CN102699175A - 一种大截面变径出水嘴水压成形工艺 - Google Patents

Abstract

一种大截面变径出水嘴水压成形工艺，包括步骤，空心直管弯制成形；弯制成形后，通过再结晶退火处理，然后放入胀形的模具内；空心直管两端装上胀形芯轴，其中一端胀形芯轴中间设有通孔，通孔一端连接液压装置高压出口；开启液压装置，胀形；开通辅推装置的液压装置；当胀形压力稳定后，静置5-10秒；取出空心直管经再结晶退火工艺处理，再进行2-3次的胀形及辅推，达到要求。从而解决了大截面变径出水嘴水压成形中胀型压力、密封和胀型壁厚不均匀的问题。因而使得生产的产品不仅满足设计要求，而且降低了胀型次数，提高了产品的良品率，生产效率提高，成本降低。

Description

一种大截面变径出水嘴水压成形工艺

技术领域

    本发明涉及一种大截面变径出水嘴水压成形工艺，特别是一种大截面薄壁变径出水嘴液压胀型成形工艺。

背景技术

一般来说，制作薄壁变径出水嘴的零件，采用的是胀型成形的加工方法，使用的是液压胀型成形装置，包括模具，模具内设有大截面变径出水嘴成形空腔，成形空腔一端设有胀型芯轴，胀型芯轴为凸形，中间设有通孔，通孔一端连接胀型液压进口接头，胀型液压进口接头经管路连接液压装置高压出口，采用常规的方法只能达到1.4的胀形比，而本发明的产品胀形比高达2.04，因为胀型系数较大，就要解决胀型压力的问题，胀型压力的增加，就需要同时解决密封的问题，为了使胀型后管件的壁厚均匀，需要采用一些技术手段进行解决。

发明内容

本发明其目的就在于提供一种大截面变径出水嘴水压成形工艺，从而解决了大截面变径出水嘴水压成形中胀型压力、密封和胀型壁厚不均匀的问题。因而使得生产的产品不仅满足设计要求，而且降低了胀型次数，提高了产品的良品率，生产效率提高，成本降低。

实现上述目的而采取的技术方案，包括步骤，

1）空心直管根据工件的形状，弯制成形；

2）空心直管弯制成形后，通过再结晶退火处理，然后放入胀形的模具内；

3）空心直管两端装上胀形芯轴，其中一端胀形芯轴中间设有通孔，通孔一端连接液压装置高压出口；

4）开启液压装置，在胀形介质的压力下，空心直管表面向外扩张胀形，胀形压力大于理论值1.25倍即可；

5）开通辅推装置的液压装置，辅推装置在辅推压力作用下，推动胀形芯轴向空心直管方向移动，所述辅推压力为胀形压力的1/3，所述辅推的移动长度为5-15mm；

6）观察压力表，当胀形压力稳定后，静置5-10秒；

7）取出空心直管经再结晶退火工艺处理，再进行2-3次的胀形及辅推，最后逐步使空心直管与模具相贴合，外形与模具完全一致，达到要求。

与现有技术相比本发明具有以下优点。

本发明通过解决胀型压力、密封和辅推胀型的问题，因而使得生产的产品不仅满足设计要求，而且降低了胀型次数，提高了产品的良品率，生产效率提高，成本降低。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步详述。

图1为本工艺装置结构原理示意图。

具体实施方式

如图1所示，包括步骤，

1）空心直管9根据工件的形状，弯制成形；

2）空心直管9弯制成形后，通过再结晶退火处理，然后放入胀形的模具1内；

3）空心直管9两端装上胀形芯轴2，其中一端胀形芯轴2中间设有通孔，通孔一端连接液压装置高压出口8；

4）开启液压装置，在胀形介质的压力下，空心直管9表面向外扩张胀形，胀形压力大于理论值1.25倍即可；

5）开通辅推装置的液压装置，辅推装置在辅推压力作用下，推动胀形芯轴向空心直管方向移动，所述辅推压力为胀形压力的1/3，所述辅推的移动长度为5-15mm；

6）观察压力表，当胀形压力稳定后，静置5-10秒；

7）取出空心直管经再结晶退火工艺处理，再进行2-3次的胀形及辅推，最后逐步使空心直管与模具相贴合，外形与模具完全一致，达到要求。

实施例，本实施例采用的是H70黄铜φ29.5x3.5空心管通过弯管，弯成如附图所示的模具内空腔中虚线形状，通过胀型而成为我们要加工的工件形状。一般胀型管的胀型系数经验值为1.4，而附图中的产品胀型系数达到2.04，采用常规的方法是不可能达到要求的。因此我们需要解决3个问题，1、胀型压力问题；2、胀型压力加大后的密封问题；3、胀型后壁厚相对均匀，或胀型过程中管件不破裂。

