专利名称：用于超级管道支管成型的顶头以及用其成型管道支管的工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及超级管道的加工工艺领域，具体地说，涉及用于超级管道支管成型的顶头和利用该顶头进行管道支管成型的工艺，本发明的产品和工艺也适用于除超级管道支管之外的其他支管的成型。
背景技术：
现有技术中的超级管道支管成型工艺，其通过在管道支管的相对位置开孔后，焊接上支管而制成，因为其支管与管道采用焊接连接，其焊接处抗疲劳、剪切的能力差，导致其支管的使用性能较差。中国专利文献CN101579715A公开了一种改良的超级管道支管成型工艺以及运用在超级管道支管成型中的椭圆形的顶头，在该工艺中，其选用口径一定的钢管后，划线确定支管的相对位置，通过中频加热对所述的相对位置的范围区域进行加热， 当钢管外壁加热至1150°C -1200°C后，将用于中频加热的装置移除，将支管外腔模具与待开支管位置的外端面贴紧固定，将与支管外腔模具相配套的内模椭圆形的顶头放置到所述钢管内部的空腔内的所述支管相对位置后，所述内模椭圆形的顶头顶向所述支管的相对位置的钢管壁，其利用所述支管外腔模具的定位于所述内模椭圆形顶头的顶压，将支管墩制而成。该工艺中支管与超级管道一体成型，避免了焊接缺陷，但是该工艺在超级管道的支管成型工艺中采用椭球形的顶头进行顶制，存在当椭球形顶头的侧面弧度过大或者过小时只适用于大支管成型不适用于小支管成型的缺陷。原因如下
在支管成型过程中，在外力作用下，待成型管道的临近圆角的局部范围内，存在严重的应力集中现象，当由应力集中造成的最大局部应力达到管道的强度极限时，这一临近圆角的局部范围将会产生裂纹甚至断裂。因此在管道支管加工中，临近圆角处的局部范围是发生裂纹甚至断裂进而影响支管成型的成品率和成品质量的重要部位。采用椭球形顶头加工小尺寸的支管时，支管壁厚较小，因此外模具和顶头之间的间隙较小，在利用顶头顶制过程中，管道临近圆角的局部范围内将存在很大的剪力，而小尺寸支管成型中的外模圆角较小， 因此该剪力在圆角截面上及临近的局部范围内的剪切应力形成的应力集中将难以得到缓解，原则上，椭球形顶头的侧面将会给待成型部位一个侧压力，这个侧压力将有效缓解切应力产生的应力集中，但是如果椭球形顶头的侧面弧度过大或者过小，所述侧面上各点的切线与水平面形成的坡度将会过于陡峭或者过于平缓，在这两种情况下，椭球形顶头的侧面给待成型部位的侧压力很小，很难起到缓解应力集中的目的；并且，随着顶制支管过程的进行，椭球形顶头与待成型管道的待成型部位的接触由点接触转化为面接触，并且接触面积逐渐增大，导致顶头对于临近圆角处的局部范围的弯矩逐渐减小，弯曲变形趋势逐步减弱， 剪切变形趋势逐步增大，从而使圆角处的局部范围产生裂纹甚至断裂，严重地降低了成品率及成品的质量。另外，由于采取椭球形顶头不利于待成型部位的弯曲变形，因此提高了变形温度。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中侧面弧度过大或者过小的椭球形顶头只适合大尺寸的支管成型，在成型较小尺寸的支管时易于产生裂纹和断裂的缺陷，从而提供一种可以适用于各种规格支管成型的顶头。本发明要解决的另一个技术问题在于克服椭球形顶头侧面弧度过大或者过小时变形温度较高的缺陷，提供一种有助于降低变形温度的用于支管成型的顶头。本发明要解决的再一个技术问题在于克服现有技术中利用侧面弧度过大或者过小的椭球形的顶头来顶制尺寸较小的支管时易于造成成品质量低、成品率较低的缺陷，从而提供一种能够保证较高的支管成品率并且成品质量高的支管成型工艺。本发明提供的用于超级管道支管成型的顶头，所述顶头的工作端为旋转体的一段，所述旋转体的一段的截面积沿所述顶头的前进方向逐渐减小，所述旋转体的母线或母线上各点的切线与所述旋转体的旋转轴的夹角α为15° -70°，所述旋转体具有顶部圆所述夹角α为30°。所述夹角α为60°。所述旋转体的母线为抛物线。所述旋转体的母线为双曲线。所述旋转体的母线为直线。所述旋转体的底面与一个圆柱体同轴结合并圆滑过渡，所述圆柱体的半径不大于所述旋转体的底面半径。所述顶部圆角的半径是所述旋转体的底面半径的0. 2倍。用本发明的顶头成型管道支管的工艺，包括以下步骤
