一种高支管高度薄壁三通管内外液压复合成形方法，属于内高压成形技术领域。本发明专利技术为了解决现有的内高压成形方法成形三通管存在支管高度受到限制的问题。具体过程为：通过增压器使管坯内部填充满液体介质并排出气体，然后使左侧冲头与右侧冲头前进完成管端密封，此时管坯内压较小不足以使管坯发生变形，然后通过模具上的孔洞使管坯外侧同样充满液体介质，外侧液压由模具上的密封槽与冲头上的密封圈进行密封，这样管坯在内压，外压，左右冲头轴向进给与支管冲头后退的共同作用下发生塑性变形，获得高支管高度的三通管。本发明专利技术相比传统内高压成形方法，具有获得支管高度高，管件表面质量好的优点，尤其适用于薄壁三通管成形。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，属于内高压成形
技术介绍
传统的三通管成形方法主要包括焊接成形与柔性介质胀形两种方法。焊接法主要包括冲压半管对焊法与支管插焊法，这两种方法均存在焊接难度大、精度与可靠性差以及三通管内壁不平整影响流体流动性能等问题。柔性介质胀形法包括聚氨酯胀形法与液压胀形法，由于只是通过柔性介质传力来完成管坯的胀形，因此存在支管顶部壁厚不可控、支管高度受限等问题。与传统的成形方法对比，内高压成形方法通过控制直管两端冲头的轴向进给、支管冲头的后退与管坯内压四者的合理匹配，可以获得高于其他成形方法的支管高度和较均匀的壁厚分布，成形零件质量优于传统方法。但是，内高压成形管端进给时，管坯受到内压作用贴靠在模具上，随着液体压力的增加，管坯与模具间逐渐增加的摩擦力阻碍了管端材料向模具型腔内流动，因此支管高度受到限制。尤其对于薄壁管成形，如果内压较低，管坯会产生轴向失稳发生起皱，而内压过高时送料区管坯所受摩擦力过大，阻碍材料向支管部位流动，无法获得较高的支管高度，薄壁三通管内高压成形难度较大。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有的内高压成形方法成形三通管过程中，管坯受到内压作用贴靠在模具上，随着液体压力的增加，管坯与模具间逐渐增加的摩擦力阻碍了管端材料向模具型腔内流动，致使支管高度受到限制的问题，本专利技术提出了。本专利技术为解决上述技术问题采取的技术方案是本专利技术所述是基于由模具下模、模具上模、左侧冲头、右侧冲头与支管冲头组成的成形模具实现的；左侧冲头上沿其轴向开有第一液体通道，第一增压器通过第一液体通道与管坯内腔连通，在下模上开有第二液体通道，第二增压器通过第二液体通道与管坯外部的型腔连通；所述方法是按照以下步骤实现的步骤一、首先将管坯放置在模具下模的型腔内，支管冲头抵靠在管坯上，模具上模下行，直至与下模完全闭合，左侧冲头与右侧冲头均前进至与管坯(6)左侧端面、右侧端面保持很小间隙处；步骤二 通过左侧冲头上的第一液体通道由第一增压器向管坯内腔填充内压液体介质，从而对管坯施加内压，当管坯基本填充满内压液体介质后，左侧冲头与右侧冲头均前进至管坯端头，完成管坯两个端头的密封；管坯内腔中的内压液体介质与第一增压器的高压腔连接，但是此时管坯内液体压力近乎为0，管坯不发生变形；步骤三由第二增压器通过模具下模上的第二液体通道向管坯外侧充入外压液体介质，从而使管坯外侧填充满外压液体介质，从而对管坯施加外压；步骤四在管坯内侧与外侧均充满液体介质，并完成管坯两端头密封后，按照预设的加载路径，使管坯在管坯内腔的内压液体介质、管坯外侧的外压液体介质的作用下以及左侧冲头前进、右侧冲头前进、支管冲头的合力作用下，完成高支管高度的三通管的成形； 管坯在变形过程中，其内压始终大于外压，且内压比外压大10%至30% ；步骤五当完成预设加载路径后，通过第一增压器降低管坯内压同时通过第二增压器降低管坯外压，在卸载的过程中要保证内压稍大于外压，且两者关系根据公式P内=P 外*管坯外径/管坯内径来确定，以避免管坯在卸载过程中发生变形；当管坯内压与外压均降低到零后，使左侧冲头、右侧冲头与支管冲头均后退，与管坯脱离接触，模具上模上行，打开模具，获得高支管高度的三通管。