本发明专利技术涉及一种变径管件热塑性软模成形装置及方法。本发明专利技术的变径管件热塑性软模成形方法中，动模部分顶压毛坯管材，柱塞顶压热塑性树脂芯模，使热塑性树脂芯模变形，从而使毛坯管材径向向外鼓胀，以在变径管腔内成形出变径管零件，在变径管件成形的过程中，对热塑性树脂芯模加热使其融化，在加热前的成形初期，利用固态热塑性树脂芯模对毛坯管材产生的切向摩擦力带动管壁材料向变形区中心流动，以避免材料过早减薄，在加热后的成形末期，利用熔融态热塑性树脂芯模对毛坯管材的切向粘性附着力促使管材材料向变形区顶点流动，以确保成形后零件的壁厚均匀性，并利用熔融状态热塑性树脂芯模较好的流动性，提高成形后变径管件的变径程度。变径程度。变径程度。
【技术实现步骤摘要】
一种变径管件热塑性软模成形装置及方法
[0001]本专利技术涉及一种变径管件热塑性软模成形装置及方法。
技术介绍
[0002]变径管件是使毛坯管材的管壁沿径向鼓胀形成凸起曲面的一种常见零件。目前，加工这类零件的常用方法有刚性分瓣模具成形、液压成形和橡胶成形。
[0003]刚性分瓣模具成形方法中分瓣模具伸入毛坯管材中，刚性堵头压入分瓣模具内孔，使管材通过内部鼓胀获得零件，该成形方法简单，但容易造成零件壁厚减薄严重、甚至破裂，且模具加工制造困难，生产升本高；液压成形是将液压油或水通入管材内孔，并在管材两端施加轴向压力，管材在液体压力和轴向压力作用下鼓胀，获得零件，该方法不仅可成形复杂形状零件和薄壁零件，而且零件表面质量较好，但是液体和管材接触界面的切向有益摩擦力过小，成形过程中容易造成管材局部过早颈缩；橡胶成形是采用橡胶代替液压成形中的液体，利用橡胶软模的弹性变形能力，使管材鼓胀成形，可成形较复杂的零件，而且还可克服液体与管材之间切向摩擦力小的问题，利用橡胶与管材接触界面之间较大的切向摩擦力，促进管材材料向变形区流动，但是橡胶容易受本身弹性极限而无法成形出变径量大的管材零件。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提供一种变径管件热塑性软模成形方法，以解决现有方法成形变径管件时容易造成零件壁厚减薄过大、甚至破裂，以及变径程度受限的技术问题；相应的本专利技术的目的还在于提供一种变径管件热塑性软模成形装置。
[0005]本专利技术的变径管件热塑性软模成形装置采用如下技术方案：变径管件热塑性软模成形装置包括：定模部分，具有用于容纳毛坯管材其中一端的定模安装孔；动模部分，具有用于容纳毛坯管材另一端的动模安装孔，在外力作用下动模部分与定模部分对合，以使动模部分与定模部分围成的内腔形成变径管腔；热塑性树脂芯模，用于填充在毛坯管材的内部；柱塞，其一端用于伸入到毛坯管材中，且与毛坯管材密封装配；加热热源，用于融化热塑性树脂芯模；在变径管件成形的过程中，动模部分顶压毛坯管材，定模部分与毛坯管材挡止配合，柱塞顶压热塑性树脂芯模，动模部分或定模部分与热塑性树脂芯模挡止配合。
[0006]本专利技术的有益效果是：本专利技术的变径管件热塑性软模成形装置中，可通过动模部分顶压毛坯管材，通过柱塞顶压热塑性树脂芯模，以使热塑性树脂芯模变形，并使毛坯管材径向向外扩张，以在变径管腔内形成变径管件，在变径管件成形的过程中，对热塑性树脂芯模加热使其熔融前的成形初期，可利用固态热塑性树脂芯模对毛坯管材产生较大的切向摩擦力和法向压力，通过切向摩擦力带动管壁材料向变形区中心位置流动，以避免材料过早
减薄，在对热塑性树脂芯模加热使其熔融后的成形末期，可利用熔融态的热塑性树脂芯模对毛坯管材产生切向粘性附着力和法向压力，切向粘性附着力可促使管材材料向变形区顶点流动，以确保成形后零件的壁厚均匀性，并利用熔融状态热塑性树脂芯模较好的流动性，提高成形后变径管件的变径程度。
[0007]进一步地，动模部分包括堵头和上模，所述动模安装孔设置在上模上，堵头封堵在动模安装孔中，堵头用于伸入到毛坯管材中，且与毛坯管材密封装配；在变径管件成形的过程中，堵头用于顶压毛坯管材，且与热塑性树脂芯模挡止配合。
[0008]其有益效果是：上述结构设置中，可使与热塑性树脂芯模顶压配合的柱塞和与毛坯管材顶压配合的动模部分别位于毛坯管材轴向两端，从而使两施力件独立动作；并且上述结构设置中还可通过改变堵头、上模和柱塞结构，以匹配不同管壁厚度的管材，在熔融后的热塑性树脂芯模不泄漏的前提下，使变径管件热塑性软模成形装置对不同管壁厚度的管材具有较好的适应性。
[0009]进一步地，加热热源配置有电流调节器。
[0010]其有益效果是：可通过对电流调节器的调节实现加热热源温度的调节，以满足不同类型的热塑性树脂芯模充分融化的温度要求。
[0011]进一步地，加热热源在轴向上位于定模部分的分型面位置处，加热热源设置有至少两个，且在周向上均匀布置。
[0012]其有益效果是：上述加热热源设置有至少两个，且在周向均匀布置，可在周向上实现对热塑性树脂芯模的加热，有助于热塑性树脂芯模在周向上均匀受热。
[0013]进一步地，所述热塑性树脂芯模的材料为聚氨酯类弹性聚合物、聚醚类弹性聚合物或热塑自由树脂，所述热塑性树脂芯模的熔融温度选自60℃~150℃范围内。
