一種并排雙支管鐓輾脹復(fù)合成形裝置與方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種并排雙支管鐓輾脹復(fù)合成形裝置與方法，其裝置將是管坯置于成形模具的內(nèi)部，內(nèi)置芯棒置于管坯的內(nèi)部；管坯的左右兩端分別有軸向沖頭；兩個軸向沖頭上分別分別設(shè)置有內(nèi)置平衡彈簧，用于固定內(nèi)置芯棒；左軸向沖頭通過鍵帶動內(nèi)置芯棒的旋轉(zhuǎn)運動，右軸向沖頭上安裝有充液閥；內(nèi)置芯棒上設(shè)置有聚料槽和出液口；成形模具上安裝有兩個背壓沖頭，分別是左支管的背壓沖頭和右支管的背壓沖頭，通過鐓輾脹復(fù)合成形加工并排雙支管。本發(fā)明可以解決支管脹形補料難的問題，有效提高支管高度，是一種操作方便，易于實現(xiàn)并排雙支管的成形工藝。
【專利說明】
一種并排雙支管鐓輾脹復(fù)合成形裝置與方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及機械制造領(lǐng)域，特別涉及一種并排雙支管鐓輾脹復(fù)合成形裝置與方法。
【背景技術(shù)】
[0002]并排雙支管廣泛應(yīng)用于空調(diào)、汽車及石化等領(lǐng)域的管路系統(tǒng)中，起到集水、分流等重要作用。根據(jù)并排雙支管的服役環(huán)境，需要滿足壁厚均勻、不易開裂以及支管高度高等要求。目前鑄造、焊接和脹形是并排雙支管的主要成形加工方法，但均存在缺陷:I)鑄造加工并排雙支管，由于鑄造工藝本身的特點，容易產(chǎn)生縮孔和縮松、晶粒粗大及偏析等組織缺陷，造成成形制品質(zhì)量低;2)焊接成形并排雙支管，支管高度不受限制，但在焊接區(qū)域容易產(chǎn)生焊渣、孔洞，造成焊縫被腐蝕，導(dǎo)致漏水、漏油等問題發(fā)生;3)為了獲得整體式并排雙支管，采用內(nèi)高壓成形工藝進行并排雙支管成形，越來越受到廣泛關(guān)注和應(yīng)用，但管材在成形過程中主管端部增厚，受材料性能、摩擦等因素的影響，材料難以從主管流向支管，支管之間材料難以補給造成支管壁厚過早減薄而產(chǎn)生破裂，使得支管成形高度有限，同時，由于軸向進給和內(nèi)壓工藝參數(shù)匹配不當時，容易產(chǎn)生起皺和過早破裂等問題。因此，研究一種能夠改善管件壁厚均勻性、提高并排雙支管高度和防止起皺發(fā)生的方法，對獲得質(zhì)量優(yōu)異的并排雙支管以及實現(xiàn)其整體式成形具有十分重要的工程意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點，提供一種成形質(zhì)量好、壁厚均勻、支管高度高的并排雙支管鐓輾脹復(fù)合成形裝置。
[0004]本發(fā)明的另一目的在于提供一種并排雙支管鐓輾脹復(fù)合成形方法。
[0005]本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn):
[0006]—種并排雙支管鐓輾脹復(fù)合成形裝置，包括電機1、鍵2、傳動齒輪3、鍵4、左軸向沖頭5、左內(nèi)置彈簧6、鍵7、內(nèi)置芯棒8、模具9、左支管的背壓沖頭10、右支管的背壓沖頭11、管還12、右內(nèi)置彈簧13、右軸向沖頭14和充液閥15;管還12置于模具9的內(nèi)部，內(nèi)置芯棒8置于管坯12的內(nèi)部；電機I通過鍵2與一對傳動齒輪3相連接，傳動齒輪3通過鍵4與左軸向沖頭5相連接;左軸向沖頭5通過鍵7帶動內(nèi)置芯棒8的旋轉(zhuǎn)運動，左軸向沖頭5位于管坯12的左端且施壓于管坯12的左端，右軸向沖頭14位于管坯12的右端且施壓于管坯12的右端；左軸向沖頭5和右軸向沖頭14上分別設(shè)置有左內(nèi)置彈簧6和右內(nèi)置彈簧13，用于固定內(nèi)置芯棒8;右軸向沖頭14上安裝有充液閥15;內(nèi)置芯棒8上設(shè)置有聚料槽16和出液口 17;模具4上安裝有兩個背壓沖頭，分別是左支管的背壓沖頭10和右支管的背壓沖頭11。
