CN113182395A - 一种不锈钢水龙头弯管液压胀形加工工艺及胀形模具 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及不锈弯管制造工艺及其生产模具领域，公开了一种不锈钢水龙头弯管液压胀形加工工艺及胀形模具，依次包括：A.前处理；B.固溶；C.冷压；D.胀形；将整形后的弯管放入胀形模具内，将两冲头与弯管的两端管口连接，在恒定压力下向弯管内通入皂化液，注射完皂化液后稳压8s并开始泄压，将所述胀形模具的上模向上提起，将冲头从管口退出，将上模和下模完全打开；E.后处理；通过对不锈钢管材进行加工成弯管，减少了弯管加工过程中铅的排放，避免污染环境，通过固溶、冷压、胀形操作得到所需的不锈钢弯管，工艺步骤简单，生产周期短，生产效率大幅度提升，且通过胀形能够很好的保证产弯管不会发生形变，确保了弯管的质量，提高了生产效率。

Description

一种不锈钢水龙头弯管液压胀形加工工艺及胀形模具
技术领域
本发明涉及不锈弯管制造工艺及其生产模具领域，特别涉及一种不锈钢水龙头弯管液压胀形加工工艺及胀形模具。
背景技术
水龙头弯管作为水龙头的外观部件，新颖特别的外观将能更好的吸引消费者。新颖特别的外观常常伴随着零件加工难度加大，目前常用的加工方式是通过铜材铸造毛坯加工工艺，由于国家对于水龙头材质含铅量标准执行越来越严格，处理铸造的铜毛坯件含铅量过程中，对环境的污染影响较大，部分厂家开始采用不锈钢代替铜材作为水龙头弯管原材料加工，但是在设计外形新颖特别的水龙头弯管时优先考虑外观，造成生产工艺复杂，生产周期长，产品不良率高的问题。
发明内容
针对上述缺陷，本发明的目的在于提出一种不锈钢水龙头弯管液压胀形加工工艺及胀形模具，解决现有工艺加工过程复杂，生产周期长，生产效率低，产品质量差的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种不锈钢水龙头弯管液压胀形加工工艺，步骤依次包括：
A.前处理：将管材通过弯管机进行折弯处理；
B.固溶：将折弯后的所述弯管进行固溶处理；
C.冷压：将固溶处理后的所述弯管在常温下放进冷压模具，通过液压机加压将所述弯管进行整形；
D.胀形：将整形后的弯管放入胀形模具内，将两冲头与所述弯管的两端管口连接，在恒定压力下向所述弯管内通入皂化液，注射完皂化液后稳压8s并开始泄压，将所述胀形模具的上模向上提起0.9mm-1.1mm，将冲头从管口退出，将上模和下模完全打开，取出胀形完成的弯管；
E.后处理：将胀形后的所述弯管两端的管口切断，得到所需弯管。
优选的，所述步骤A还包括如下步骤：
步骤A1：通过裁剪机将所述管材按所需尺寸裁断，将裁断后的所述管材的两端管口进行倒角处理，处理后的所述管材送入弯管机中。
优选的，所述步骤B中固溶处理为将折弯后的弯管在加热器中加热至1050℃ -1100℃的温度，在1050℃-1100℃下保持20min后取出，并冷却至常温。
优选的，所述步骤C中冷压模具内的压力为200吨压力。
优选的，所述步骤D还包括如下步骤：
步骤D1：所述胀形模具合模后，在450吨压力下将两个冲头分别从所述胀形模具的侧面推进所述管材两端的管口；
步骤D2：通过所述冲头向所述管口中压入200MPa压力的皂化液。
一种胀形模具，包括上模和下模；
所述上模设于所述下模上方，所述下模设有凹槽，所述弯管设于所述凹槽内；
所述胀形模具的一侧设有送液装置，所述上模和所述下模合模时，所述送液装置***所述胀形模具，且与所述弯管连接。
优选的，所述送液装置包括冲头、连接管和固定块，所述冲头的一端与所述弯管的管口连通，所述冲头的另一端与所述连接管连接，所述连接管远离所述冲头的一端与所述固定块连接，所述送液装置***所述胀形模具时，所述固定块与所述上模和所述下模连接。
优选的，所述上模包括第一固定板和第一垫板，所述第一垫板设于所述上模的顶部，所述第一固定板设于所述第一垫板的顶部。
优选的，所述下模包括第二固定板和第二垫板，所述第二垫板设于所述上模的底部，所述第二固定板设于所述第二垫板的底部。