[0014]其有益效果是：上述三种材料的物理化学性能稳定，在低温时具有良好的弹性，在高温时具有良好的熔体强度，同时，这三种材料均为介于树脂与橡胶之间的新型高分子材料，在压力成形时，结构强度高、耐蠕变性好、回弹性能优异；并且热塑性树脂芯模的熔融温度在60℃~150℃范围内，可在避免材料烧蚀的同时，还可避免管材受热退火，确保变径管件力学性能。
[0015]本专利技术的变径管件热塑性软模成形方法采用如下技术方案：变径管件热塑性软模成形方法包括以下步骤：1）将热塑性树脂芯模放置在毛坯管材中，并将毛坯管材其中一端放置在定模安装孔中，另一端置于动模安装孔中；2）使柱塞顶推热塑性树脂芯模，并使热塑性树脂芯模的相应端产生轴向位移，同时使动模部分朝向定模部分移动以顶压毛坯管材，直至热塑性树脂芯模和毛坯管材均产生径向鼓胀变形；3）使柱塞和动模部分均保持不动，打开加热热源，将热塑性树脂芯模加热至熔融状态；4）使柱塞顶推热塑性树脂芯模，并使热塑性树脂芯模的相应端轴向移动，同时使动模部分朝向定模部分移动以顶压毛坯管材，直至动模部分与定模部分合模；5）使柱塞保持不动，关闭加热热源，开模，取出管材，使热塑性树脂芯模从管材中脱出，以得到成形后的变径管件。
[0016]本专利技术的有益效果是：本专利技术的上述变径管件热塑性软模成形方法中，在对热塑性树脂芯模加热前的成形前期，可利用固态热塑性树脂芯模对毛坯管材产生的较大的切向摩擦力促进管壁材料向变形区中心位置流动，以避免材料过早减薄，在对热塑性树脂芯模加热后的成形末期，可利用熔融态热塑性树脂芯模对毛坯管材产生的切向粘性附着力使管材材料向变形区顶点流动，以确保成形后零件的壁厚均匀性，并利用熔融状态热塑性树脂芯模较好的流动性，以克服变径程度受限的缺陷，提高成形后变径管件的变径程度。
[0017]进一步地，步骤2）中，热塑性树脂芯模和毛坯管材均产生变形至毛坯管材直径胀大1.3~1.5倍。
[0018]其有益效果是：在步骤2）中，使毛坯管材直径胀大至1.3~1.5倍，可充分利用固态热塑性树脂芯模对毛坯管材产生的切向摩擦力使更多的管壁材料向变形区中心流动，从而提高成形后管材变形区位置的壁厚均匀性，确保变形位置处的管壁强度；同时还可避免变形程度过大造成管壁破裂。
[0019]进一步地，步骤2）中，柱塞顶压热塑性树脂芯模时，作用在热塑性树脂芯模上的最大轴向力满足在热塑性树脂芯模中产生的压强不大于20MPa。
[0020]其有益效果是：上述步骤2）中对轴向力的限定可避免在热塑性树脂芯模中产生过大的压力而造成毛坯管材破裂。
[0021]进一步地，步骤4）中，柱塞顶压热塑性本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种变径管件热塑性软模成形装置，其特征在于，包括：定模部分（2），具有用于容纳毛坯管材（7）其中一端的定模安装孔；动模部分（1），具有用于容纳毛坯管材（7）另一端的动模安装孔，在外力作用下动模部分（1）与定模部分（2）对合，以使动模部分（1）与定模部分（2）围成的内腔形成变径管腔；热塑性树脂芯模（6），用于填充在毛坯管材（7）的内部；柱塞（3），其一端用于伸入到毛坯管材（7）中，且与毛坯管材（7）密封装配；加热热源（8），用于融化热塑性树脂芯模（6）；在变径管件成形的过程中，动模部分（1）顶压毛坯管材（7），定模部分（2）与毛坯管材（7）挡止配合，柱塞（3）顶压热塑性树脂芯模（6），动模部分（1）或定模部分（2）与热塑性树脂芯模（6）挡止配合。2.根据权利要求1所述的变径管件热塑性软模成形装置，其特征在于，动模部分（1）包括堵头（12）和上模（11），所述动模安装孔设置在上模（11）上，堵头（12）封堵在动模安装孔中，堵头（12）用于伸入到毛坯管材（7）中，且与毛坯管材（7）密封装配；在变径管件成形的过程中，堵头（12）用于顶压毛坯管材（7），且与热塑性树脂芯模（6）挡止配合。3.根据权利要求1或2所述的变径管件热塑性软模成形装置，其特征在于，加热热源（8）配置有电流调节器（9）。4.根据权利要求1或2所述的变径管件热塑性软模成形装置，其特征在于，加热热源（8）在轴向上位于定模部分（2）的分型面位置处，加热热源（8）设置有至少两个，且在周向上均匀布置。5.根据权利要求1或2所述的变径管件热塑性软模成形装置，其特征在于，所述热塑性树脂芯模（6）的材料为聚氨酯类弹性聚合物、聚醚类弹性聚合物或热塑自由树脂，所述热塑性树脂芯模的熔融温度选自60℃~150℃范围内。6.一种变径管件热塑性软模成形方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：相楠，舒义权，孙依露，皇涛，郭俊卿，陈拂晓，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：发明
国别省市：
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