件的成型工藝及模具屬于金屬管加工技術(shù)領(lǐng)域。在直管坯里充滿填料，將管坯裝入模腔內(nèi)，上下凹模閉合產(chǎn)生合橫力，斜滑塊使兩則凸模產(chǎn)生軸向推力相對(duì)推擠管坯一次成型。本工藝的模具上裝有一油缸，油缸的活塞桿與上凹模剛性連接，活塞桿下的壓簧在非工作狀態(tài)下使下凹模處于最高位置，兩側(cè)凸模與兩側(cè)斜面滑塊連接，滑塊斜面于滑座斜面導(dǎo)軌槽內(nèi)，上平面于上橫板的燕尾槽內(nèi)，滑塊可下行和水平滑動(dòng)。
文檔編號(hào)B21C23/12GK1055309SQ9010217
公開(kāi)日1991年10月16日 申請(qǐng)日期1990年4月4日 優(yōu)先權(quán)日1990年4月4日
發(fā)明者涉國(guó)恩, 王富仁 申請(qǐng)人:太原機(jī)械學(xué)院