本发明的有益效果：本发明通过对不锈钢管材进行加工成弯管，减少了弯管加工过程中铅的排放，避免污染环境。通过固溶、冷压、胀形操作得到所需的不锈钢弯管，工艺步骤简单，生产周期短，生产效率大幅度提升，且通过胀形能够很好的保证产弯管不会发生形变，确保了弯管的质量，提高了生产效率。
附图说明
图1是本发明的不锈钢弯管的制备方法流程图；
图2是本发明胀形模具的结构示意图；
图3是本发明生产弯管的结构示意图；
其中：上模10、第一固定板11、第一垫板12、下模20、凹槽21、第二固定板22、第二垫板23、弯管30、送液装置40、冲头41、连接管42、固定块43。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
一种不锈钢水龙头弯管液压胀形加工工艺，步骤依次包括：
A.前处理：将管材通过弯管30机进行折弯处理；
B.固溶：将折弯后的所述弯管30进行固溶处理；
C.冷压：将固溶处理后的所述弯管30在常温下放进冷压模具，通过液压机加压将所述弯管30进行整形；
D.胀形：将整形后的弯管30放入胀形模具内，将两冲头41与所述弯管30 的两端管口连接，在恒定压力下向所述弯管30内通入皂化液，注射完皂化液后稳压8s并开始泄压，将所述胀形模具的上模10向上提起0.9mm-1.1mm，将冲头 41从管口退出，将上模10和下模20完全打开，取出胀形完成的弯管30；
E.后处理：将胀形后的所述弯管30两端的管口切断，得到所需弯管30。
通过前处理初步将管材进行折弯，使其能够呈圆弧状，与所需产品的形状类似，具体的，管材为不锈钢材质，采用不锈钢材质能够很好的避免管材中铅含量过高，排放造成污染。
固溶处理是指将合金加热到高温单相区后保持恒温，使过剩相充分溶解到固溶体中后快速冷却，以得到过饱和固溶体的热处理工艺，通过固溶处理能够改善弯管30的塑性和韧性，消除应力与软化，以便继续加工或成型，为后续整形和胀形做准备。
整形为将固溶处理后的所述弯管30放进冷压模具，通过液压机加压将所述弯管30整形，使得弯管30初步成型，且冷压处理无需考虑模具的耐热要求，操作简单，适合大批量同时进行，也为后续胀形做好准备。
胀形具体操作为将弯管30放入模具中，向模具内施加450吨的合模力，胀形模具的两个冲头41通过胀形模具的侧面推进弯管30的两端管口，并与弯管 30连通，胀形机增压缸通过冲头41压入200Mpa压力的皂化液，其中，皂化液用于冷却、润滑、清洗、防锈的作用，可以减少弯管30的磨损、保证弯管30 的加工精度、延长弯管30的防锈期，稳压8秒后(8s稳压能够保证皂化液在弯管30中充分分布，同时也确保了弯管30在高压下成型，后续不易发生形变)，胀形机增压缸泄压，胀形模具上模10向上提起0.9-1.1mm之间(由于模具内部与外界还是具有一定的压力差，稍微打开一点距离，便于将冲头41抽出模具，如果先把冲头41退出，由于合模的压力较大，比较容易损坏冲头41，提起高度太小，对冲头41的保护不足，提起高度太大，冲头41退出时容易损坏产品)，冲头41退出弯管30管口，胀形模具上下模20打开，取出胀形完成的弯管30。更进一步说明，因为冲头41***管内，加工完成后，上模10与下模20把冲头 41压得比较紧，如果上模10不提起，冲头41退出来时，受力比较大，冲头41 很容易折断，如果上模10提起比较多，产品脱出下模20的凹槽21，产品会跟随冲头41移动，不过产品外形是异形的，随冲头41移动时，产品会产生变形，变成废品。
本发明通过对不锈钢管材进行加工成弯管30，减少了弯管30加工过程中铅的排放，避免污染环境。通过固溶、冷压、胀形操作得到所需的不锈钢弯管30，工艺步骤简单，生产周期短，生产效率大幅度提升，且通过胀形能够很好的保证产弯管30不会发生形变，确保了弯管30的质量，提高了生产效率。
更进一步的说明，所述步骤A还包括如下步骤：
步骤A1：通过裁剪机将所述管材按所需尺寸裁断，将裁断后的所述管材的两端管口进行倒角处理，处理后的所述管材送入弯管30机中。
将裁断后的所述管材的两端管口进行倒角处理，是为了能够除去管口的毛刺和锐边，避免操作人员拿取过程中被割伤，也避免后续加工过程中与模具发生磕碰，刮花模具，同时也能避免最终产品对使用者的割伤。
