无缝叉形管成型工艺及成型模具制造技术

本发明专利技术公开的无缝叉形管成型工艺包括以下步骤：(1)弯曲：将无缝钢管经中频加热，制成160-200°弯头；(2)将制成的弯头进行整形，使弯头的中心距基本符合叉形管中心距的尺寸；(3)压扁：将整形好的毛坯压扁，使两个支管的管径B≥叉形管支管外径1～2mm；(4)挤压成型：将加热后的管坯放进成型模具挤压成型，使叉形管的两个支管外径、长度符合设计要求，同时在外弧形成鼓包；(5)车削加工：切去叉形管上端部圆弧凸起的盖子后即为主管接口。其以无缝钢管为原材料，采用模具进行成型，解决了叉形管成型难题。不仅提高了叉形管的成型质量和成品率，而且有效减少了制造工序，节约了材料，降低了制造成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于叉形管
，主要涉及的是一种无缝叉形管成型工艺及成型模具。
技术介绍
叉形管，亦称三叉管、叉形三通、Y形三通，用于一根管子分叉为两根平行管子的过渡连接，是电站锅炉受热部件水冷壁的重要配件。根据使用条件不同，材质有碳钢O0G)，合金钢(12CrlMoV、15CrMo、P22、P91)等。水冷壁是锅炉的主要受热部分，它由数排钢管组成蒸发受热面，敷设在锅炉炉膛的四周，叉形管即是连接这些钢管的配件。它的内部为流动的水或蒸汽，外界接受锅炉炉膛火焰的热量。水冷壁的作用是吸收炉膛中高温火焰或烟气的辐射热量，在管内产生蒸汽或热水，并降低炉墙温度，保护炉墙。锅炉中有40 50%甚至更多的热量由水冷壁所吸收。由于叉形管使用条件苛刻，所以对其质量要求相应很高，其过渡部分和本体不得采用焊接的方式制造。传统的制造工艺是采用锻造的方法，先锻造成毛坯，再经过钻孔、弯曲、机加工，共约十三道工序制成成品(如图5所示)。不仅成型困难大，机加工工作量大， 制造周期长，而且材料利用率低。由于其结构特殊，加工中极易造成超差而使零件报废，成品率一般在70% 80%左右。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种无缝叉形管成型工艺及成型模具。其以无缝钢管为原材料，采用模具进行成型，解决了叉形管成型难题。不仅提高了叉形管的成型质量和成品率， 而且有效减少了制造工序，节约了材料，降低了制造成本。本专利技术实现上述目的采取的技术方案是叉形管的成型工艺包括1、弯曲将无缝钢管经中频加热，制成160-200°弯头；2、将制成的弯头进行整形，使弯头的中心距基本符合叉形管中心距的尺寸；3、压扁将整形好的毛坯压扁，使两个支管的管径B >叉形管支管外径1 2mm ；4、挤压成型将加热后的管坯放进成型模具挤压成型，使叉形管的两个支管外径、长度符合设计要求，同时在外弧形成鼓包；5、车削加工切去叉形管上端部圆弧凸起的盖子后即为主管接口。上述弯曲工序中，弯头采用中频热推工艺制作，弯头外径 叉形管支管直径的 1. 1 1. 4倍，壁厚彡叉形管的壁厚，弯头的展开长度大于叉形管的展开长度5 10mm。一种实现上述无缝叉形管成型工艺成型模具包括上下对称设置的上压板、下压板，上立柱、下立柱，上模板、下模板及上复位弹簧、下复位弹簧，上立柱的一端与上压板固定连接，另一端穿过上模板与一侧的外模固定连接，下立柱的一端与下压板固定连接，另一端穿过下模板与另一侧的外模固定连接，在上立柱、下立柱上均设有复位弹簧，在上模板与下模板连接有固定桩，在位于芯模一侧的固定桩上装有导向套；成型模包括上、下外模及芯模，芯模位于上、下外模中间，上、下外模分别与上立柱、下立柱连接，芯模的外侧与导向套固定连接。在所述成型模的两外侧分别设置有外导向板和内导向板，其中内导向板为两块， 对称设置在成型模的两外侧并紧贴成型模，上端与上侧外模固定连接，外侧紧贴外导向板并在外导向板内上下滑动；外导向板也为两块，对称设置在内导向板的两外侧并紧贴内导向板，下端与下模板固定连接。本专利技术采用无缝钢管为原材料，利用模具在液压机上进行成型的方式较好解决了叉形管的成型难题，与现有技术相比，具有以下优点1、减少了制造工序。成型模为分体式结构，简化了结构，一次挤压成型，使支管和主管同时成型；2、大大降低了配件成本。以DN50产品为例，锻制工艺生产的叉形管价格约为900 元左右，本专利技术生产的叉形管价格仅为400元左右，成本降低50%以上；3、产品结构更趋合理。由于采用无缝钢管制造，降低了整体刚性，减少了设备运行中温度和压力变化造成的应力集中，延长了设备使用寿命；4、提高了成品率，节约了材料。