[0007]所述兩個背壓沖頭是在成形前伸入模具9的內(nèi)部，支管成形一定高度后背壓沖頭頂著支管頂部，背壓沖頭的位置是隨著支管高度的增加而往后退的。
[0008]—種并排雙支管鐓輾脹復(fù)合成形方法，是采用上述的成形裝置，采用鐓輾脹復(fù)合成形，包括下述步驟:
[0009](I)安裝:將內(nèi)置芯棒8置于管坯12的內(nèi)部，然后一起放置到模具9中；將內(nèi)置芯棒8的出液口 17的中心移至與左支管的背壓沖頭1的中心相對應(yīng)，通過左內(nèi)置彈簧6和右內(nèi)置彈簧13使內(nèi)置芯棒8固定在該位置，然后關(guān)閉充液閥15;
[0010](2)聚料:根據(jù)體積不變原則，計算左軸向沖頭5與右軸向沖頭14的進給位移和聚料槽16體積的關(guān)系，然后左軸向沖頭5和右軸向沖頭14分別相向地向中心移動，將管坯12鐓擠到聚料槽16進行聚料；當兩端的軸向沖頭到達一定位置使得聚料槽16填充滿材料時，聚料完成；
[0011](3)左支管的成形:打開充液閥15使管內(nèi)壓力達到設(shè)定數(shù)值P，同時啟動電機I驅(qū)動傳動齒輪3，實現(xiàn)內(nèi)置芯棒9往返旋轉(zhuǎn)對材料進行輾壓，改變材料局部受力狀態(tài)，推動聚料槽16的材料流向左支管;在軸向推力、內(nèi)高壓、背壓力和內(nèi)置芯棒旋轉(zhuǎn)輾壓力的共同作用下，完成左支管的成形；
[0012](4)右支管的成形:將內(nèi)置芯棒8的出液口 17的中心移至與右支管的背壓沖頭11的中心相對應(yīng);右軸向沖頭14向左移動，將管坯12鐓擠到聚料槽16進行聚料，左軸向沖頭5保持不動，當右軸向沖頭14到達一定位置使得聚料槽16填充滿材料時，聚料完成;然后打開充液閥15使管內(nèi)壓力達到設(shè)定數(shù)值P，同時啟動電機I驅(qū)動傳動齒輪3，實現(xiàn)內(nèi)置芯棒9往返旋轉(zhuǎn)對材料進行輾壓，改變材料局部受力狀態(tài)，推動聚料槽16的材料流向右支管;在軸向推力、內(nèi)高壓、背壓力和內(nèi)置芯棒旋轉(zhuǎn)輾壓力的共同作用下，完成右支管的成形。
[0013]所述軸向推力是軸向沖頭產(chǎn)生的推力；所述內(nèi)高壓是打開充液閥、充入脹形液體后產(chǎn)生的壓力;所述背壓力是由于背壓沖頭保持不動，當支管高度增高向上頂著背壓沖頭時產(chǎn)生的背壓力。
[0014]數(shù)值P跟材料、管坯形狀大小等參數(shù)有關(guān)，設(shè)定的數(shù)值P能使支管成形即可。
[0015]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點和效果:
[0016](I)本發(fā)明采用鐓輾脹復(fù)合成形并排雙支管，通過內(nèi)置芯棒聚料槽的體積大小來控制支管部位的材料體積，有效約束主管壁厚增厚，改善管材的壁厚均勻性。
[0017](2)本發(fā)明采用內(nèi)置芯棒旋轉(zhuǎn)輾壓來促進材料流向支管，主動推動主管材料流向支管，有利于促進材料的流動，解決支管脹形補料難的問題，有效提高支管高度，是一種操作方便，易于實現(xiàn)并排雙支管的成形工藝。
【附圖說明】
[0018]圖1為并排雙支管的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2本發(fā)明并排雙支管鐓輾脹復(fù)合成形裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3為左支管的聚料示意圖。
[0021 ]圖4為左支管的輾壓脹形示意圖。
[0022]圖5為右支管的聚料示意圖。
[0023]圖6為右支管的輾壓脹形示意圖。
