[发明专利]中小T形管的成型工艺及模具

说明书

本发明属于金属管加工技术领域，具体涉及到中小T形管件的成形工艺及成形模具。

苏联的发明专利1196062和1076163分别阐述了一种不同的工艺方法和一种模具制做T形管。1196062的发明专利用焊接与金属压力加工的工艺方法制造T形管，是将管坯焊接成一个T形管，经热处理和用一个带弧形的模具，在管坯焊接处，利用塑性变形拉伸接管，将焊缝从应力集中区消除，延长焊管的使用寿命。1076163的发明专利是用管坯制做T形接头，采用上下阴模及管坯内装的凹凸模。首先对管坯进行预成形，把加热到成形所需温度的管坯套在凹凸模的支承杆上，上模下行，管坯内的凹凸模固定不动，此时，管坯局部发生凸起，上模上的凸模对凸起部分冲孔，同时，管坯内的凸模对冲孔进行翻边，因翻边高度不够，取出管坯内的凸模加件增加高度，再次合模进行翻边。其中在冲孔和翻边的同时，上下模闭合处有许多孔，这些孔由软管连接起来组成润滑冷却系统。

上述发明对于制造大管径的T形管件较使用，但对于中小管径制造T形管件非常困难，工艺复杂难以实现，首先是管坯内的零件就难以装卡进去。本发明克服了上述缺陷，解决了中小管径制造T形管件的成形技术。

本发明的目的是提供一种简单的工艺及模具，提高中小T形管件的生产率和生产质量。

本发明是利用压力加工工艺，在压力机上由管坯制做T形管件。

图1是本发明模具的结构图和T形管件最终成形时的状况。

图2是本发明模具的液压系统。

图3是本发明T形管件的变形图。

本发明首先将所需成形的直管坯内充满填料14，填料可以是软金属铅、可溶性盐类或石蜡。将充满填料的管坯装入下凹模6模腔内，上凹模9在压力机垂直方向单一力作用下下行与下凹模闭合，产生合模力，其值等于油缸3的调整压力，合模力的调整由附图2中的液压系统控制，调整至工作所需压力状态，便可以保持恒定不变。在上下凹模闭合后，上模板12随着压力机继续下行时，滑块7便会在左右滑座4上和上模板12上产生滑动，使凸模15从两侧沿轴向以相同的推挤力相对推挤管坯。模腔内的管坯和填料在两端凸模的推力作用下，便会从上凹模9上开设的径向孔中挤出，在管坯成形过程中，挤出高度可根据具体要求，由放入模腔内的管坯初始长度确定，不会受材料本身塑性指标的影响，当挤出高度达到要求时，上凹模9上行，工件便由顶料杆11顶出，取出工件，切掉管头，加热去除管内填料即可得到所需的T形管件。

从图3可以看到，在T形管的成形过程中，当变形进入到中间稳定状态时，只有在相贯线处的圆角R过渡部分是变形区，而水平方向的两侧圆管Ⅰ、Ⅱ部分是传力区，垂直方向的圆管Ⅲ部分是不变形区。因此，只要金属管坯的塑性能够完成R部分的变形，这种管材便可使用。由于金属管在变形区受三向压应力作用，使得其变形程度极限值很大，所以除有色金属直管外，对于碳钢，合金结构钢和不锈钢等工业塑性材的管坯，都可以利用该工艺制做T形管。

利用本工艺制做T形管，由于管坯内始终有填料作压力支承物，所以在变形过程中，其金属纤维组织连续地沿管件外形的轴线方向分布而不被切断，管件的机械性能指标高，管件不会出现镦粗现象，且三个方向上的管壁厚度均匀无裂缝，拐弯处光滑自然。另外，填料和金属管同步运动，所以管内壁光滑，没有机械划伤等缺陷。

采用本工艺制做T形管件，在压力机上一次挤压成形，工艺程序简单，设备投资及能源损耗小，管件成本低，生产率和生产质量得到很大提高，材料利用率达98%以上。

用本工艺制做T形管件的模具由图1可看出。该模具由模套、上下凹模、左右凸模、左右滑座、左右滑块、上模板和活塞油缸及其它部件构成。模具里装有一油缸3，上凹模6与活塞杆17采用刚性连接，活塞杆17装在油缸3内，杆下装有压簧18，杆上装有橡皮密封圈19和密封盖20防止泄油。在非工作状态下，活塞17在压簧18作用下，使下凹模6处于最高位置。上模柄10与上模板12中间开有一孔穿过上凹模9与模腔连同，孔里装有一顶料杆11。上凹模9上的孔为T形管件的成形孔，其孔径大小根据管坯的管径而定。两侧的圆柱形凸模15的一端分别由两侧凸模固定板16与两侧斜面滑块7固定在一起，滑块7的斜面装入滑座4的斜面导轨8槽内，滑块7的上平面与上模板12的下平面采用燕尾槽结构结合。在压力机的作用下，滑块7可沿上模板水平滑动和沿滑座4斜面向下滑行。随之，两侧凸模15沿模腔作水平相对推挤。左右滑座4上半部为一斜面，模套5套在左右滑座4上成为一整体，加强模具的强度。