CN106734340B - 一种弯管三通管的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种弯管三通管的制备方法,首先将圆形管坯,根据成型零件所需要的长度,进行切割;然后采用内高压成型技术直接将圆形管坯制成T型直三通;将T型直三通进行弯曲,即把已经成型的直三通零件放入模具型腔,闭合模具,成型为所需要的预成型零件;将预成型零件进行退火处理,消除加工应力;把退火后的弯曲三通管,放入内高压模具,进行内高压成型,使得零件外表面贴合模具型腔获得最终产品。具有弯曲处厚度减薄程度低、能满足使用要求的优点。
Description
技术领域
本发明涉及弯曲管件胀形技术领域,具体涉及一种弯管三通管的制备方法。
背景技术
汽车的发动机排气歧管中,因结构复杂,以往多采用拼焊工艺和铸造工艺。随着液压成型技术的兴起,直接成型的三通管大量投入应用。通过专门的内高压设备,可用管材直接成型三通管。在实际制作中,除了直三通外,还有弯管三通管,直三通可轴向同时补料,成型起来工艺稳定,成型出的三通厚度也较厚。而弯管三通,具体工艺流程为:下料——弯管——退火——第一次成型——退火——第二次成型;因此,该工艺需要先进行管材弯曲,在弯管的时候,弯曲部位的壁厚由于形变(拉伸)先已经减薄了20%左右,此时再进行三通的第一次成型则减薄位置就很容易受两端长度影响,成型的时候弯曲处的内角易起皱,成型的三通管壁厚往往很薄,导致最终弯曲处的厚度减薄达到 40%~50%,因此达不到使用要求,造成极大的安全隐患。
发明内容
本发明针对现有技术的上述不足,提供一种弯曲处厚度减薄程度低、能满足使用要求的弯管三通管的制备方法。
为了解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:一种弯管三通管的制备方法,步骤包括:
(1)下料:将圆形管坯,根据成型零件所需要的长度,进行切割;
(2)成型直三通:采用内高压成型技术(液力成型)直接将步骤(1)的圆形管坯制成T型直三通,即采用液压成型技术将圆形管坯置于T型模具上,T型模具内设置有 T型型腔,T型型腔包括彼此相互垂直的横向通孔和纵向通孔,所述的圆形管坯置于横向通孔内,然后进行液压成型获得T型直三通管;
(3)弯管:将步骤(2)获得的T型直三通管的一端保持直管,另一端采用弯管机进行弯曲,弯曲部分的弯曲半径(即弯管中心轴线弯曲成的圆弧的半径)与弯管的管径 (半径)之比为1.3-1.6;然后把弯曲后的管置于整形模具中进行挤压,获得所需要的预成型零件(也就是说根据最终零件的结构形状对一端弯曲的管进行预压弯,避免后续弯管三通成型时,产生飞边等缺陷);
(4)退火:将步骤(3)获得预成型零件进行退火处理,消除加工应力;
(5)成型弯管三通:把退火后的弯曲三通管,放入内高压模具,进行内高压液压成型,使得零件外表面贴合模具型腔。
本发明步骤(2)的液压成型分为六段工序,第一段左侧进料量0.4-0.6mm/s(即左侧管道向中间挤压的进程)、右侧进料量为1.2-1.6mm/s(即右侧管道向中间挤压的进程),左右两侧进入液压油缸的油的压力为20-30MPa(此处为液压油缸的油推动活塞的压力,促使活塞推动液体进入三通管内部实现增压),管道内部的液体压力为15-25MPa,持续1-3s;第二段左侧进料量3.0-3.6mm/s(即左侧管道向中间挤压的进程)、右侧进料量为 0.3-0.6mm/s,左右两侧进入液压油缸的油的压力为20-30MPa,管道内部的液体压力为 25-35MPa,持续1-3s;第三段左侧进料量3.0-3.5mm/s(即左侧管道向中间挤压的进程)、右侧进料量为0.3-0.6mm/s,左右两侧进入液压油缸的油的压力为20-30MPa,管道内部的液体压力为35-45MPa,持续1-3s;第四段左侧进料量2.5-3.5mm/s(即左侧管道向中间挤压的进程)、右侧进料量为0.3-0.6mm/s,左右两侧进入液压油缸的油的压力为20-30MPa,管道内部的液体压力为45-55MPa,持续1-3s;第五段左侧进料量2.2-3.0mm/s(即左侧管道向中间挤压的进程)、右侧进料量为0.2-0.5mm/s,左右两侧进入液压油缸的油的压力为 20-30MPa,管道内部的液体压力为55-65MPa,持续1-3s;第六段左侧进料量 2.2-3.0mm/s(即左侧管道向中间挤压的进程)、右侧进料量为0.05-0.3mm/s,左右两侧进入液压油缸的油的压力为20-30MPa,管道内部的液体压力为65-75MPa,持续1-3s。
