專利名稱：超長支管三通管件的熱壓成形模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及管件加工設(shè)備領(lǐng)域，尤其是熱壓成形三通管件的模具。
背景技術(shù)：
管道中廣泛應(yīng)用三通管件進行管道連接。生產(chǎn)中常用熱壓成形方法制造大直徑與 厚管壁的無縫三通管件，熱壓成形方法是指把管坯加熱后在模具中進行成形，由于采用加 熱后的管坯進行壓制，材料成形所需要的設(shè)備噸位要求可以降低。如圖1所示，中國國家標 準中無縫三通支管1的長度M等于主管2的長度C，對于這種國標的無縫三通的熱壓成形， 具體工藝如圖2、圖3所示先將大于三通直徑的管坯4，壓扁約至三通直徑的尺寸，在拉伸 支管的部位開一個孔6 ；將管坯4加熱，放入熱壓成形模的上模3與下模7之間，并在管坯4 的孔6內(nèi)裝入拉伸支管的拉桿5 ；如圖3所示壓力機驅(qū)動上模3下行進行合模，管坯4在壓 力的作用下被徑向壓縮，在徑向壓縮的過程中根據(jù)體積不變原理，管坯金屬向支管方向流 動，同時在拉桿5的拉伸下形成支管1。支管的成形過程是通過管坯徑向壓縮和支管部位的 拉伸而成形，支管是由管坯材料的徑向運動進行補償，所以也稱為徑向補償工藝。隨著管道技術(shù)的發(fā)展，需要一種支管長度M大于主管長度C 50%以上的無縫三 通，以下稱為超長支管三通。對于這種超長支管三通如果按照上述的一次成形工藝來生產(chǎn)， 因支管一次拉伸變形量過長，材料變形已超越拉伸率極限，導(dǎo)致成形質(zhì)量不合格，無法直接 成形。

實用新型內(nèi)容本申請人針對上述現(xiàn)有生產(chǎn)工藝與模具不能制造超長支管三通管件的缺點，提供 一套超長支管三通管件的熱壓成形模具，從而在現(xiàn)有設(shè)備上可以制造超長支管三通管件。本實用新型所采用的技術(shù)方案如下一種超長支管三通管件的熱壓成形模具，包括上模、下模與拉桿，具體包括第一上 模、第二上模、第一下模、第二下模、第三下模、第四下模、拉桿；初次成形模具由第一上模與 第一下模組成第一上模的直管段模腔直徑為D1 ；第一下模的直管段模腔直徑為D1，支管 段模腔直徑為D1，直管與支管過渡處圓角半徑為R1 ；二次成形模具由第一上模與第二下模 組成第二下模的直管段模腔直徑為D1，支管段模腔直徑為D1，直管與支管過渡處圓角半 徑為R2 ；三次成形模具由第一上模與第三下模組成第三下模的直管段模腔直徑為D1，支 管段模腔直徑為D2，直管與支管過渡處圓角半徑為R2;最終成形模具由第二上模、第四下 模與拉桿組成第二上模的直管段模腔直徑為D3 ；第四下模的直管段模腔直徑為D3，支管 段模腔直徑為D3，直管與支管過渡處圓角半徑為R3。各尺寸關(guān)系為R3 = R，R2 = R3/a , R1 = R2/3 ；D3 = SXD, D2 = D3+(5 10)mm，D1 = D2/y ；其中 D 為三通直徑，R 為三通 直管與支管過渡處圓角半徑，S為公知的材料熱壓成形收縮率，a取值為65% 75%，優(yōu)選 為70% ；日取值為65% 75%，優(yōu)選為70% ； y取值為81 % 91 %，優(yōu)選為86%。本實用新型采用兩個上模與四個下模，逐步拉伸擠壓出了超長支管；在每次熱壓
3成形中，通過控制支管根部R和支管外徑D的大小依次遞減，保證材料拉伸變形在拉伸率極 限之內(nèi)，解決了 M > 1. 5C的超長支管三通的成形問題。