[0024]其中，1、電機;2、鍵;3、傳動齒輪;4、鍵;5、左軸向沖頭;6、左內(nèi)置彈簧;7、鍵;8、內(nèi)置芯棒;9、模具；10、左支管的背壓沖頭；11、右支管的背壓沖頭；12、管坯；13、右內(nèi)置彈簧；14、右軸向沖頭;15、充液閥；16、聚料槽;17、出液口。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0026]實施例
[0027]圖1為并排雙支管的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明的并排雙支管鐓輾脹復(fù)合成形裝置，如圖2所示，包括電機1、鍵2、傳動齒輪3、鍵4、左軸向沖頭5、左內(nèi)置彈簧6、鍵7、內(nèi)置芯棒8、模具
9、左支管的背壓沖頭10、右支管的背壓沖頭11、管坯12、右內(nèi)置彈簧13、右軸向沖頭14和充液閥15;管還12置于模具9的內(nèi)部，內(nèi)置芯棒8置于管還12的內(nèi)部；電機I通過鍵2與一對傳動齒輪3相連接，傳動齒輪3通過鍵4與左軸向沖頭5相連接;左軸向沖頭5通過鍵7帶動內(nèi)置芯棒8的旋轉(zhuǎn)運動，左軸向沖頭5位于管坯12的左端且施壓于管坯12的左端，右軸向沖頭14位于管坯12的右端且施壓于管坯12的右端；左軸向沖頭5和右軸向沖頭14上分別設(shè)置有左內(nèi)置彈簧6和右內(nèi)置彈簧13，用于固定內(nèi)置芯棒8;右軸向沖頭14上安裝有充液閥15;內(nèi)置芯棒8上設(shè)置有聚料槽16和出液口 17;模具4上安裝有兩個背壓沖頭，分別是左支管的背壓沖頭10和右支管的背壓沖頭11，這兩個背壓沖頭是在成形前伸入模具9的內(nèi)部，支管成形一定高度后背壓沖頭頂著支管頂部，背壓沖頭的位置是隨著支管高度的增加而往后退的。
[0028]—種并排雙支管鐓輾脹復(fù)合成形方法，是采用上述的成形裝置，采用鐓輾脹復(fù)合成形，包括下述步驟:
[0029](I)安裝:將內(nèi)置芯棒8置于管坯12的內(nèi)部，然后一起放置到模具9中；將內(nèi)置芯棒8的出液口 17的中心移至與左支管的背壓沖頭1的中心相對應(yīng)，通過左內(nèi)置彈簧6和右內(nèi)置彈簧13使內(nèi)置芯棒8固定在該位置，然后關(guān)閉充液閥15;
[0030](2)聚料:根據(jù)體積不變原則，計算左軸向沖頭5與右軸向沖頭14的進給位移和聚料槽16體積的關(guān)系，然后左軸向沖頭5和右軸向沖頭14分別相向地向中心移動，將管坯12鐓擠到聚料槽16進行聚料；當兩端的軸向沖頭到達一定位置使得聚料槽16填充滿材料時，聚料完成;如圖3所不；
[0031](3)左支管的成形:打開充液閥15使管內(nèi)壓力達到設(shè)定數(shù)值P，數(shù)值P跟材料、管坯形狀大小等參數(shù)有關(guān)，設(shè)定的數(shù)值P能使支管成形即可；同時啟動電機I驅(qū)動傳動齒輪3，實現(xiàn)內(nèi)置芯棒9往返旋轉(zhuǎn)對材料進行輾壓，改變材料局部受力狀態(tài)，推動聚料槽16的材料流向左支管;在軸向推力、內(nèi)高壓、背壓力和內(nèi)置芯棒旋轉(zhuǎn)輾壓力的共同作用下，完成左支管的成形;如圖4所示；
[0032](4)右支管的成形:如圖5、圖6所示，將內(nèi)置芯棒8的出液口 17的中心移至與右支管的背壓沖頭11的中心相對應(yīng);右軸向沖頭14向左移動，將管坯12鐓擠到聚料槽16進行聚料，左軸向沖頭5保持不動，當右軸向沖頭14到達一定位置使得聚料槽16填充滿材料時，聚料完成;然后打開充液閥15使管內(nèi)壓力達到設(shè)定數(shù)值P，同時啟動電機I驅(qū)動傳動齒輪3，實現(xiàn)內(nèi)置芯棒9往返旋轉(zhuǎn)對材料進行輾壓，改變材料局部受力狀態(tài)，推動聚料槽16的材料流向右支管;在軸向推力、內(nèi)高壓、背壓力和內(nèi)置芯棒旋轉(zhuǎn)輾壓力的共同作用下，完成右支管的成形。
【主權(quán)項】