根据这三部分，分别作介绍。

胀型压力问题：我们采用的3.5壁厚空心直管9进行胀型，胀型压力按理论计算为67MPa，如现有的胀型机的压力为30 MPa，超出极限压力，通过制作增压装置，将胀型机的压力从30 MPa增加到100 MPa，增压装置包括驱动油缸，增压柱塞，卸荷部件和高压出口等部分组成，首先驱动油缸在液压驱动油的压力下，推动油缸移动，带动增压柱塞移动，因驱动油缸的受力面积比增压柱塞受力面积大，因此在增压柱塞推动下，压力就比原油缸的压力大，从而产生高压从高压出口到工件，当压力过高时，从卸荷部件卸荷。通过改进，胀型的液压驱动油在液压缸中，而动力液压油是从高压出口中出来，是另外一套回路***，我们采用的是乳化水，因此胀形的液压油和动力液压油就可分开了，胀型的介质就可以由液压油变成乳化水。

胀型压力加大后的密封问题：因胀型压力由30 MPa增加到100 MPa，随之而来的是密封问题，本发明的组合密封装置，很好地解决了高压力条件下的密封问题，组合密封装置装在胀型芯轴2上，通过压帽和压套固定，通过实验，当压力到达100 MPa时，不发生泄露的情况。

辅推装置：空心直管9从29.5x3.5管件，胀型到最大外径60.06，过程中会产生严重的壁厚不均匀现象，因此管件胀型时易破裂，同时因管件壁厚不均匀，在抛光过程中也易破裂。为了提高良品率，本发明包括了辅推装置，辅推装置包括调节套7，调节轴6，辅推液压进口接头5，外壳4，推杆3等组成，胀型时将液压介质分成两路，其中的一路通过胀型液压进口接头，进入到空心直管9内胀型管件，另一路通过辅推液压进口接头，进入辅推液压进口，推动调节芯轴，带动推杆，再推动胀型芯轴，因胀型芯轴为凸形，胀型芯轴上有一台阶，当胀型芯轴运动时，胀型的工件也随着一起被推动，管件在胀型过程中材料运动加强，从而使胀型时壁厚的不均匀性降低，同时胀型次数会大幅度减少。通过调整调节套和调节芯轴之间的距离，可以调整辅推的尺寸。

首先制作一个与产品外形完全一致的模具，将空心直管弯成能放入模具，放入后再进行胀型成型。通过增压装置，将胀型压力从30MPa提高到100MPa，工作介质由油变为乳化水，实现清洁生产；通过研制J形滑环与普通O形密封圈的组合，解决100MPa压力下的密封问题；液压胀型的辅推装置，通过对管件胀型前的软化处理，大大减少管件壁厚的不均匀性，同时减少胀型次数。

其工艺过程如下：

1）空心直管根据工件的形状，通过模拟，确定弯模的大小以及弯管的角度，弯成形后放入胀形的模具；

2）工件弯制成形后，通过再结晶退火处理，通过改变工件的晶粒结构，改善内压变形的性能；

3）工件两端装上胀形芯轴，其中一端芯轴中间有一通孔，通过通孔进入胀形介质，胀形介质是经过增压***的；

4）在胀形介质的压力下，空心直管表面向外扩张，同时材料承受拉应力，按一般原理，材料壁厚变薄，工件被涨大，在涨大的过程中，因工件内部的容积变大，胀形压力会下降，此时开通补充装置介质，保证胀形压力的稳定，根据工件的内径及壁厚测算出理论胀形压力，实际调整的胀形压力大于理论值1.25倍即可；

5）开通辅推装置的液压装置，辅推装置在辅推介质的压力下，推动胀形芯轴向空心直管方向移动，在材料表面形成压应力，抵消材料在胀形过程中表面的拉应力，一般辅推压力是胀形压力的1/3左右，这样保证胀形过程中，工件表面不起皱，辅推的长度同样必须控制，一般为5-15mm，在最初的胀形中，一般取上限；

6）观察压力表，当胀形压力稳定后，需要静置5-10秒，保证胀形的稳定性；

7）通过再结晶退火工艺处理，改变材料的晶格，进行多次的胀形及辅推，最后逐步使工件与模具相贴合，外形与模具完全一致，达到要求。

Claims (1)

1. 一种大截面变径出水嘴水压成形工艺，其特征在于，包括步骤，

1）空心直管根据工件的形状，弯制成形；

2）空心直管弯制成形后，通过再结晶退火处理，然后放入胀形的模具内；

3）空心直管两端装上胀形芯轴，其中一端胀形芯轴中间设有通孔，通孔一端连接液压装置高压出口；

4）开启液压装置，在胀形介质的压力下，空心直管表面向外扩张胀形，胀形压力大于理论值1.25倍即可；

5）开通辅推装置的液压装置，辅推装置在辅推压力作用下，推动胀形芯轴向空心直管方向移动，所述辅推压力为胀形压力的1/3，所述辅推的移动长度为5-15mm；

6）观察压力表，当胀形压力稳定后，静置5-10秒；

7）取出空心直管经再结晶退火工艺处理，再进行2-3次的胀形及辅推，最后逐步使空心直管与模具相贴合，外形与模具完全一致，达到要求。

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