a.在待成型管道上划线，确定支管的位置；
b.将待成型管道和带有一成型孔的成型模具根据所述划线确定的支管位置进行安装和定位，将顶头驱动装置置于待成型管道的内部，并将与成型模具配套的所述顶头安置在所述顶头驱动装置上；
c.加热，将步骤a中的划线部位加热到950-1100°C；
d.驱动变形，开启所述顶头驱动装置，推动所述顶头，在所述支管位置形成支管。用本发明的顶头成型超级管道支管的工艺，所述步骤b中的具体安装和定位过程为将成型模具安装在成型模具驱动装置上，开启所述成型模具驱动装置，使所述成型模具随所述成型模具驱动装置的驱动与所述待成型的管道的划线部位的外圆面紧固贴合，并将所述成型孔与所述划线确定的支管位置对正，所述待成型管道的另一侧的外圆面与一紧固装置固定贴合。用本发明的顶头成型超级管道支管的工艺，完成所述步骤a之后，在所述划线确定的支管位置上开一个小孔，待完成所述步骤b和c之后，在所述步骤d中将所述顶头对准所述小孔，在所述支管位置形成支管。用本发明的顶头成型超级管道支管的工艺，所述顶头驱动装置为液压缸。用本发明的顶头成型超级管道支管的工艺，所述成型模具驱动装置为油压机。用本发明的顶头成型超级管道支管的工艺，所述紧固装置为模具。
用本发明的顶头成型超级管道支管的工艺，所述步骤c中采用带导磁体的中频感应方式加热。用本发明的顶头成型超级管道支管的工艺，所述步骤c中的加热温度为1050°C。本发明相对于现有技术具有以下优点
1.本发明提供的用于超级管道支管成型的顶头，所述旋转体的母线或者母线上各点的切线与所述旋转体的旋转轴的夹角α为15° -70°，采用这一角度范围使得旋转体的母线与水平面形成的坡度保持在合理的范围内，从而保证了在利用本发明的顶头进行管道支管成型时，所述顶头的工作端的侧面始终会给待成型部位一个侧压力，这个侧压力将有效缓解顶制过程中的切应力产生的应力集中，使得该顶头适用于各种尺寸的支管成型。其中，α 为30°和60°时，所述顶头的工作端的侧面给待成型部位的侧压力对应力集中的缓解效果最好。2.本发明提供的用于超级管道支管成型的顶头工作端为旋转体，优选为母线为直线，即旋转体为圆锥体，该圆锥体的顶部圆角在支管成型过程中首先与待成型管道的待成型部位接触，在顶制的初期，所述圆锥体的顶部圆角在待成型管道的待成型部位的力的作用线经过待成型部位的中心，并且与成型模具在待成型管道的待成型部位上的力的作用点相隔较远，因此成型模具对待成型部位的作用力与顶部圆角对待成型部位的作用力之间形成一个较大的弯矩，促使待成型部位弯曲变形，有利于顶头向待成型部位的进一步深入， 随着顶制过程的进行，圆锥体的顶部圆角在待成型部位的力的作用线逐渐偏离中心，促使待成型部位发生弯曲变形，此时顶头的圆锥体的侧面将给待成型部位一个侧压力，中和了一部分使待成型部位发生裂纹和断裂的拉应力，改善了该部位的应力状态，既促使了变形的进行又避免了发生断裂的可能，当旋转体的母线或母线上各点的切线与所述旋转体的旋转轴的夹角α为15° -70°时，可分别用于大支管成型和小支管成型；同时，由于采用带有圆锥体的顶头相对采用椭球形的顶头来说，圆锥体对待成型部位具有更大的穿透作用， 在变形过程的前期能够有效的扩大支管孔，并使变形部位有效减薄，并且待成型部位易于发生弯曲变形，从而使得采用圆锥形顶头可以降低支管成型的整体温度。另外，本发明的顶头还包括一个与所述圆锥体同轴结合的圆柱体，该圆柱体方便了顶头与顶头驱动装置的安置，当所述圆锥体的底面半径等于所述圆柱体的顶面半径时，所述圆柱体起到对支管孔定径和整形的作用。3.本发明提供的用于超级管道支管成型的顶头，所述顶部圆角的半径是所述旋转体的底面半径的0. 2倍，这样可以保证所述顶头具有较好的扩孔效果。4.利用本发明的顶头来进行超级管道的支管成型，在待成型管道上划
