[发明专利]一种弯头三通管内高压成形模具及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种三通管内高压成形模具及方法，具体涉及一种弯头三通管内高压成形模具及方法。

背景技术

内高压成形三通管为整体成形，内高压方法成形的三通管避免了焊接过程中的变形以及焊缝的不可靠性，提高了零件的尺寸精度、强度与刚度，特别是疲劳强度。能改善管件内的气体流动特性，结构形状设计更趋灵活、优化。三通管的内高压成形工艺需要轴向冲头，中间冲头以及内压共同作用，必须通过合理的成形区间，才能成形合格的三通零件。首先将管坯放入下模，闭合上模具后，向管内充满液体，用左右冲头进行密封，然后左右冲头施加轴向力补料，同时管内施加一定的压力来使管坯成形。当内压不足或轴向冲头补料量过大时，主管容易在轴向推力的作用下发生起皱；当内压过大时或轴向冲头补料量不足时，支管顶部容易发生破裂。三通管零件的壁厚分布特点为主管增厚，支管减薄。由于三通管的形状非对称，主管底部的材料为压缩变形，增厚严重，支管顶部的材料处于胀形状态，壁厚减薄较大。

内高压成形可以成形出形状复杂的三通管，按轴线形状，分为直线和曲线三通管。常见的直线三通管有T型三通管，曲线三通管有直角三通，U型三通等。随着管材弯曲角度的增加，零件形状非对称所带来的影响随之增大，成形难度越大。因此管材弯曲角度越大，成形区间越来越小，更加容易发生起皱或破裂的缺陷。即使无缺陷的零件，壁厚均匀性也较差。

综上，现有的内高压成形模具的主型腔8底部没有储料仓，使得成形后的三通管底部由于压缩变形导致增厚严重甚至起皱的缺陷。

发明内容

本发明为解决现有的内高压成形模具的主型腔底部没有储料仓，使得成形后的三通管底部由于压缩变形导致增厚严重的问题，而提出了一种弯头三通管内高压成形模具及方法。

模具：弯头三通管内高压成形模具包括下模、上模、第一冲头、第二冲头和中间冲头，上模与下模扣合设置，上模与下模之间设有主型腔，第一冲头设置在主型腔的一端，第二冲头设置在主型腔的另一端，第一冲头的内部设有注液孔，注液孔的一端与主型腔相通，主型腔的顶部设有支管型腔，且主型腔与支管型腔相互连通，中间冲头设置在支管型腔中，所述主型腔的底部设有两个储料仓。

方法：弯头三通管内高压成形的方法是通过以下步骤实现的：

步骤一、根据管材坯料的直径确定主型腔的直径D：主型腔的直径D与管材坯料的直径相等；

步骤二、根据主型腔的直径D确定储料仓的直径和深度：储料仓的直径为d_c，储料仓的深度为h_c，具体计算公式如下：

dc≤(π+α2π)D]]>或dc≤(180+α360)D,]]>其中0°≤α≤180°  公式一

h_c≤0.5D           公式二

其中α为管材坯料的弯曲角度；

步骤三、放置管材坯料：将管材坯料放置于下模的型腔中，然后闭合上模与下模；

步骤四、密封管材坯料的两端：将第一冲头和第二冲头分别设置在主型腔内，第一冲头和第二冲头将管材坯料的两端密封；

步骤五、注入内压：将注液孔与液压系统连接，通过注液孔向管材坯料的内腔注入高压液体；

步骤六、升高内压：向第一冲头和第二冲头施压，通过外力使第一冲头和第二冲头向中间移动进行补料，管材坯料发生胀形后，被挤压的材料流入储料仓和支管型腔中，支管型腔内的材料随着中间冲头缓慢后退成形出支管；