由于使用的管材是用平板卷起来焊接加工完成的焊接管，从供应商处购买回来的是焊接好的直管，可以看到直管有一条焊缝，在折弯时，要把焊缝的位置定位到折弯后弯管侧面，因此折弯后是不用再焊接。
更进一步的说明，所述步骤B中固溶处理为将折弯后的弯管30在加热器中加热至1050℃-1100℃的温度，在1050℃-1100℃下保持20min后取出，并冷却至常温。
由于我们使用的管材是焊接管，焊接的位置韧性相对其他部位要差，容易开裂，通过固溶处理，整条管的各个部分，包括焊缝位置的性能接近，韧性加强，减少弯管30开裂不良，提高总的良品率。
更进一步的说明，所述步骤C中冷压模具内的压力为200吨压力。
在200吨压力下能够很好的确保管材保持一定的形状，同时对其进行初步的调整，确保后续能够放入胀形模具中进行加压成型操作。
更进一步的说明，所述步骤D还包括如下步骤：
步骤D1：所述胀形模具合模后，在450吨压力下将两个冲头41分别从所述胀形模具的侧面推进所述管材两端的管口；
步骤D2：通过所述冲头41向所述管口中压入200MPa压力的皂化液。
在450吨压力下能够保证管材成型，压力过大会导致管材发生形变，压力过小不能很好的起到定型效果，冲头41是为了给管材内输送皂化液，通过皂化液的作用，能够保证管材在加工过程中不会断裂，减少管材内温度，避免其发生形变，同时也能够增强管材的防锈能力，保证了胀形操作的加工精度。
一种胀形模具，包括上模10和下模20，所述上模10设于所述下模20上方，所述下模20设有凹槽21，所述弯管30设于所述凹槽21内；
所述胀形模具的一侧设有送液装置40，所述上模10和所述下模20合模时，所述送液装置40***所述胀形模具，且与所述弯管30连接。
上模10设于下模20的上方，下模20中设有一凹槽21，具体的，凹槽21 为U型凹槽21，将弯管30放置于凹槽21中，闭合模具，向模具内加压至一定压力，具体为450吨压力，此时，胀形模具侧面的送液装置40***模具中，并与模具内的弯管30连接，向弯管30内输送皂化液，确保弯管30在高压下不会发生形变，且能够降低弯管30中温度，增加了胀形的加工精度，稳压8s后，将模具中压力泄压，再将送液装置40取出模具，然后打开上模10和下模20，取出所需弯管30即可。
更进一步的说明，所述送液装置40包括冲头41、连接管42和固定块43，所述冲头41的一端与所述弯管30的管口连通，所述冲头41的另一端与所述连接管42连接，所述连接管42远离所述冲头41的一端与所述固定块43连接，
所述送液装置40***所述胀形模具时，所述固定块43与所述上模10和所述下模20连接。
冲头41用于向弯管30中输送皂化液，固定块43用于将冲头41固定，当冲头41***弯管30的管口中时，固定块43会与上模10和下模20连接，连接方式为磁吸方式，具体的，固定块43为磁性件，会与上模10和下模20相吸引，确保冲头41不会脱落。
更进一步的说明，所述上模10包括第一固定板11和第一垫板12，所述第一垫板12设于所述上模10的顶部，所述第一固定板11设于所述第一垫板12 的顶部。
第一固定板11用于将上模10和第一垫板12与上方的机械手固定，避免机械手直接与上模10接触，损坏上模10，第一垫板12用于减压，通过第一垫板 12能够很好的减少上模10和第一固定板11间的压力，减缓上模10受到的压力。
更进一步的说明，所述下模20包括第二固定板22和第二垫板23，所述第二垫板23设于所述上模10的底部，所述第二固定板22设于所述第二垫板23 的底部。
第二固定板22用于将下模20和第二垫板23与地面固定，减缓来自上模10 的压力，同时也为胀形模具提供支撑力，第二垫板23用于减压，通过第二垫板23能够很好的减少下模20和第二固定板22间的压力，减缓下模20受到的压力，同时也避免下模20直接与第二固定板22接触，避免下模20损坏。
以下通过实施例进一步说明。
下一实施例1-4均采用上述的工艺步骤后得到的弯管30，对比例5-7为改变工艺条件后得到的弯管30，其结果如下表所示。
Figure RE-GDA0003084287490000081
其中，良品率为采用同一种工艺条件下生产500个弯管30，并记录每个弯管30的情况，计算其良品率。