线；确定支管位置后，将待成型管道和带有一成型孔的成型模具根据所述划线确定的支管位置进行安装和定位，将顶头驱动装置置于待成型管道的内部，并将与成型模具配套的所述顶头安置在所述顶头驱动装置上；安装定位结束后，对划线确定的支管位置进行加热，待加热到950-1100°C时，开启所述顶头驱动装置，推动所述顶头，在所述支管位置形成支管。在变形初期，本发明提供的旋转体的顶部圆角在待成型管道的待成型部位的力的作用线经过待成型部位的中心，并且与成型模具在待成型管道的待成型模具上的力的作用点相隔较远，因此成型模具对待成型部位的作用力与顶头的顶部圆角对待成型部位的作用力之间形成一个弯矩，促使待成型部位弯曲变形，有利于顶头向待成型部位的进一步深入，随着顶制过程的进行，顶头旋转体在待成型部位的力的作用线逐渐偏离中心，促使待成型部位发生弯曲变形，此时顶头的旋转体的侧面将给待成型部位一个侧压力，中和了一部分使待成型部位发生裂纹和断裂的拉应力，改善了该部位的应力状态，既促使了变形的进行又避免了发生断裂的可能。当旋转体的母线或母线上各点的切线与所述旋转体的旋转轴的夹角α为15° -70°时，分别用于大支管和小支管。同时，当顶头优选为圆锥体时，相对采用椭球形的顶头来说，圆锥体对待成型部位具有更大的穿透作用，在变形过程的前期能够有效的扩大支管孔，并使变形部位有效减薄，并且待成型部位易于发生弯曲变形，从而使得采用圆锥形顶头可以降低支管成型的整体温度。另外，本发明的顶头还包括一个与所述旋转体的底面同轴结合的圆柱体，该圆柱体方便了顶头与顶头驱动装置的安置，当所述旋转体的底面半径等于所述圆柱体的顶面半径时，所述圆柱体起到对支管孔定径和整形的作用。5.本发明提供的超级管道的支管成型工艺，将成型模具安装在成型模具驱动装置上，开启所述成型模具驱动装置，使所述成型模具随所述成型模具驱动装置的驱动与所述待成型的管道的划线部位的外圆面紧固贴合，并将所述成型孔与所述划线确定的支管位置对正，这样的安装方式将使得成型模具随着成型模具装置的驱动而定位，从而根据待成型管道上不同的支管成型位置将成型模具定位，适应了不用支管成型位置对成型模具的不同的定位需要。6.利用本发明的超级管道支管成型工艺，在在完成所述步骤a之后，在所述划线确定的支管位置上开一个小孔，这样在顶制的过程中，由于顶头的锥体具有较强的穿透作用，将起到很好的扩孔效果，有利于整个支管成型的进行。7.本发明提供的超级管道的支管成型工艺，所述顶头驱动装置为液压缸。使用液压缸尤其是使用油压千斤顶作为顶头驱动装置相对于对比文件中采用专用的模压机驱动不但节省了生产成本也方便了使用。8.本发明提供的超级管道的支管成型工艺，所述成型模具驱动装置为油压机。采用普通油压机作为成型模具驱动装置并通过驱动使成型模具与待成型管道的外表面贴合， 相对于对比文件中通过外模具自身固定来说，具有更优的固定效果。9.本发明提供的超级管道的支管成型工艺，所述紧固装置采用模具。提高了固定效果，避免了由于固定不牢从而使顶制动作不能产生效果的意外的发生。10.本发明提供的超级管道的支管成型工艺，所述步骤c中采用带导磁体的中频感应方式加热，采用带导磁体的中频感应方式加热相对与对比文件中的普通的中频感应加热，减小了加热时的热影响区。降低了加热温度，从而节省了时间，提高了效率。11.本发明提供的超级管道支管成型工艺，所述加热温度为1050°C。将划线部位加热到这一温度，与对比文件中将温度加热到1150°C -1200°C相比，温度降低了超过100°C， 在这一温度变形既降低了加热时间，又能保证变形的顺利进行。
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。图1是利用本发明的母线为直线的顶头来进行超级管道支管成型工艺的某一时刻剖视图。