[0008]圖1為無縫三通管件的產(chǎn)品截面圖；[0009]圖2為現(xiàn)有的無縫三通的熱壓成形示意圖，此為成形前狀態(tài)[0010]圖3為現(xiàn)有的無縫三通的熱壓成形示意圖，此為成形后狀態(tài)[0011]圖4為本實用新型的初次成形模具的主視圖，工作前狀態(tài)；[0012]圖5同圖4，為工作后狀態(tài)；[0013]圖6為圖5的左視圖；[0014]圖7為本實用新型的二次成形模具的主視圖，工作前狀態(tài)；[0015]圖8同圖7，為工作后狀態(tài)；[0016]圖9為圖8的左視圖；[0017]圖10為本實用新型的三次成形模具的主視圖，工作前狀態(tài)；[0018]圖11同圖10，為工作后狀態(tài)；[0019]圖12為圖11的左視圖；[0020]圖13為本實用新型的最終成形模具的主視圖，工作前狀態(tài)；[0021]圖14同圖13，為工作后狀態(tài)；[0022]圖15為圖14的左視圖；[0023]圖16為本實用新型的最終成形模具的主視圖，工作后狀態(tài)。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖，說明本實用新型的具體實施方式
。如圖4至圖16所示，本實用新型所述的超長支管三通管件的熱壓成形模具包括第 一上模11、第二上模19、第一下模13、第二下模15、第三下模17、第四下模20、拉桿22。如 圖4、圖5、圖6所示，初次成形模具由第一上模11與第一下模13組成第一上模11的直管 段模腔直徑為D1 ；第一下模13的直管段模腔直徑為D1，支管段模腔直徑為D1，直管與支管 過渡處圓角半徑為R1。如圖7、圖8、圖9所示，二次成形模具由第一上模11與第二下模15 組成第二下模15的直管段模腔直徑為D1，支管段模腔直徑為D1，直管與支管過渡處圓角 半徑為R2。如圖10、圖11、圖12所示，三次成形模具由第一上模11與第三下模17組成 第三下模17的直管段模腔直徑為D1，支管段模腔直徑為D2，直管與支管過渡處圓角半徑為 R2。如圖13、圖14、圖15、圖16所示，最終成形模具由第二上模19、第四下模20與拉桿22 組成第二上模19的直管段模腔直徑為D3 ；第四下模20的直管段模腔直徑為D3，支管段模 腔直徑為D3，直管與支管過渡處圓角半徑為R3 ；拉桿22頭部直徑與支管內(nèi)徑相同，拉桿22 的結(jié)構(gòu)與裝配方法與現(xiàn)有技術(shù)的拉桿相同。對于生產(chǎn)如圖1所示M > 1. 5C的超長支管的 三通，產(chǎn)品直徑為D，直管與支管過渡圓角為R，則各尺寸的關(guān)系如下R3 = R，R2 = R3/a , R1 = R2/3 ；D3 = SXD, D2 = D3+(5 10)mm，D1 = D2/y ；其中 a 取值為 65% 75%， 優(yōu)選為70% ； 3取值為65% 75%，優(yōu)選為70% ； y取值為81% 91%，優(yōu)選為86% ；S 為公知的材料熱壓成形收縮率。
4[0026]采用本實用新型成形超長支管三通管件，需要采用以下工藝步驟第一步，制坯根據(jù)產(chǎn)品規(guī)格進行直管管坯下料，直管管坯直徑DO要大于三通直 徑D的50% 60%。第二步，第一次壓扁把管坯直徑用油壓機壓扁至第一下模13的模腔直徑尺寸 D1，可小于D1 3 5mm，成形出管坯12。第三步，第一次加熱利用中頻感應(yīng)加熱，控制只對要成形支管的一側(cè)管坯進行局 部加熱，使支管側(cè)材料易于往模具支管處流動而形成支管。第四步，第一次熱壓成形如圖4、圖5、圖6所示，管坯12放入由第一上模11與第 一下模13組成的初次成形模具之間進行壓制，壓制一段距離H1，成形出管坯14。此時① 管坯上模側(cè)的料變形后與上模完全貼合，②管坯支管根部成形出R1的部分，③支管直徑成 形出D1的尺寸。第五步，第二次加熱利用中頻感應(yīng)加熱，控制只對要成形支管的一側(cè)管坯進行局 部加熱。第六步，第二次熱壓成形如圖7、圖8、圖9所示，管坯14放入由第一上模11與第 二下模15組成的二次成形模具之間進行壓制，壓制一段距離H2，成形出管坯16。此時① 管坯上模側(cè)的料變形后與上模完全貼合，②管坯支管根部成形出R2部分。第七步，第三次加熱；利用中頻感應(yīng)加熱，控制只對要成形支管的一側(cè)管坯進行局 部加熱。