本发明步骤(5)内高压液压成型分为五段工序,第一段左侧进料量0.5-1.5mm/s(即左侧管道向中间挤压的进程)、右侧进料量为0.5-1.5mm/s,左右两侧进入液压油缸的油的压力为20-30MPa,管道内部的液体压力为15-25MPa,持续1-3s;第二段左侧进料量 1.5-2.3mm/s(即左侧管道向中间挤压的进程)、右侧进料量为0.1-0.5mm/s,左右两侧进入液压油缸的油的压力为20-30MPa,管道内部的液体压力为30-35MPa,持续1-3s;第三段左侧进料量1.0-2.0mm/s(即左侧管道向中间挤压的进程)、右侧进料量为0.1-0.5mm/s,左右两侧进入液压油缸的油的压力为20-30MPa,管道内部的液体压力为45-55MPa,持续 1-3s;第四段左侧进料量1.0-2.0mm/s(即左侧管道向中间挤压的进程)、右侧进料量为 0.1-0.5mm/s,左右两侧进入液压油缸的油的压力为20-30MPa,管道内部的液体压力为 60-70MPa,持续1-3s;第五段左侧进料量0.1-0.5mm/s(即左侧管道向中间挤压的进程)、右侧进料量为0.1-0.5mm/s,左右两侧进入液压油缸的油的压力为20-30MPa,管道内部的液体压力为120-130MPa,持续1-3s。
本发明上述步骤(4)的退火为在温度950-1050℃高温下的光亮退火。
本发明上述步骤(5)使得零件外表面贴合模具型腔后在125-130MPa下保压2-5s。本发明的优点和有益效果:
1.本发明的工艺其关键点在于其加工的顺序,即先将直管液压变型成T型直三通,该过程加工方便,工艺成熟,易于操作,且可以方便的进行轴向补料,获得的T型直三通直管壁厚可控;此外,在直三通的成型过程中无需加入,也不需要换用多套模具,在一套模具中通过六段液压成型参数的精确控制,获得了满足使用条件的直三通管件;由于采用六段循序渐进的变形模式,使得直三通管件的管壁分布均匀成型率高,且为后续的弯管和整形提供了良好的基础和前提。
2.本发明的制备方法,采用一端直管另一端弯管的方式,避免全部弯管带来的弯曲部分内角起皱的问题,而且在整形之前分布进行了模具压弯成预制件和退火工序,保证了材料性能的稳定性,为后续的整形提供了良好的基础和前提,而且直三通中间凸起部位与弯曲面垂直,也一定程度克服了弯曲部位内角起皱的问题,而且本发明最终产品进行了整形处理,并严格控制整形阶段为五段,使得最终的成型产品成品率大大提高,克服了异形三通起皱缺陷。
附图说明
附图1 本发明T型直三通结构示意图。
附图2 本发明方法制备的弯管三通结构示意图。
附图3 本发明本发明T型直三通制备模具结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例详细描述本发明,但本发明不仅仅局限于以下实施例。
实施例
采用1Cr18Ni9Ti不锈钢管材料为例子,然后根据本发明的方法,制备如附图2所述结构的产品:
(1)下料:将市售1Cr18Ni9Ti直径为38mm,厚度1.3mm的不锈钢管根据成型零件所需要的长度,进行切割成长度30cm的直管;
(2)成型直三通:采用内高压成型技术(液力成型)直接将步骤(1)的圆形管坯制成T型直三通,即采用液压成型技术将圆形管坯置于T型模具上,T型模具内设置有 T型型腔,T型型腔包括彼此相互垂直的横向通孔和纵向通孔,所述的圆形管坯置于横向通孔内,然后进行液压成型获得T型直三通管;液压成型分为六段工序,第一段左侧进料量0.5mm/s(即左侧管道向中间挤压的进程)、右侧进料量为1.5mm/s,左右两侧进入液压油缸的油的压力为25MPa,管道内部的液体压力为20MPa,持续2s;第二段左侧进料量3.4mm/s(即左侧管道向中间挤压的进程)、右侧进料量为0.5mm/s,左右两侧进入液压油缸的油的压力为25MPa,管道内部的液体压力为30MPa,持续2s;第三段左侧进料量3.2mm/s(即左侧管道向中间挤压的进程)、右侧进料量为0.4mm/s,左右两侧进入