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图2是利用本发明的母线为抛物线的顶头来进行超级管道支管成型工艺的某一时刻剖视图。图3是利用本发明的母线为双曲线的顶头来进行超级管道支管成型工艺的某一时刻剖视图。图4是α为30°时母线为直线的顶头的放大示意图。图5是α为60°时母线为直线的顶头的放大示意图。图6是α为15°时母线为直线的顶头的放大示意图。图7是α为70°时母线为直线的顶头的放大示意图。图8是本发明的顶部圆角的半径是旋转体底面半径0. 2倍时的放大示意图。图9是本发明的母线为抛物线的顶头的放大示意图。图10是本发明的母线为双曲线的顶头的放大示意图。图11是本发明的母线为双曲线的顶头的底面与圆台结合的放大示意图。图中附图标记表示为1-顶头，2-旋转体，3-顶部圆角，4-成型模具，5-待成型管道，6-模具，7-油压千斤顶，8-成型孔，9-圆柱体。
具体实施例方式实施例1
本实施例中，用于超级管道支管成型的顶头1的工作端为旋转体2的一段，在此所述旋转体2的母线为直线，即所述旋转体2为圆锥体2，所述圆锥体2的一段的截面积沿所述顶头1的前进方向逐渐减小，所述圆锥体2的母线与所述圆锥体2的中心线间的夹角α为 15° (见图6)；所述圆锥体2具有顶部圆角3，在本实施例中，所述顶部圆角3的半径为圆锥体2底面半径的0. 2倍(见图8)；本实施例中的所述圆锥体2的底面与一个圆柱体9同轴结合并圆滑过渡，所述圆柱体9的半径等于所述圆锥体2的底面半径(见图4-图7)。另外，在本发明的其他实施例中，当所述顶头(1)的工作端是其他旋转体的一段时，例如是旋转双曲面的一段或者是旋转抛物面的一段时，所述旋转曲面2的底面同样可以与一个圆柱体9同轴结合并圆滑过渡，所述圆柱体9的底面半径等于所述曲面锥体2的底面半径(见图9和图10)。本实施例中，利用本发明的顶头1来进行超级管道支管成型的工艺流程为
a.在待成型管道5的待成型部位划线，确定成型支管的位置；
b.在所述划线确定的支管位置上开一个小孔；
c.安装待成型管道5和所需要的模具(见图1):将带有一成型孔8的成型模具4安装在成型模具驱动装置上，此处，成型模具驱动装置采用普通油压机，开启普通油压机，使成型模具4随油压机的驱动与待成型的管道5的划线部位的外圆面紧固贴合，并使得所述成型孔8与所述划线确定的支管位置对正，所述待成型管道5的另一侧的外圆面通过一模具6 固定。将顶头驱动装置7置于待成型管道5的内部，此处，顶头驱动装置7为油压千斤顶， 而后，将与成型模具4配套的所述顶头1对正安置在所述油压千斤顶7上；
d.加热将带有导磁体的中频加热装置移到待成型管道5内部的所述划线部位的下端，开启加热装置，将划线部位加热到1050°C ；
e.驱动变形将带有导磁体的中频加热装置移开，将所述顶头1对准所述小孔，开启油压千斤顶7推动顶头1顶制。实施例2
本实施例中，用于超级管道支管成型的顶头1的工作端为旋转体2的一段，在此所述旋转体2的母线为直线，即所述旋转体2为圆锥体2，所述圆锥体2的一段的截面积沿所述顶头1的前进方向逐渐减小，所述圆锥体2的母线与所述圆锥体2的中心线间的夹角α为 70° (见图7)，所述圆锥体2具有顶部圆角3，在本实施例中，所述顶部圆角3的半径为圆锥体2底面半径的0. 2倍(见图8)；本实施例中的所述圆锥体2的底面与一个圆柱体9同轴结合并圆滑过渡，所述圆柱体9的半径等于所述圆锥体2的底面半径(见图4-图7)。本实施例中，利用本发明的顶头1来进行超级管道支管成型的工艺流程为
a.在待成型管道5的待成型部位划线，确定成型支管的位置；
b.在所述划线确定的支管位置上开一个小孔；