本专利技术具有以下有益效果在三通管内高压成形基础上，本专利技术提出了，具体地说是一种通过在管坯外侧、管坯内侧均施加液压(且内Spi >外压 Pe)在与直管两端冲头的轴向进给、支管冲头的后退相匹配从而成形高支管高度的薄壁三通管的方法，其原理如图I所示管坯在内压、外压、左右冲头轴向进给与支管冲头后退的共同作用下发生塑性变形，获得高支管高度的三通管。本专利技术提出了采用内、外液压复合的成形方法成形三通管，而传统方法成形三通管时只利用了内压作用。本专利技术相比传统内高压成形方法，具有获得支管高度高，管件表面质量好的优点，尤其适用于薄壁三通管成形。具体优点为I、在管坯外侧存在液压的条件下，可以提高管坯内压而不增加管坯所受摩擦力， 这样可以提高管坯轴向临界起皱应力，从而避免管坯起皱，获得更多轴向进给量，因此可以提高支管高度，尤其适用于薄壁三通管的成形，同比条件下，对于同等规格与材料的管坯， 可提高支管高度10% -20% ；2、内高压成形时，采用固体润滑剂或传统的液压润滑油无法保证其在管坯上的均匀分布，因此使用效果受到限制，而对管坯外侧施加液压时，液体可均布在管坯表面，润滑效果好，管坯表面质量好，同时模具的表面磨损大大降低，提高了模具的寿命。附图说明图I为本专利技术三通管内外液压复合成形的原理示意图，是管坯在内压、外压、左头、右冲头与支管冲头共同作用下变形完成的状态；图2为初始状态的主视图，为了表达清楚，图中将上模、下模、冲头和管坯离散开；图3为本专利技术模具闭合后，左右冲头到达开始向管坯内部充液位置，中间冲头到达初始位置的状态；图4为本专利技术管还内部充满液体后左右冲头前进完成管端密封的状态；图5为本专利技术通过外压通道将管坯外部充满液体介质的状态；图6为本专利技术管坯在内压、外压、左右冲头与支管冲头共同作用下发生变形的中间状态；4图7为本专利技术卸载管材内外压、退后左右冲头的最终状态。具体实施方式具体实施方式一如图I至7所示，本实施方式所述的是基于由模具下模I、模具上模2、左侧冲头3、右侧冲头4与支管冲头5组成的成形模具实现的；左侧冲头3上沿其轴向开有第一液体通道9，第一增压器7通过第一液体通道9与管坯6内腔连通，可由增压器7通过液体通道9向管坯6内部充入液体介质11从而施加内压，在下模I上开有第二液体通道10，第二增压器8通过第二液体通道10与管坯6外部的型腔(即模具下模I、模具上模2合模时构成的整个型腔)连通，可由增压器8通过液体通道10向管坯6外侧充入液体介质12从而施加外压；所述成形模具在左侧冲头3、右侧冲头4与支管冲头5上均安装有密封圈13，保证管端不发生液体泄露，模具闭合后下模I与上模2相接触的分模面上设有密封14，当模具闭合后密封14可保证型腔内的液体不发生泄露；左侧冲头3、右侧冲头4不仅具有封密作用， 还要相向前行进行送料；所述高支管高度薄壁三通管内外液压复合成形方法的具体过程为步骤一首先将管坯6放置在下模I的型腔内，支管冲头5抵靠在管坯6上，上模 2下行，直至与下模I完全闭合，左侧冲头3与右侧冲头4均前进至与管坯6左侧与右侧端头各约IOmm的位置处,如图3所示,为表达清楚，图中表示时未显示上模2 ；步骤二 通过左侧冲头的液体通道9由增压器7向管坯6内部填充液体介质11， 