从上表可知，实施例1-4采用本发明的生产工艺制备弯管30，所得弯管30 的质量很好，且其冲头受损的程度低，由于上模提起在1mm左右，冲头41能够很好退出，且不会影响产品的形变，所以良品率也很好，但是经过固溶处理后，且外观会相对粗糙，但是加强弯管30焊接部位的韧性，减小弯管30裂开的风险，增加了产品的良品率，实施例6为未采用固溶处理操作，但上模10提升高度在0.9-1.1mm之间，即1mm左右，故而所得产品的良品率较高，且其所得产品的表面相对光滑，冲头41也不易折断，但是由于没有经过固溶处理，其良品率相较于实施例1-4来说还是低很多的，说明固溶处理能够增加产品的良品率。
实施例5为采用固溶技术处理，但是后续上模10提升高度过小，导致其生产所用冲头41由于退出来时，受力比较大，冲头41很容易折断，但是其生产所得产品的质量并不受太大影响，主要是冲头41更换频繁，导致了生产成本的上升，由于经过了固溶处理，其弯管30的表面会显得粗糙些。
实施例7为不采用固溶技术处理且后续胀行操作中上模10的提升高度较大，导致了其生产所得的弯管30良品率不高，但其冲头41不容易被折断，由于上模10提起比较多，产品脱出下模20的凹槽21，产品会跟随冲头41移动，不过产品外形是异形的，随冲头41移动时，产品会产生变形，变成废品，故而去良品率大大下降。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种不锈钢水龙头弯管液压胀形加工工艺，其特征在于步骤依次包括：
A.前处理：将管材通过弯管机进行折弯处理；
B.固溶：将折弯后的所述弯管进行固溶处理；
C.冷压：将固溶处理后的所述弯管在常温下放进冷压模具，通过液压机加压将所述弯管进行整形；
D.胀形：将整形后的弯管放入胀形模具内，将两冲头与所述弯管的两端管口连接，在恒定压力下向所述弯管内通入皂化液，注射完皂化液后稳压8s并开始泄压，将所述胀形模具的上模向上提起0.9mm-1.1mm，将冲头从管口退出，将上模和下模完全打开，取出胀形完成的弯管；
E.后处理：将胀形后的所述弯管两端的管口切断，得到所需弯管。
2.根据权利要求1所述的一种不锈钢水龙头弯管液压胀形加工工艺，其特征在于：所述步骤A还包括如下步骤：
步骤A1：通过裁剪机将所述管材按所需尺寸裁断，将裁断后的所述管材的两端管口进行倒角处理，处理后的所述管材送入弯管机中。
3.根据权利要求1所述的一种不锈钢水龙头弯管液压胀形加工工艺，其特征在于：所述步骤B中固溶处理为将折弯后的弯管在加热器中加热至1050℃-1100℃的温度，在1050℃-1100℃下保持20min后取出，并冷却至常温。
4.根据权利要求1所述的一种不锈钢水龙头弯管液压胀形加工工艺，其特征在于：所述步骤C中冷压模具内的压力为200吨压力。
5.根据权利要求1所述的一种不锈钢水龙头弯管液压胀形加工工艺，其特征在于：所述步骤D还包括如下步骤：
步骤D1：所述胀形模具合模后，在450吨压力下将两个冲头分别从所述胀形模具的侧面推进所述管材两端的管口；
步骤D2：通过所述冲头向所述管口中压入200MPa压力的皂化液。
6.一种胀形模具，包括上模和下模，其特征在于：
所述上模设于所述下模上方，所述下模设有凹槽，所述弯管设于所述凹槽内；
所述胀形模具的一侧设有送液装置，所述上模和所述下模合模时，所述送液装置***所述胀形模具，且与所述弯管连接。
7.根据权利要求6所述的一种胀形模具，其特征在于：所述送液装置包括冲头、连接管和固定块，所述冲头的一端与所述弯管的管口连通，所述冲头的另一端与所述连接管连接，所述连接管远离所述冲头的一端与所述固定块连接，所述送液装置***所述胀形模具时，所述固定块与所述上模和所述下模连接。
8.根据权利要6所述的一种胀形模具，其特征在于：所述上模包括第一固定板和第一垫板，所述第一垫板设于所述上模的顶部，所述第一固定板设于所述第一垫板的顶部。
9.根据权利要求6所述的一种胀形模具，其特征在于：所述下模包括第二固定板和第二垫板，所述第二垫板设于所述上模的底部，所述第二固定板设于所述第二垫板的底部。
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