c.安装待成型管道5和所需要的模具(见图1):将带有一成型孔8的成型模具4安装在成型模具驱动装置上，此处，成型模具驱动装置采用普通油压机，开启普通油压机，使成型模具4随油压机的驱动与待成型的管道5的划线部位的外圆面紧固贴合，并使得所述成型孔8与所述划线确定的支管位置对正，所述待成型管道5的另一侧的外圆面通过一模具6 固定。将顶头驱动装置7置于待成型管道5的内部，此处，顶头驱动装置7为油压千斤顶， 而后，将与成型模具4配套的所述顶头1对正安置在所述油压千斤顶7上；
d.加热将带有导磁体的中频加热装置移到待成型管道5内部的所述划线部位的下端，开启加热装置，将划线部位加热到1050°C ；
e.驱动变形将带有导磁体的中频加热装置移开，将所述顶头1对准所述小孔，开启油压千斤顶7推动顶头1顶制。实施例3
本实施例中，用于超级管道支管成型的顶头1的工作端为旋转体2的一段，在此所述旋转体2的母线为直线，即所述旋转体2为圆锥体2，所述圆锥体2的截面积沿所述顶头1的前进方向逐渐减小，所述圆锥体2的母线与所述圆锥体2的中心线间的夹角α为α30° (见图4);所述圆锥体2具有顶部圆角3，在本实施例中，所述顶部圆角3的弧对应的弦长是圆锥体2底面半径的0. 2倍(见图8);本实施例中的所述圆锥体2的底面与一个圆柱体9同轴结合并圆滑过渡，所述圆柱体9的半径等于所述圆锥体2的底面半径(见图4-图7)。本实施例中，利用本发明的顶头1来进行超级管道支管成型的工艺流程为
a.在待成型管道5的待成型部位划线，确定成型支管的位置；
b.在所述划线确定的支管位置上开一个小孔；
c.安装待成型管道5和所需要的模具(见图1):将带有一成型孔8的成型模具4安装在成型模具驱动装置上，此处，成型模具驱动装置采用普通油压机，开启普通油压机，使成型模具4随油压机的驱动与待成型的管道5的划线部位的外圆面紧固贴合，并使得所述成型孔8与所述划线确定的支管位置对正，所述待成型管道5的另一侧的外圆面通过一模具6 固定。将顶头驱动装置7置于待成型管道5的内部，此处，顶头驱动装置7为油压千斤顶， 而后，将与成型模具4配套的所述顶头1对正安置在所述油压千斤顶7上；
d.加热将带有导磁体的中频加热装置移到待成型管道5内部的所述划线部位的下端，开启加热装置，将划线部位加热到1050°C ；e.驱动变形将带有导磁体的中频加热装置移开，将所述顶头1对准所述小孔，开启油压千斤顶7推动顶头1顶制。实施例4
本实施例中，用于超级管道支管成型的顶头1的工作端为旋转体2的一段，在此所述旋转体2的母线为直线，即所述旋转体2为圆锥体2，所述圆锥体2的一段的截面积沿所述顶头1的前进方向逐渐减小，所述圆锥体2的母线与所述圆锥体2的中心线间的夹角α为 60° (见图5)；所述圆锥体2具有顶部圆角3，在本实施例中，所述顶部圆角3的弧对应的半径是所述圆锥体2底面半径的0. 2倍(见图8)；本实施例中的所述圆锥体2的底面与一个圆柱体9同轴结合并圆滑过渡，所述圆柱体9的半径等于所述圆锥体2的底面半径(见图 4-图 7)。本实施例中，利用本发明的顶头1来进行超级管道支管成型的工艺流程为
a.在待成型管道5的待成型部位划线，确定成型支管的位置；
b.在所述划线确定的支管位置上开一个小孔；
c.安装待成型管道5和所需要的模具(见图1):将带有一成型孔8的成型模具4安装在成型模具驱动装置上，此处，成型模具驱动装置采用普通油压机，开启普通油压机，使成型模具4随油压机的驱动与待成型的管道5的划线部位的外圆面紧固贴合，并使得所述成型孔8与所述划线确定的支管位置对正，所述待成型管道5的另一侧的外圆面通过一模具6 固定。将顶头驱动装置7置于待成型管道5的内部，此处，顶头驱动装置7为油压千斤顶， 而后，将与成型模具4配套的所述顶头1对正安置在所述油压千斤顶7上；
d.加热将带有导磁体的中频加热装置移到待成型管道5内部的所述划线部位的下端，开启加热装置，将划线部位加热到1050°C ；
e.驱动变形将带有导磁体的中频加热装置移开，将所述顶头1对准所述小孔，开启油压千斤顶7推动顶头1顶制。实施例5
