[发明专利]一种敞口管件气胀热成型模具及工艺

摘要

本发明公开了一种敞口管件气胀热成型模具及工艺，模具包括上模及下模组件，上模组件包括上模板及上模座，下模组件包括下模板及下模座，下模板上还设有管端定位密封机构；管端定位密封机构包括铲口成型公、驱动块及油缸，油缸的缸体安装在下模板上，油缸的活塞杆与驱动块连接，铲口成型公的外端与驱动块连接。本发明铲口成型公可在合模后将管件端部铲出敞口，保证了铲口的形状及质量，保护了管件的待成型部位；同时铲口成型公可将管端铲口密封起来，解决了敞口管件热成型过程难以密封的问题，实现了敞口管件气胀热成型处理，通过该模具敞口管状工件也可以气胀热成型工艺制得，从而获得高强度敞口管件，提高敞口管件的加工效率。 1

主权项

1.一种敞口管件气胀热成型模具，其特征在于，包括上模组件及下模组件，所述上模组件包括上模板及设置在上模板下表面的上模座，所述下模组件包括下模板及设置在下模板上表面的下模座，所述上、下模座的表面分别设有与敞口成型管件相适配的上、下成型面，所述上模座及下模座合模后形成模腔，所述下模板上还设有管端定位密封机构，所述管端定位密封机构对称设置在所述下模座的左、右两侧；

所述管端定位密封机构包括铲口成型公、驱动块及油缸，所述油缸的缸体安装在所述下模板上，所述油缸的活塞杆与所述驱动块连接，所述铲口成型公的外端与所述驱动块连接，所述铲口成型公的内端正对所述模腔；在左侧所述铲口成型公上设有进气管路和进水管路，在右侧所述铲口成型公上设有排气管路和排水管路。

2.根据权利要求1所述的敞口管件气胀热成型模具，其特征在于，所述驱动块与所述下模座之间设有升降支撑机构，所述升降支撑机构包括支撑台及升降导轨，所述支撑台设置在所述铲口成型公的下方，所述支撑台的底部设有支撑台斜面，所述驱动块上设有与所述支撑台斜面相配合的驱动块斜面，所述升降导轨设置在所述下模座上，所述支撑台上设有与所述升降导轨相配合的导向块。

3.根据权利要求1所述的敞口管件气胀热成型模具，其特征在于，所述上模座上设有与所述铲口成型公相适配的铲口成型公型面。

4.根据权利要求1所述的敞口管件气胀热成型模具，其特征在于，所述驱动块上设有与所述进气管路、进水管路、排气管路及排水管路连通的接口。

5.根据权利要求1或2所述的敞口管件气胀热成型模具，其特征在于，所述下模板上还设有限位立柱。

6.根据权利要求1所述的敞口管件气胀热成型模具，其特征在于，所述上、下模座上设有定位柱，所述下、上模座上对应设有与定位柱相配合的定位孔。

7.一种敞口管件气胀热成型工艺，其特征在于，采用如权利要求1‑6任一项所述的敞口管件热成型模具，具体步骤如下：

(1)制管：在常温下对高强度钢板进行冲压或辊压，得到未接缝的管状工件；

(2)激光焊接和开缝：使用激光焊接步骤(1)中未接缝管状工件的对接缝，使之成为周向封闭的管状工件，并用激光在管状工件两端的敞口位置切开缝隙，制得管状预成型件；

(3)加热：将管状预成型件在加热装置中加热到900℃‑960℃，加热装置中采用保护气氛，保温时间360‑540s；

(4)传送工件：将经过步骤(3)加热后的管状预成型件传送至热成型压力机的模具中，传送时间不超过10s；

(5)气胀成型：

a、上下模闭合：将加热的管状预成型件放入到压力机热成型模具的下模座的下成型面上，然后上、下模闭合；此时，支撑台的上平面高度小于或等于管状预成型件的外圆底部高度；

b、管状预成型件两端密封：下模板上的油缸相向推动驱动块向管状预成型件移动，驱动块推动铲口成型公由管状预成型件的两端进入管中，随着铲口成型公的推进，支撑台抬高，使管状预成型件的敞口段底部夹持在支撑台和铲口成型公之间，铲口成型公将管状预成型件的两端沿着步骤(2)中切开的缝隙铲成敞口，制得敞口管状预成型件，同时铲口成型公在驱动块推力的作用下将敞口管状预成型件的两端分别密封；

c、高压气胀成型：打开进气阀，高压气体通过布置于铲口成型公内部的进气管路进入到敞口管状预成型件的整个管腔内，形成管腔内压力，内压力值为60Mpa，保持管腔内压力不变，完成在高温下的高压成型，获得敞口成型管件；

(6)保压淬火：模具保持闭合状态，热成型压力机及管腔内的压力保持不变，关掉高压进气阀，打开排气阀，然后打开进水阀，水通过布置于铲口成型公内部进水管路进入到敞口成型管件的整个管腔，使水充满管腔，然后关闭排气阀，打开排水阀，对管件进行水冷淬火，保压淬火时间为8‑12s；

(7)泄压开模：敞口成型管件经保压淬火后，水通过排水管路排出工件，随后油缸分别向外侧移动，驱动块和铲口成型公复位，压机上行，模具打开，取走敞口成型管件。

8.根据权利要求7所述的敞口管件气胀热成型工艺，其特征在于，上述步骤(3)中，当管状预成型件为无镀层高强度钢板材，采用氮气保护气氛；当管状预成型件为镀层的高强度钢板材，采用干燥空气保护。

9.根据权利要求7所述的敞口管件气胀热成型工艺，其特征在于，上述步骤(5)中高压气体为自然空气、氮气或二氧化碳。