当管还6基本填充满液体介质11后,左侧冲头5与右侧冲头6均前进至管还6端头,完成管坯6两个端头的密封，管坯6内部液体介质11与增压器7的高压腔连接，但是此时管坯 6内液体压力近乎为0，管坯6不发生变形，如图4所示，为表达清楚，图中表示时未显示上模2 ;步骤三由增压器8通过下模I上的液体通道10在管坯6外侧充入液体介质12 从而使管坯6外侧填充满液体介质，如图5所示，为表达清楚，图中表示时未显示上模2 ；步骤四在管坯(6)内侧与外侧均充满液体介质，并完成管坯(6)两端头密封后， 按照预设的加载路径，使管坯(6)在管坯(6)内腔的内压液体介质(11)、管坯(6)外侧的外压液体介质(12)的作用下以及左侧冲头(3)前进、右侧冲头(4)前进、支管冲头(5本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高支管高度薄壁三通管内外液压复合成形方法，所述方法是基于由模具下模(1)、模具上模(2)、左侧冲头(3)、右侧冲头(4)与支管冲头(5)组成的成形模具实现的；左侧冲头(3)上沿其轴向开有第一液体通道(9)，第一增压器(7)通过第一液体通道(9)与管坯(6)内腔连通，在下模(1)上开有第二液体通道(10)，第二增压器(8)通过第二液体通道(10)与管坯(6)外部的型腔连通；其特征在于：所述方法是按照以下步骤实现的：步骤一、首先将管坯(6)放置在模具下模(1)的型腔内，支管冲头(5)抵靠在管坯(6)上，模具上模(2)下行，直至与下模(1)完全闭合，左侧冲头(3)与右侧冲头(4)均前进至与管坯(6)左侧端面、右侧端面保持很小间隙处；步骤二：通过左侧冲头(3)上的第一液体通道(9)由第一增压器(7)向管坯(6)内腔填充内压液体介质(11)，从而对管坯(6)施加内压，当管坯(6)基本填充满内压液体介质(11)后，左侧冲头(3)与右侧冲头(4)均前进至管坯(6)端头，完成管坯(6)两个端头的密封；管坯(6)内腔中的内压液体介质(11)与第一增压器(7)的高压腔连接，但是此时管坯(6)内液体压力近乎为0，管坯(6)不发生变形；步骤三：由第二增压器(8)通过模具下模(1)上的第二液体通道(10)向管坯(6)外侧充入外压液体介质(12)，从而使管坯(6)外侧填充满外压液体介质，从而对管坯(6)施加外压；步骤四：在管坯(6)内侧与外侧均充满液体介质，并完成管坯(6)两端头密封后，按照预设的加载路径，使管坯(6)在管坯(6)内腔的内压液体介质(11)、管坯(6)外侧的外压液体介质(12)的作用下以及左侧冲头(3)前进、右侧冲头(4)前进、支管冲头(5)的合力作用下，完成高支管高度的三通管的成形；管坯(6)在变形过程中，其内压始终大于外压，且内压比外压大10％至30％；步骤五：当完成预设加载路径后，通过第一增压器(7)降低管坯(6)内压同时通过第二增压器(8)降低管坯(6)外压，在卸载的过程中要保证内压稍大于外压，且两者关系根据公式P内＝P外*管坯外径/管坯内径来确定，以避免管坯(6)在卸载过程中发生变形；当管坯(6)内压与外压均降低到零后，使左侧冲头(3)、右侧冲头(4)与支管冲头(5)均后退，与管坯(6)脱离接触，模具上模(2)上行，打开模具，获得高支管高度的三通管。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王小松，刘钢，苑世剑，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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