在本实施例中，用于超级管道支管成型的顶头1的工作端为旋转体2的一段，在此，所述旋转体2的母线为抛物线，即所述旋转体2的截面是一个抛物面(见图9)，所述旋转体2 的母线上各点的切线与所述旋转轴的夹角为15° -70°，其中α优选为30°和60°，所述旋转体2具有顶部圆角3，在本实施中所述顶部圆角3的半径是所述旋转体底面半径的0. 2 倍；本实施例中的所述旋转体2的底面与一个圆柱体9同轴结合并圆滑过渡，所述圆柱体9 的半径等于所述旋转体2的底面半径。当然，与本发明的所述旋转体2的底面同轴结合并圆滑过渡的除了本发明中提及的圆柱体9外，还可以是圆台等形状。图11给出的顶头，与旋转体2同轴结合并圆滑过渡的为圆台。本实施例中利用本发明的顶头1来进行超级管道支管成型的工艺流程为
a.在待成型管道5的待成型部位划线，确定成型支管的位置；
b.在所述划线确定的支管位置上开一个小孔；
c.安装待成型管道5和所需要的模具(见图2):将带有一成型孔8的成型模具4安装在成型模具驱动装置上，此处，成型模具驱动装置采用普通油压机，开启普通油压机，使成型模具4随油压机的驱动与待成型的管道5的划线部位的外圆面紧固贴合，并使得所述成型孔8与所述划线确定的支管位置对正，所述待成型管道5的另一侧的外圆面通过一模具6 固定。将顶头驱动装置7置于待成型管道5的内部，此处，顶头驱动装置7为油压千斤顶， 而后，将与成型模具4配套的所述顶头1对正安置在所述油压千斤顶7上；
d.加热将带有导磁体的中频加热装置移到待成型管道5内部的所述划线部位的下端，开启加热装置，将划线部位加热到950°C ；
e.驱动变形将带有导磁体的中频加热装置移开，将所述顶头1对准所述小孔，开启油压千斤顶7推动顶头1顶制。实施例6
在本实施例中，用于超级管道支管成型的顶头1的工作端为旋转体2的一段，在此，所述旋转体2的母线为双曲线(见图10)，所述旋转体2的母线上各点的切线与其旋转轴的夹角为15° -70°，其中α优选为30°和60°，所述旋转体2具有顶部圆角3，在本实施例中所述顶部圆角3的半径是所述旋转体2的底面半径的0. 2倍；本实施例中的所述旋转体2 的底面与一个圆柱体9同轴结合并圆滑过渡，所述圆柱体9的半径不大于所述旋转体2的底面半径。本实施例中利用本发明的顶头1来进行超级管道支管成型的工艺流程为
a.在待成型管道5的待成型部位划线，确定成型支管的位置；
b.在所述划线确定的支管位置上开一个小孔；
c.安装待成型管道5和所需要的模具(见图3):将带有一成型孔8的成型模具4安装在成型模具驱动装置上，此处，成型模具驱动装置采用普通油压机，开启普通油压机，使成型模具4随油压机的驱动与待成型的管道5的划线部位的外圆面紧固贴合，并使得所述成型孔8与所述划线确定的支管位置对正，所述待成型管道5的另一侧的外圆面通过一模具6 固定。将顶头驱动装置7置于待成型管道5的内部，此处，顶头驱动装置7为油压千斤顶， 而后，将与成型模具4配套的所述顶头1对正安置在所述油压千斤顶7上；
d.加热将带有导磁体的中频加热装置移到待成型管道5内部的所述划线部位的下端，开启加热装置，将划线部位加热到1000°C ；
e.驱动变形将带有导磁体的中频加热装置移开，将所述顶头1对准所述小孔，开启油压千斤顶7推动顶头1顶制。显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
权利要求
1.一种用于超级管道支管成型的顶头(1)，其特征在于所述顶头(1)的工作端为旋转体(2)的一段，所述旋转体(2)的一段的截面积沿所述顶头(1)的前进方向逐渐减小，所述旋转体(2)的母线或母线上各点的切线与所述旋转体(2)的旋转轴的夹角α为 15° -70°，所述旋转体(2)具有顶部圆角(3)。
2.根据权利要求1所述的顶头(1)，其特征在于所述夹角α为30°。