材料利用率在80%以上，成品率在98%以上，更符合节能、环保要求。5、降低了劳动强度。减少了繁重的锻造工序，大大减轻了制作的劳动强度，相应也减少了噪音、烟尘等环境污染。6、成型质量好。挤压成型的工件外观光滑整洁，线条流畅，尺寸符合设计要求，避免了皱褶、裂纹、凹坑、扭曲等影响产品质量的缺陷。附图说明图1为本专利技术的模具结构示意图。图2为图1的侧视剖面3是图1的俯视剖面图。图4为本专利技术的成型模主要部件结构示意图。图5为图4的仰视图。图6为本专利技术成型工序示意图.图7为本专利技术一种叉形管的结构示意图。图8为本专利技术弯曲工序的结构示意图。图9为本专利技术整形后毛坯的结构示意图。图10为本专利技术压扁后毛坯的结构示意图。图11为本专利技术挤压成型后的毛坯结构示意图。图中1、上压板，2、上立柱，3、上复位弹簧，4、上模板，5、叉形管，6、外模，7、固定桩，8、芯模，9、导向套，10、下模板，11、下立柱，12、下复位弹簧，13、下压板，14、外导向板， 15、内导向板，16、支撑板。A、挤压成型前的状态示意，B、挤压成型后的状态示意，Al、弯头的中心距，Bi、毛坯压扁后的尺寸。具体实施方式结合附图，给出本专利技术的实施例如下如图1结合图2-3所示本实施例所述的一种叉形管成型模具包括上下对称设置的上压板1、下压板13，上立柱2、下立柱11，上模板4、下模板10及上复位弹簧3、下复位弹簧12，上立柱2的一端与上压板1固定连接，另一端穿过上模板4与一侧的外模6固定连接，下立柱11的一端与下压板13固定连接，另一端穿过下模板10与另一侧的外模6固定连接，在上立柱2上设有上复位弹簧3，下立柱11上设有下复位弹簧12，为了保证成型时的平稳稳定性，上立柱2、下立柱11分别设置两根，在每根立柱上均设有复位弹簧。上模板4 与下模板10由四根固定桩7固定连接，两侧各两根，在位于芯模8 一侧的两根固定桩7上装有导向套9。成型模位于上模板4、下模板10及固定桩7之间，该成型模为分体式结构， 如图4-5所示由外模6及芯模8构成，外模6为上下两个，其形状与叉形管5的外侧形状相吻合，分别与上立柱2、下立柱11连接，芯模8位于外模6中间，与叉形管5的中部形状相吻合。芯模8的外侧与导向套9固定连接，在工作中可以随外模动作上下活动。在成型模的两外侧分别设置有外导向板14和内导向板15，用以保证外模6、芯模8的对中一致性，其中内导向板15为两块，对称设置在成型模的两外侧，上部与外模固定连接，下部在工作时与成型模紧贴；外导向板14也为两块，对称设置在外导向板14的两外侧并紧贴内导向板 15，下端与下模板10固定连接，两侧各设两块支撑板16加强固定。通过内、外导向板和导向套筒两种导向装置，解决外模和内模的定位问题，提高加工精度。本专利技术使用时，将无缝钢管加热后制成160 200°弯头，压扁至叉形管支管直径尺寸。将成型模具放置在液压机上，尽量对中放置，注意找正，检查各部尺寸。将管坯加热后放进成型模具，操作液压机进行挤压(如图6所示)，使叉形管的两个支管缩径(A部分为挤压成型前的状态示意，B为挤压成型后的状态示意)，符合设计要求，同时弯头圆弧的顶端鼓凸一个鼓包，在金加工时切去鼓包盖子，开出坡口即为主管接口。挤压过程中注意管坯变形状况，发现异常应立即停止作业，查找原因，排除故障后再继续工作；压制完成后上下压板在复位弹簧作用下恢复原位，模具张开，趁热取出工件。成型的首件产品应按质量要求进行尺寸、外观检验，确认无误后方可继续进行生产(尺寸检验应在工件温度降低至室温后进行)。按照图纸要求，进行车削加工即如图7所示的叉形管产品。本本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种无缝叉形管成型工艺，其特征是：叉形管成型工艺包括以下步骤：（１）、弯曲：将无缝钢管经中频加热，制成１６０－２００°弯头；（２）、将制成的弯头进行整形，使弯头的中心距基本符合叉形管中心距的尺寸；（３）、压扁：将整形好的毛坯压扁，使两个支管的管径Ｂ≥叉形管支管外径１～２ｍｍ；（４）、挤压成型：将加热后的管坯放进成型模具挤压成型，使叉形管的两个支管外径、长度符合设计要求，同时在外弧形成鼓包；（５）、车削加工：切去叉形管上端部圆弧凸起的盖子后即为主管接口。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张珂，张利旭，
申请(专利权)人：偃师华科管件有限责任公司，
类型：发明
国别省市：41