[发明专利]一种控制内高压成形三通管两端径向增厚的方法及装置

说明书

本发明公开一种控制内高压成形三通管两端径向增厚的方法和装置，在管坯的成形过程中，在推头和管坯之间增加了衬块，在衬块与管坯相抵处倒45°圆角，采用衬块的设计使得原来两端增厚的部分材料往胀形区流动，降低材料胀形区域变薄，克服了在成形过程中胀形区域易产生破裂的现象，易于成形，衬块的设计控制送料区管端部分壁厚的均匀性与大小，管坯材料的纤维流向不会遭到破坏，并且管材的组织性能也不会受损；提高了成形效率和材料利用率，减少了后续机械减薄加工工序，降低了加工成本及生产投资。

技术领域

本发明涉及管材内高压成形技术领域，特别是涉及一种控制内高压成形三通管两端径向增厚的方法及装置。

背景技术

管材内高压成形工艺是利用轴向补料内部加压的方式，使管坯贴合在型腔表面的一种先进的轻量化成形方法。其广泛应用于航空管件、汽车管件、空调管件等行业。内高压的成形过程是在液压机上通过上下合模，向管材型腔内注满水，两个180°分置的冲头在液压缸的推力下同时向中间进给，保压完成后退回原位置，然后打开合模，取出成形件的工艺过程。

目前，该成形方法成形后的成形件还存在的缺陷，以往实验表明：在推头的加载下，管材由两端部向中间进给，导致越靠近管端材料增厚越明显，成形件整体壁厚分布不均匀，并且原始坯料管坯的壁厚越大，其成形件的增厚厚度也越为严重。所得成形件后期需采用机加工的方法去除成形件管端增厚部分，这样不但增加了工艺的复杂性，同时也破坏了管材的材料纤维，降低了管材的强度。因此，如何保障工件壁厚相对均匀并控制最小壁厚在一定范围内是内高压成形三通管的难点。

发明内容

本发明的目的是提供一种控制内高压成形三通管两端径向增厚的方法及装置，通过向管坯送料区内放置一定长度衬块，既保障工件壁厚相对均匀并控制最小壁厚在一定范围内，同时因材料补充胀形区解决了在成形过程中胀形区域易产生破裂的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

本发明提供了一种控制内高压成形三通管两端径向增厚的方法，包括以下步骤：

步骤1：确定管坯的尺寸；

使用切割机切割好直径d，壁厚T，长度L的管坯，切割完后的所述管坯去除管坯两端端口的毛刺，保证所述管坯的端面与管轴垂直；

步骤2：确定型腔的尺寸；

通过所述管坯的尺寸确定型腔的尺寸，所述型腔的直径尺寸为D，所述型腔的直径尺寸与所述管坯外径尺寸间隙保持单边0.05～0.2mm，支管型腔的高度为h，直径为d₁；

步骤3：确定衬块的尺寸：

根据所述管坯的直径尺寸确定衬块的尺寸，所述衬块的直径尺寸与所述管坯内径尺寸间隙保持单边0.05～0.2mm，衬块的长度大于或等于胀形支管高度的二分之一，且所述衬块的长度小于管坯长度的二分之一；

步骤4：在模具上安装管坯：

将涂有润滑剂的所述管坯放入已经清理好的模具型腔中心位置，启动液压机，所述液压机的上缸带动上模体通过定位销与下模体合模固定，将所述衬块分别连接在左推头和右推头上，所述衬块与模具型腔轴心共线；然后左右液压缸带动推头将所述衬块缓慢推入模具中的所述管坯内，直到所述管坯外段的所述衬块端面与所述管坯两端的端面相接触；将所述管材的两端密封，校正推头与液压推缸的轴心，然后左推头和右推头的位置与液压推缸固定，对所述模具型腔注入内压并保压；

步骤5：管坯的内高压成形；

启动所述液压机操作台上的液压缸运动按钮，左右两端的液压缸开始匀速相向进给，在所述左推头和所述右推头的挤压下，所述管坯的材料发生胀形，所述管坯被挤压的材料流入支管型腔中，当左右液压缸的行程达到已设定的位移值时，停止所述液压机的工作；