[發(fā)明專利]大管徑鈦金屬波紋管制造設備及其制造方法

在審

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• 申請日: 2013-09-16
• 公開（公告）號: CN103521576A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發(fā)明（設計）人: 張驥偉;閻東輝;林健;許守貴;王以華
• 申請（專利權(quán)）人: 上海樺廈實業(yè)有限公司
• 主分類號: B21D15/04
• 分類號: B21D15/04;F16L9/06;F16S3/00
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

技術領域

本發(fā)明涉及的是一種鈦合金應用技術領域的裝置及方法，具體是一種大管徑鈦金屬波紋管制造設備及其制造方法。

背景技術

對大管徑鈦金屬波紋管目前的制造工藝，是使用兩塊沖好溝槽板坯銑出縱向接口，然后焊接而成。這樣的制造工藝很費力，而且由于存在焊縫增加應力腐蝕機會，降低了零件的質(zhì)量。在一些管子中，一些相對深的溝槽在成形區(qū)域頂端材料會增厚（到10%），更大的在切向增厚達到15%。由于這個緣故，在溝槽表面形成橘子皮狀，有時還會出現(xiàn)裂紋。這對于飛行器等高要求零件是難以容忍的。

經(jīng)過對現(xiàn)有技術的檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利文獻號CN101418878，公開日2009-04-29，公開了一種鈦及鈦合金波紋管制造方法，其按下述步驟進行：a.將鈦或鈦合金無縫管或焊管制成一密封的管坯，并在一端留有充氣口；b.將管坯裝入多層模結(jié)構(gòu)的模具中；c.將管坯加熱至純鈦或鈦合金的熱成形溫度；d.向管坯內(nèi)充入氣體，充入氣體的壓力為1～1.5MPa，使管坯向外脹形；e.在模具軸向施加壓縮載荷，使各模塊壓合；f.繼續(xù)向管坯內(nèi)增加氣壓，使其壓力達到2.5～5.0MPa，使管坯完全充滿模具成形，最后經(jīng)冷卻脫模即制成成品。但該技術的缺陷和不足在于：1.工件上留有焊縫，容易引起應力腐蝕，因此，對要求高的場合難以滿足使用要求。2.手工作業(yè)單件生產(chǎn)，不是機械化生產(chǎn)，因而生產(chǎn)率低，成本高，難以保證制造精度。

中國專利文獻號CN1383943，公開日2002-12-11，公開了一種“鈦合金波紋管超塑成形的方法”，包括：a.制作管坯，將鈦合金無縫管或焊管制成一密封的管坯，并在一端留有充氣口;b.加熱過程，將管坯裝入多層模結(jié)構(gòu)的模具中，隨后將管坯加熱至鈦合金的超塑成形溫度650～1000℃;c.脹形過程，向管坯內(nèi)充入氣體，充入氣體的壓力為0.1～1MPa，使管坯向外脹形;d.合模過程，在模具軸向施加壓縮載荷，使各模塊壓合;e.成形過程，繼續(xù)向管坯內(nèi)增加氣壓，使其壓力達到1.5～3.0MPa，使管坯完全充模，最后經(jīng)冷卻脫模即制成成品。

上述兩個技術方案均在多層模具中將焊坯加熱后，通入壓力氣體脹出波紋溝槽。只解決了鈦合金波形膨脹節(jié)制造難題，但生產(chǎn)效率極低，單件生產(chǎn)至少需要1～2天；由于采用多個波節(jié)同時整體成形，模具尺寸大、形狀復雜、制造成本高、加熱能量損耗大；氣脹時，還要做好模具、接縫處的密封工作。該專利除了上述不足外，還必須在昂貴的超塑成形專用設備上進行；還要在脹形前進行超塑性處理，工藝繁雜。

中國專利文獻號CN101856687A，公開日2010-10-13，公開了一種波紋管單波連續(xù)成形裝置及成形方法，該技術通過兩個推模上對應開有第一通孔和第二通孔，每個第一通孔和第二通孔內(nèi)對應安裝有一個絕緣套;通過壓力機施壓，使推模克服彈簧的阻力，沿著導向桿向右移動，使初波的高度方向增加，寬度方向縮小，繼續(xù)充入惰性氣體，直至波形達到設計尺寸為止。但該技術結(jié)構(gòu)較為復雜，其涉及的磁力作用是由線圈中通過脈沖電流實現(xiàn)。磁脈沖成形原理由充電回路和放電回路組成。要根據(jù)工件變形部位的需要來確定電磁力的分布并設計與之相適應的線圈，使得該裝置的配合要求較高，較難生產(chǎn)出精度要求高的零部件。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術存在的上述不足，提出一種大管徑鈦金屬波紋管制造設備及其制造方法，能夠在大管徑的鈦金屬管上制出波紋溝槽，滿足飛行器等高要求波紋管。

本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的：

本發(fā)明涉及一種大管徑鈦金屬波紋管制造裝置，包括：軸向拉壓成形機構(gòu)和徑向定位機構(gòu)，其中：待加工管材設置于徑向定位機構(gòu)內(nèi)且與軸向拉壓成形機構(gòu)相連，軸向拉壓成形機構(gòu)由液壓缸提供動力和徑向定位機構(gòu)內(nèi)部設有壓縮空氣通路。

所述的徑向壓緊機構(gòu)包括：設置于待加工管材外部的可分凹模機構(gòu)以及與之相連的直立氣缸和水平氣缸，通過直立氣缸和水平氣缸內(nèi)壓縮空氣的充放實現(xiàn)可分凹模機構(gòu)對待加工管材的定位。

所述的軸向拉壓成形機構(gòu)包括：支撐管、活塞桿和液壓缸，其中：活塞桿的一側(cè)末端與液壓缸活塞相連，支撐管套接于活塞桿的外部。

所述的可分凹模機構(gòu)包括：設置于待加工管材內(nèi)部的彈性體、分別位于待加工管材外側(cè)的半凹模以及依次設置于半凹模外部的支撐桿和錐形襯套，彈性體的內(nèi)表面通過中間鋼襯套與活塞桿相接觸。

所述的彈性體與活塞桿之間設有管狀結(jié)構(gòu)的中間鋼襯套，該彈性體墊片直徑的一半為成形溝槽深度的2～3倍以上，以保證該彈性體墊片具有足夠的磨損壽命。