第八步，第三次熱壓成形如圖10、圖11、圖12所示，管坯16放入由第一上模11 與第三下模17組成的三次成形模具之間進行壓制，壓制一段距離H3，成形出管坯18。此時 ①管坯支管根部成形出R2部分，②支管直徑成形出D2尺寸。第九步，壓扁把第三次熱壓成形后的半成品管坯18用油壓機壓扁至第四下模20 的模腔直徑D3尺寸，可小于D33 5mm，成形出管坯18，。第十步，第四次加熱在電爐中整體加熱。第十一步，第四次熱壓成形如圖13、圖14、圖15所示，管坯18’放入由第二上模 19、第四下模20組成的最終成形模具之間，第二上模19下壓壓制一段距離H4，成形出管坯 21。此時①管坯上模側(cè)的材料變形后與上模完全貼合，②管坯支管根部成形出R3部分，③ 支管直徑成形出D3尺寸。第十二步，在管坯21管端部切割開孔用切割切割去支管帽形頭部。第十三步，最終支管拉伸如圖16所示，用中頻感應(yīng)加熱對管坯21支管一側(cè)局部 加熱后，管坯放入第四下模20中，再把下模拉桿22裝入管坯21的開孔，將第二上模19合 模，通過下模拉桿22對支管部位的拉伸，使支管長度滿足要求，成形出三通產(chǎn)品23 ；在本步 加工過程中上模不進行壓制，僅有拉桿22的拉伸運動。產(chǎn)品出模后，還有因應(yīng)力釋放及熱漲熱縮導(dǎo)致的尺寸收縮過程。收縮率已設(shè)計在 最終模具的尺寸中。當(dāng)材料收縮穩(wěn)定后，三通直管段與支管段的直徑為D，也就是圖紙所要 求的尺寸。以上描述是對本實用新型的解釋，不是對實用新型的限定，本實用新型所限定的 范圍參見權(quán)利要求，在不違背本實用新型的精神的情況下，本實用新型可以作任何形式的 修改，例如根據(jù)具體材料調(diào)節(jié)成形次數(shù)與模具尺寸。
權(quán)利要求一種超長支管三通管件的熱壓成形模具，包括上模、下模與拉桿，其特征在于具體包括第一上模、第二上模、第一下模、第二下模、第三下模、第四下模、拉桿；初次成形模具由第一上模與第一下模組成第一上模的直管段模腔直徑為D1；第一下模的直管段模腔直徑為D1，支管段模腔直徑為D1，直管與支管過渡處圓角半徑為R1；二次成形模具由第一上模與第二下模組成第二下模的直管段模腔直徑為D1，支管段模腔直徑為D1，直管與支管過渡處圓角半徑為R2；三次成形模具由第一上模與第三下模組成第三下模的直管段模腔直徑為D1，支管段模腔直徑為D2，直管與支管過渡處圓角半徑為R2；最終成形模具由第二上模、第四下模與拉桿組成第二上模的直管段模腔直徑為D3；第四下模的直管段模腔直徑為D3，支管段模腔直徑為D3，直管與支管過渡處圓角半徑為R3；各尺寸關(guān)系為R3＝R，R2＝R3/α，R1＝R2/β；D3＝S×D，D2＝D3+(5～10)mm，D1＝D2/γ；其中D為三通直徑，R為三通直管與支管過渡處圓角半徑，S為公知的材料熱壓成形收縮率，α取值為65％～75％，β取值為65％～75％，γ取值為81％～91％。
專利摘要本實用新型涉及一種超長支管三通管件的熱壓成形模具，包括第一上模、第二上模、第一下模、第二下模、第三下模、第四下模、拉桿；初次成形模具由第一上模與第一下模組成；二次成形模具由第一上模與第二下模組成；三次成形模具由第一上模與第三下模組成；最終成形模具由第二上模、第四下模與拉桿組成。本實用新型采用兩個上模與四個下模，逐步拉伸擠壓出了超長支管；在每次熱壓成形中，通過控制支管根部R和支管外徑D的大小依次遞減，保證材料拉伸變形在拉伸率極限之內(nèi)，解決了M＞1.5C的超長支管三通的成形問題。
文檔編號B21D22/00GK201603806SQ20092027319
公開日2010年10月13日 申請日期2009年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月1日
發(fā)明者劉建昌, 孫耘 申請人:無錫市新峰管業(yè)有限公司