1.一種并排雙支管鐓輾脹復(fù)合成形裝置，其特征在于:包括電機、鍵(2)、傳動齒輪、鍵(4)、左軸向沖頭、左內(nèi)置彈簧、鍵(7)、內(nèi)置芯棒、模具、左支管的背壓沖頭、右支管的背壓沖頭、管坯、右內(nèi)置彈簧、右軸向沖頭和充液閥；管坯置于模具的內(nèi)部，內(nèi)置芯棒置于管坯的內(nèi)部；電機通過鍵(2)與一對傳動齒輪相連接，傳動齒輪通過鍵(4)與左軸向沖頭相連接;左軸向沖頭通過鍵(7)帶動內(nèi)置芯棒的旋轉(zhuǎn)運動，左軸向沖頭位于管坯的左端且施壓于管坯的左端，右軸向沖頭位于管坯的右端且施壓于管坯的右端；左軸向沖頭和右軸向沖頭上分別設(shè)置有左內(nèi)置彈簧和右內(nèi)置彈簧，用于固定內(nèi)置芯棒;右軸向沖頭上安裝有充液閥；內(nèi)置芯棒上設(shè)置有聚料槽和出液口；模具上安裝有兩個背壓沖頭，分別是左支管的背壓沖頭和右支管的背壓沖頭。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的并排雙支管鐓輾脹復(fù)合成形裝置，其特征在于:所述兩個背壓沖頭是在成形前伸入模具的內(nèi)部，支管成形一定高度后背壓沖頭頂著支管頂部，背壓沖頭的位置是隨著支管高度的增加而往后退的。3.一種并排雙支管鐓輾脹復(fù)合成形方法，其特征在于:是采用權(quán)利要求1或2所述的并排雙支管鐓輾脹復(fù)合成形裝置，采用鐓輾脹復(fù)合成形，包括下述步驟: (1)安裝:將內(nèi)置芯棒置于管坯的內(nèi)部，然后一起放置到模具中；將內(nèi)置芯棒的出液口的中心移至與左支管的背壓沖頭的中心相對應(yīng)，通過左內(nèi)置彈簧和右內(nèi)置彈簧使內(nèi)置芯棒固定在該位置，然后關(guān)閉充液閥； (2)聚料:根據(jù)體積不變原則，計算左軸向沖頭與右軸向沖頭的進給位移和聚料槽體積的關(guān)系，然后左軸向沖頭和右軸向沖頭分別相向地向中心移動，將管坯鐓擠到聚料槽進行聚料;當兩端的軸向沖頭到達一定位置使得聚料槽填充滿材料時，聚料完成； (3)左支管的成形:打開充液閥使管內(nèi)壓力達到設(shè)定數(shù)值P，同時啟動電機驅(qū)動傳動齒輪，實現(xiàn)內(nèi)置芯棒往返旋轉(zhuǎn)對材料進行輾壓，改變材料局部受力狀態(tài)，推動聚料槽的材料流向左支管;在軸向推力、內(nèi)高壓、背壓力和內(nèi)置芯棒旋轉(zhuǎn)輾壓力的共同作用下，完成左支管的成形； (4)右支管的成形:將內(nèi)置芯棒的出液口的中心移至與右支管的背壓沖頭的中心相對應(yīng);右軸向沖頭向左移動，將管坯鐓擠到聚料槽進行聚料，左軸向沖頭保持不動，當右軸向沖頭到達一定位置使得聚料槽填充滿材料時，聚料完成;然后打開充液閥使管內(nèi)壓力達到設(shè)定數(shù)值P，同時啟動電機驅(qū)動傳動齒輪，實現(xiàn)內(nèi)置芯棒往返旋轉(zhuǎn)對材料進行輾壓，改變材料局部受力狀態(tài)，推動聚料槽的材料流向右支管;在軸向推力、內(nèi)高壓、背壓力和內(nèi)置芯棒旋轉(zhuǎn)輾壓力的共同作用下，完成右支管的成形。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的并排雙支管鐓輾脹復(fù)合成形方法，其特征在于:所述軸向推力是軸向沖頭產(chǎn)生的推力;所述內(nèi)高壓是打開充液閥、充入脹形液體后產(chǎn)生的壓力;所述背壓力是由于背壓沖頭保持不動，當支管高度增高向上頂著背壓沖頭時產(chǎn)生的背壓力。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的并排雙支管鐓輾脹復(fù)合成形方法，其特征在于:數(shù)值P跟材料、管坯形狀大小等參數(shù)有關(guān)，設(shè)定的數(shù)值P能使支管成形即可。
【文檔編號】B21D26/037GK105921586SQ201610393090
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年6月3日
【發(fā)明人】陳名濤, 肖小亭, 章爭榮, 程永奇, 崔曉輝
【申請人】廣東工業(yè)大學(xué)