3.根据权利要求1所述的顶头(1)，其特征在于所述夹角α为60°。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的用于超级管道支管成型的顶头(1)，其特征在于 所述旋转体(2)的母线为抛物线。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的用于超级管道支管成型的顶头(1)，其特征在于 所述旋转体(2)的母线为双曲面。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的用于超级管道支管成型的顶头(1)，其特征在于 所述旋转体(2)的母线为直线。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的顶头(1)，其特征在于所述旋转体(2)的底面与一个圆柱体(9)同轴结合并圆滑过渡，所述圆柱体(9)的半径不大于所述旋转体(2)的底面半径。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的顶头(1)，其特征在于所述顶部圆角(3)的半径是所述旋转体(2)底面半径的0. 2倍。
9.利用权利要求1-8中任一项所述的顶头(1)来进行超级管道支管成型的工艺，包括以下步骤a.在待成型管道(5)上划线，确定支管的位置；b.将待成型管道(5)和带有一成型孔(8 )的成型模具(4 )根据所述划线确定的支管位置进行安装和定位，将顶头驱动装置(7)置于待成型管道(5)的内部，并将与成型模具(4) 配套的所述顶头(1)安置在所述顶头驱动装置(7)上；c.加热，将步骤a中的划线部位加热到950-1100°C；d.驱动变形，开启所述顶头驱动装置(7)，推动所述顶头(1)，在所述支管位置形成支管。
10.根据权利要求9所述的超级管道支管成型工艺，其特征在于所述步骤b中的具体安装和定位过程为将成型模具(4)安装在成型模具驱动装置上，开启所述成型模具驱动装置，使所述成型模具(4)随所述成型模具驱动装置的驱动与所述待成型的管道(5)的划线部位的外圆面紧固贴合，并将所述成型孔(8)与所述划线确定的支管位置对正，所述待成型管道(5)的另一侧的外圆面与一紧固装置(6)固定贴合。
11.根据权利要求9或者10所述的超级管道支管成型工艺，其特征在于完成所述步骤a之后，在所述划线确定的支管位置上开一个小孔，待完成所述步骤b和c之后，在所述步骤d中将所述顶头(1)对准所述小孔，在所述支管位置形成支管。
12.根据权利要求9-11中任一项所述的超级管道支管成型工艺，其特征在于所述顶头驱动装置(7)为液压缸。
13.根据权利要求9-12中任一项所述的超级管道支管成型工艺，其特征在于所述成型模具驱动装置为油压机。
14.根据权利要求10-13中任一项所述的超级管道支管成型工艺，其特征在于所述紧固装置为模具(6)。
15.根据权利要求9-14中任一项所述的超级管道支管成型工艺，其特征在于所述步骤c中采用带导磁体的中频感应方式加热。
16.根据权利要求9-15中任意一项所述的超级管道支管成型工艺，其特征在于所述步骤c中的加热温度为1050°C。
全文摘要
本发明涉及超级管道成型领域。本发明提供的用于超级管道支管成型的顶头，所述顶头的工作端为旋转体的一段，所述旋转体的一段的截面积沿所述顶头的前进方向逐渐减小，所述旋转体的母线或母线上各点的切线与所述旋转体的旋转轴的夹角α为15°-70°，所述旋转体具有顶部圆角。采用本发明的顶头和工艺来进行超级管道支管成型可以成形各种尺寸的支管，降低了变形温度，减小了支管的裂纹和断裂几率。
文档编号B21J5/06GK102161071SQ201110021768
公开日2011年8月24日 申请日期2011年1月19日 优先权日2011年1月19日
发明者丛相州, 孙立明, 安锦平, 彭先宽, 朱仲礼, 郭磊 申请人:北京国电富通科技发展有限责任公司