專利名稱：多通管的塑擠脹形工藝及其模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬塑性成形方法及模具，特別適用于多通管的塑擠脹形場合。
美國從80年代開始就采用聚氨酯橡膠代替油作為脹形介質(zhì)獲得成功，后來對銅合金管坯進(jìn)行脹形加工，能批量生產(chǎn)長徑比大于2的自來水系統(tǒng)所需的管接頭，并制定美國新型水管接頭標(biāo)準(zhǔn)CAN/CSA—B137.8Mg2，Aprill，1992。但其脹形壓力并不太高，只能生產(chǎn)塑性較好的銅合金小型管接頭。對于塑性一般的材料，如黑色金屬，或是中型接頭，還不能夠用此方法進(jìn)行生產(chǎn)，只能采用傳統(tǒng)的油壓脹形或是鑄鍛焊與機(jī)加工相結(jié)合的方法生產(chǎn)，存在著產(chǎn)品質(zhì)量差、金屬損耗大、生產(chǎn)率不高和不易于組織管理等缺點。
針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點，本發(fā)明的目的是提供一種通過對管坯進(jìn)行塑擠脹形成形大變形多通管的生產(chǎn)工藝及其模具。
本發(fā)明通過以下技術(shù)措施實施(一)其制造工藝為以聚氨脂橡膠為脹形介質(zhì)，在塑擠脹形過程中橡膠體積受壓后產(chǎn)生200—1000MPa的超高壓。聚氨脂的硬度為HS60A—95A，聚氨脂橡膠棒的直徑比管坯內(nèi)徑小10—20％。金屬在擠壓和脹形的復(fù)合作用下變形，即在擠脹過程中，擠脹沖頭21端部的壓縮聚氨脂橡膠棒24在沖頭21前進(jìn)時產(chǎn)生脹形壓力，同時擠脹沖頭的軸肩22擠壓管坯兩端面金屬壁23產(chǎn)生擠壓力，使金屬在脹形力和擠壓力的復(fù)合作用下變形。在支管端面25處施加平衡力F，F(xiàn)的大小根據(jù)設(shè)計計算確定，以確保變形區(qū)金屬處于超高的靜水壓力作用和合適的偏應(yīng)力狀態(tài)。這樣就能極大地提高材料的變形能力，獲得大變形的多通管。根據(jù)上述多通管的塑擠脹形工藝，與之匹配的模具為水平分模結(jié)構(gòu)，上下凹模5和11分別與上、下凹模墊板4、9聯(lián)接，然后緊固在上、下模板3、8上，模板8與底板7聯(lián)接，底板7通過螺釘與框架12聯(lián)接，1為導(dǎo)柱，2為導(dǎo)套，6為坯料。擠脹沖頭15與沖頭座16聯(lián)接，并通沖頭固定環(huán)17與聯(lián)軸節(jié)18聯(lián)接，再與油缸聯(lián)接，平衡沖頭13與油缸14聯(lián)接。
本發(fā)明的優(yōu)點在于(1)利用本發(fā)明的模具能高效率、低成本、高質(zhì)量地生產(chǎn)多通管。由于采用了液壓驅(qū)動的平面框架式塑擠脹形裝置，在普通油壓機(jī)上即可實現(xiàn)塑擠脹形工藝，模具及整套裝置結(jié)構(gòu)簡單，易于組織和管理，特別適合于中、小型廠家生產(chǎn)中、小型接頭。(2)產(chǎn)品的機(jī)械性能優(yōu)越，表面質(zhì)量好。由于變形是在超高壓力下進(jìn)行，并且大變形后金屬流線已沿輪廓形狀分布，其形狀能完整保留下來，使用時也能與外載荷相一致，因此產(chǎn)品的質(zhì)量是很好的。(3)由于采用管坯進(jìn)行一次加工成形，后續(xù)加工量較小、生產(chǎn)率高、節(jié)能節(jié)材。(4)使用的裝置具有通用性，只要更換凹模鑲塊和沖頭就能生產(chǎn)多種規(guī)格的接頭。同一副模具只要生產(chǎn)中作些微小調(diào)整就能生產(chǎn)具有相同外徑和相同軸線特征的不同規(guī)格的管接頭。如擠壓沖頭軸肩處增減墊片就可改變產(chǎn)品主管長度，改變管坯和橡膠棒的長度即可改變產(chǎn)品支管的高度。


如下附圖1多通管塑擠脹形原理圖附圖2多通管塑擠脹形裝置主視圖附圖3多通管塑擠脹形裝置俯視圖。
權(quán)利要求
1.一種以聚氨脂橡膠為脹形介質(zhì)的多通管塑擠脹形工藝，其特征為(1)以聚氨酯橡膠為脹形介質(zhì)，在塑擠脹形過程中其體積受壓后產(chǎn)生200—1000MPa的超高壓，聚氨酯橡膠的硬度為HS60A—95A，聚氨酯橡膠棒的直徑比管坯內(nèi)徑小10％—20％；(2)金屬在擠壓和脹形的復(fù)合作用下變形，即在擠脹過程中，擠脹沖頭(21)端部壓縮聚氨脂橡膠棒(24)，在沖頭(21)前進(jìn)時產(chǎn)生脹形壓力，同時擠脹沖頭的軸肩(22)擠壓管坯兩端面金屬壁(23)產(chǎn)生擠壓力，使金屬在脹形力和擠壓力的復(fù)合作用下變形，(3)在支管端部(25)施加平衡力F；(4)超高壓作用下的卸載規(guī)范，即在成形完后，平衡沖頭應(yīng)保持靜止，直至擠脹沖頭(21)退出管坯后，才能退出型腔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以聚氨脂橡膠為脹形介質(zhì)的多通管的塑擠脹形工藝的模具，其特征為所述模具為水平分模結(jié)構(gòu)，上下凹模(5)和(11)分別與上、下凹模墊板(4)、(9)聯(lián)接，然后緊固在上、下模板(3)、(8)上，模板(8)與底板(7)聯(lián)接，底板通過螺釘與框架(12)聯(lián)接，(1)為導(dǎo)柱，(2)為導(dǎo)套，(6)為坯料，擠脹沖頭(15)與沖頭座(16)聯(lián)接，并通過沖頭固定環(huán)(17)與聯(lián)軸節(jié)(18)聯(lián)接，再與油缸聯(lián)接，平衡沖頭(13)與油缸(14)聯(lián)接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種金屬塑性成型方法及模具，特別適用于多通管的塑擠脹形場合，其方法為以聚氨酯橡膠為脹形介質(zhì)的超高壓一次成型，其模具為水平分模結(jié)構(gòu)，采用液壓驅(qū)動的平面框架式塑擠脹形裝置，在普通油壓機(jī)上即可實現(xiàn)塑擠脹形工藝。模具及整體裝置結(jié)構(gòu)簡單，易于組織和管理，特別適合于中、小型廠家生產(chǎn)中、小型接頭，能高效率、低成本、高質(zhì)量地生產(chǎn)各種多通管。
文檔編號B21D26/047GK1131588SQ9512060
公開日1996年9月25日 申請日期1995年12月11日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月11日
發(fā)明者楊雨春, 王英, 夏巨諶, 胡國安, 戴望保 申請人:華中理工大學(xué)