液压油缸的油的压力为25MPa,管道内部的液体压力为40MPa,持续1-3s;第四段左侧进料量3.0mm/s(即左侧管道向中间挤压的进程)、右侧进料量为0.3mm/s,左右两侧进入液压油缸的油的压力为25MPa,管道内部的液体压力为50MPa,持续2s;第五段左侧进料量2.8mm/s(即左侧管道向中间挤压的进程)、右侧进料量为0.2mm/s,左右两侧进入液压油缸的油的压力为25MPa,管道内部的液体压力为60MPa,持续3s;第六段左侧进料量2.6mm/s(即左侧管道向中间挤压的进程)、右侧进料量为0.1mm/s,左右两侧进入液压油缸的油的压力为25MPa,管道内部的液体压力为70MPa,持续2s;获得中间16mm 高的凸台的直三通。
(3)弯管:将步骤(2)获得的T型直三通管的一端保持直管,另一端采用弯管机进行弯曲,弯曲部分的弯曲半径(即弯管中心轴线弯曲成的圆弧的半径)与弯管的管径 (半径)之比为1.3-1.6;然后把弯曲后的管置于整形模具中进行挤压,获得所需要的预成型零件(也就是说根据最终零件的结构形状对一端弯曲的管进行预压弯,避免后续弯管三通成型时,产生飞边等缺陷);
(4)退火:将步骤(3)获得预成型零件进行退火处理,消除加工应力,在1000-1050℃下进行光亮退火;
(5)成型弯管三通:把退火后的弯曲三通管,放入内高压模具,进行内高压液压成型,使得零件外表面贴合模具型腔;内高压液压成型分为五段工序,第一段左侧进料量1.0mm/s(即左侧管道向中间挤压的进程)、右侧进料量为1.0mm/s,左右两侧进入液压油缸的油的压力为25MPa,管道内部的液体压力为20MPa,持续2s;第二段左侧进料量1.8mm/s(即左侧管道向中间挤压的进程)、右侧进料量为0.2mm/s,左右两侧进入液压油缸的油的压力为25MPa,管道内部的液体压力为35MPa,持续1-3s;第三段左侧进料量1.5mm/s(即左侧管道向中间挤压的进程)、右侧进料量为0.2mm/s,左右两侧进入液压油缸的油的压力为25MPa,管道内部的液体压力为50MPa,持续2s;第四段左侧进料量1.3mm/s(即左侧管道向中间挤压的进程)、右侧进料量为0.2mm/s,左右两侧进入液压油缸的油的压力为25MPa,管道内部的液体压力为65MPa,持续1.5s;第五段左侧进料量0.2mm/s(即左侧管道向中间挤压的进程)、右侧进料量为0.2mm/s,左右两侧进入液压油缸的油的压力为25MPa,管道内部的液体压力为125MPa,持续2s;然后保压2s。本发明的工艺:
如附图3,第一次直三通即T型三通的成型模具的具体结构包括上模1,下模2,右密封圈3,右推头4,左密封圈5,左推头6,凹槽9;下模设置在模架内部下方,下模的表面上凹陷形成有一个T型凹槽。合模后上模和下模的凹槽尺寸相同构成圆形闭环。三通横向放置圆形管件,其两端连接右推头和左推头,推头与通孔之间设置左右密封圈。所述的上模与下模的结构相对称,设置在下模的正上方。所述的左推头设有通油孔11,与液压机的补油装置相连。所述的右推头不设通油孔。右推头和左推头在前部均设有周向凹槽,用于嵌入右密封圈和左密封圈密封,推头进入凹槽后,密封圈与凹槽内壁紧贴密封。启动液压机,将右推头向前缓慢进给,到开始接触到初始管坯端面时,继续进给直到压紧;将左推头向前缓慢进给,到开始接触到初始管坯的端面时,停止进给;启动液压机的补油装置,从左推头的通油孔11开始通油。当右推头处油溢出并将管内空气基本排尽时,液压机右推头向上缓慢进给,直至堵住初始管坯直线部位的右端面,不再溢出油时,完成通油排气的工序;合上上模,并通过螺栓固定;启动液压机的增压装置,使管内液体缓慢增压,注意缓慢增压防止管材胀破。同时控制左、右推头向里缓慢进给,使管材胀形时补料充足;当管材完全贴合液压胀形模具型腔后,将液压机卸压;控制液压机左、右推头退回;打开上模,并取出三通管。上述过程实现直三通成型。
成型弯管三通的模具结构与第一次基本相同,唯一区别在于凹槽的形状不同,因此,在此不再赘述。
成型直三通:成型后三通位置最薄厚度1.16,凸台最薄厚度为1.09mm。通过此工艺,有效改善了成型中的难点。材料厚度1.5mm凸台高度0.4D(D为管道直径),管径38mm,最薄厚度1.05mm。
对比例
