[發(fā)明專利]一種彎頭三通管內(nèi)高壓成形模具及方法

有效

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• 申請日: 2014-05-06
• 公開（公告）號: CN103920789A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉鋼;苑世劍;彭俊陽
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學
• 主分類號: B21D26/047
• 分類號: B21D26/047;B21D26/037
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務(wù)所 23109
• 代理人: 牟永林

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種三通管內(nèi)高壓成形模具及方法，具體涉及一種彎頭三通管內(nèi)高壓成形模具及方法。

背景技術(shù)

內(nèi)高壓成形三通管為整體成形，內(nèi)高壓方法成形的三通管避免了焊接過程中的變形以及焊縫的不可靠性，提高了零件的尺寸精度、強度與剛度，特別是疲勞強度。能改善管件內(nèi)的氣體流動特性，結(jié)構(gòu)形狀設(shè)計更趨靈活、優(yōu)化。三通管的內(nèi)高壓成形工藝需要軸向沖頭，中間沖頭以及內(nèi)壓共同作用，必須通過合理的成形區(qū)間，才能成形合格的三通零件。首先將管坯放入下模，閉合上模具后，向管內(nèi)充滿液體，用左右沖頭進行密封，然后左右沖頭施加軸向力補料，同時管內(nèi)施加一定的壓力來使管坯成形。當內(nèi)壓不足或軸向沖頭補料量過大時，主管容易在軸向推力的作用下發(fā)生起皺；當內(nèi)壓過大時或軸向沖頭補料量不足時，支管頂部容易發(fā)生破裂。三通管零件的壁厚分布特點為主管增厚，支管減薄。由于三通管的形狀非對稱，主管底部的材料為壓縮變形，增厚嚴重，支管頂部的材料處于脹形狀態(tài)，壁厚減薄較大。

內(nèi)高壓成形可以成形出形狀復雜的三通管，按軸線形狀，分為直線和曲線三通管。常見的直線三通管有T型三通管，曲線三通管有直角三通，U型三通等。隨著管材彎曲角度的增加，零件形狀非對稱所帶來的影響隨之增大，成形難度越大。因此管材彎曲角度越大，成形區(qū)間越來越小，更加容易發(fā)生起皺或破裂的缺陷。即使無缺陷的零件，壁厚均勻性也較差。

綜上，現(xiàn)有的內(nèi)高壓成形模具的主型腔8底部沒有儲料倉，使得成形后的三通管底部由于壓縮變形導致增厚嚴重甚至起皺的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決現(xiàn)有的內(nèi)高壓成形模具的主型腔底部沒有儲料倉，使得成形后的三通管底部由于壓縮變形導致增厚嚴重的問題，而提出了一種彎頭三通管內(nèi)高壓成形模具及方法。

模具：彎頭三通管內(nèi)高壓成形模具包括下模、上模、第一沖頭、第二沖頭和中間沖頭，上模與下模扣合設(shè)置，上模與下模之間設(shè)有主型腔，第一沖頭設(shè)置在主型腔的一端，第二沖頭設(shè)置在主型腔的另一端，第一沖頭的內(nèi)部設(shè)有注液孔，注液孔的一端與主型腔相通，主型腔的頂部設(shè)有支管型腔，且主型腔與支管型腔相互連通，中間沖頭設(shè)置在支管型腔中，所述主型腔的底部設(shè)有兩個儲料倉。

方法：彎頭三通管內(nèi)高壓成形的方法是通過以下步驟實現(xiàn)的：

步驟一、根據(jù)管材坯料的直徑確定主型腔的直徑D：主型腔的直徑D與管材坯料的直徑相等；

步驟二、根據(jù)主型腔的直徑D確定儲料倉的直徑和深度：儲料倉的直徑為d_c，儲料倉的深度為h_c，具體計算公式如下：

dc≤(π+α2π)D]]>或dc≤(180+α360)D,]]>其中0°≤α≤180°??公式一

h_c≤0.5D???????????公式二

其中α為管材坯料的彎曲角度；

步驟三、放置管材坯料：將管材坯料放置于下模的型腔中，然后閉合上模與下模；

步驟四、密封管材坯料的兩端：將第一沖頭和第二沖頭分別設(shè)置在主型腔內(nèi)，第一沖頭和第二沖頭將管材坯料的兩端密封；

步驟五、注入內(nèi)壓：將注液孔與液壓系統(tǒng)連接，通過注液孔向管材坯料的內(nèi)腔注入高壓液體；

步驟六、升高內(nèi)壓：向第一沖頭和第二沖頭施壓，通過外力使第一沖頭和第二沖頭向中間移動進行補料，管材坯料發(fā)生脹形后，被擠壓的材料流入儲料倉和支管型腔中，支管型腔內(nèi)的材料隨著中間沖頭緩慢后退成形出支管；