采用传统的下料——弯管——退火——第一次成型——退火——第二次成型;
具体参数:弯管:弯曲半径55mm,弯管后外侧最薄厚度1.28mm;
成型:轴向补料单边18mm(补料量加大后管材失稳起皱),第一次成型压力70MPa,第二次成型压力120MPa,两次成型后三通最薄厚度为0.85mm。远达不到客户要求。
从上述实施例和对比例可知,本发明方法制备的产品符合使用要求。
Claims (4)
1.一种弯管三通管的制备方法,其特征在于,步骤包括:
(1)下料:将圆形管坯根据成型零件所需要的长度进行切割;
(2)成型直三通:采用内高压成型技术直接将步骤(1)的圆形管坯制成T型直三通,采用液压成型技术将圆形管坯置于T型模具上,T型模具内设置有T型型腔,T型型腔包括彼此相互垂直的横向通孔和纵向通孔,所述的圆形管坯置于横向通孔内,然后进行液压成型获得T型直三通管;
(3)弯管:将步骤(2)获得的T型直三通管的一端保持直管,另一端采用弯管机进行弯曲,弯曲部分的弯曲半径与弯管的半径之比为1.3-1.6;然后把弯曲后的管置于整形模具中进行挤压,获得所需要的预成型零件;
(4)退火:将步骤(3)获得的预成型零件进行退火处理,消除加工应力;
(5)成型弯管三通:把退火后的弯曲三通管放入内高压模具,进行内高压液压成型,使得零件外表面贴合模具型腔;
步骤(2)的液压成型分为六段工序,第一段左侧进料量即左侧管道向中间挤压的进程为0.4-0.6mm/s、右侧进料量即右侧管道向中间挤压的进程为1.2-1.6mm/s,左右两侧进入液压油缸的油的压力为20-30MPa,管道内部的液体压力为15-25MPa,持续1-3s;第二段左侧进料量3.0-3.6mm/s、右侧进料量为0.3-0.6mm/s,左右两侧进入液压油缸的油的压力为20-30MPa,管道内部的液体压力为25-35MPa,持续1-3s;第三段左侧进料量3.0-3.5mm/s、右侧进料量为0.3-0.6mm/s,左右两侧进入液压油缸的油的压力为20-30MPa,管道内部的液体压力为35-45MPa,持续1-3s;第四段左侧进料量2.5-3.5mm/s、右侧进料量为0.3-0.6mm/s,左右两侧进入液压油缸的油的压力为20-30MPa,管道内部的液体压力为45-55MPa,持续1-3s;第五段左侧进料量2.2-3.0mm/s、右侧进料量为0.2-0.5mm/s,左右两侧进入液压油缸的油的压力为20-30MPa,管道内部的液体压力为55-65MPa,持续1-3s;第六段左侧进料量2.2-3.0mm/s、右侧进料量为0.05-0.3mm/s,左右两侧进入液压油缸的油的压力为20-30MPa,管道内部的液体压力为65-75MPa,持续1-3s。
2.根据权利要求1所述的弯管三通管的制备方法,其特征在于,步骤(5)内高压液压成型分为五段工序,第一段左侧进料量0.5-1.5mm/s、右侧进料量为0.5-1.5mm/s,左右两侧进入液压油缸的油的压力为20-30MPa,管道内部的液体压力为15-25MPa,持续1-3s;第二段左侧进料量1.5-2.3mm/s、右侧进料量为0.1-0.5mm/s,左右两侧进入液压油缸的油的压力为20-30MPa,管道内部的液体压力为30-35MPa,持续1-3s;第三段左侧进料量1.0-2.0mm/s、右侧进料量为0.1-0.5mm/s,左右两侧进入液压油缸的油的压力为20-30MPa,管道内部的液体压力为45-55MPa,持续1-3s;第四段左侧进料量1.0-2.0mm/s、右侧进料量为0.1-0.5mm/s,左右两侧进入液压油缸的油的压力为20-30MPa,管道内部的液体压力为60-70MPa,持续1-3s;第五段左侧进料量0.1-0.5mm/s、右侧进料量为0.1-0.5mm/s,左右两侧进入液压油缸的油的压力为20-30MPa,管道内部的液体压力为120-130MPa,持续1-3s。
3.根据权利要求1所述的弯管三通管的制备方法,其特征在于,步骤(4)的退火为在温度为950-1050℃高温下的光亮退火。
4.根据权利要求1所述的弯管三通管的制备方法,其特征在于,步骤(5)使得零件外表面贴合模具型腔后在125-130MPa下保压2-5s。
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