异型管件的内高压成型方法
【专利摘要】本发明提供一种异型管件的内高压成型方法，采用一模多件的方式，其包括步骤：通过计算机辅助工程工具分析确认相关工艺数据；提供原料管件，将其放入成型模具中，对管件进行预成型，使其由直线形弯曲为S形，得到预成型件；将预成型件放入压型模具中，采用模具压型的方式消除预成型件与下述内高压模具之间的干涉；将消除了干涉的预成型件放入内高压模具中，通过施加内高压将预成型件最终成型为需要的形状。本发明能够以一模多件的高效方式稳定、可靠地成型出产品大小端直径变化大、产品壁厚要求严的异形管件。本发明还能有效地解决产品壁厚变化较大、成型过程易产生开裂等缺陷，节约成本且提高效益。
【专利说明】
异型管件的内高压成型方法
技术领域
[0001]本发明涉及CAE(计算机辅助工程)分析技术、灌注压弯、压型、材料热处理、多次内高压成型、锯切和整形等技术领域，具体来说，本发明涉及一种异型管件的内高压成型方法。
【背景技术】
[0002]1.内高压成型技术
[0003]内高压成型技术是指主要通过管内压力与轴向进给联合作用下的管件的复杂成型过程。
[0004]2.单件内高压成型技术的主要工艺过程
[0005]管内高压成形工艺过程可以分为三个阶段:(I)填充阶段，将管材放在模具的下模内，然后闭合上模，使管材内充满液体，并排出气体，将管材的两端用水平冲头密封；⑵成形阶段，对管材内液体加压胀形的同时，两端的冲头按照设定加载曲线向内推进补料，在内压和轴向补料的联合作用下使管材基本贴靠模具，这时除了过渡区圆角以外的大部分区域已经成形；(3)整形阶段，提高压力使过渡区圆角完全贴靠模具而成形为所需的工件，这一阶段基本没有补料。
[0006]3.单件内高压成型技术的主要缺陷
[0007]单件内高压成型技术浪费原材料严重；容易造成管材的两端轴向补料速度不同，严重影响产品的壁厚；生产效率低下等。
[0008]图1为现有技术中的一种管件产品的结构示意图；而图2为现有技术中的一种常规的水胀成型管件的方法所采用的模具部分的结构示意图。如图1所示，该管件产品具有大端(图中右侧)和小端(图中左下侧)，其大、小端的直径比为0.57。如图2所示，采用常规的水胀方法，由于管件大、小端直径变化大，在水胀成型的过程中容易产生开裂；同时管件的壁厚变薄特别大，无法满足客户的图纸要求。而采用常规的水胀加机械成型的方法，虽然可以消除水胀过程中产生的开裂现象，但是在机械成型大端的过程中又容易出现开裂，同时产品壁厚变薄，也无法满足客户要求。
【发明内容】
[0009]本发明所要解决的一个技术问题是提供一种异型管件的内高压成型方法，能够以一模多件的高效方式稳定、可靠地成型出产品大小端直径变化大、产品壁厚要求严的异形管件。
[0010]本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种异型管件的内高压成型方法，能够有效地解决产品壁厚变化较大、成型过程易产生开裂等缺陷，节约成本且提高效益。
[0011]为解决上述技术问题，本发明提供一种异型管件的内高压成型方法，采用一模多件的方式，其包括步骤:
[0012]A.通过计算机辅助工程工具分析确认相关工艺数据；
[0013]B.提供原料管件，将其放入成型模具中，对所述管件进行预成型，使其由直线形弯曲为S形，得到预成型件；
[0014]C.将所述预成型件放入压型模具中，采用模具压型的方式消除所述预成型件与下述内高压模具之间的干涉；
[0015]D.将消除了干涉的所述预成型件放入所述内高压模具中，通过施加内高压将所述预成型件最终成型为需要的产品。
[0016]可选地，在上述步骤A中，所述计算机辅助工程工具需要分析确认的所述相关工艺数据包括:
[0017]所述一模多件的数量、材料的轴向补给量、产品的壁厚变化情况和产品成型过程的缺陷。
[0018]可选地，在上述步骤B中，得到的所述预成型件的弯曲半径不小于1.2倍的管径，弯曲角度不大于60度。
[0019]可选地，在上述步骤D中，所述施加内高压的方式包括:通过所述内高压模具的注水口将水注入所述管件的型腔内并排出气体，所述管件的两端密封并且设置轴向进给推杆，再通过增压措施使水产生巨大压力，并通过轴向进给补料，将所述管件胀成最终需要的
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[0020]可选地，在上述步骤D中，根据所述产品的大、小端的直径比例，所述产品系采用多次内高压成型过程。
[0021]可选地，在多次内高压成型过程中，除了最后一次之外，每一次内高压成型处理后，对工序件进行固溶处理。
[0022]可选地，在上述步骤D中，所述管件的两端是用密封圈密封的。
[0023]可选地，所述内高压成型方法在上述步骤D之后还包括步骤:
[0024]Ε.根据所述一模多件的数量，将S形的成品管件切割成多件单独的异形管件成品O
[0025]与现有技术相比，本发明具有以下优点:
[0026]本发明为异形管件的成型提供了一套可靠、稳定的技术方案，其通过多种工艺混合使用，利用一模多件的方式，对产品大小端直径变化大、产品壁厚要求较严的异形管件，平缓了其壁厚的变化，避免了水胀成型过程中易产生开裂等缺陷。另外，还节约了成型过程中的原材料，提高了经济效益。
【附图说明】
[0027]本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中:
[0028]图1为现有技术中的一种管件产品的结构示意图；
[0029]图2为现有技术中的一种常规的水胀成型管件的方法所采用的模具部分的结构示意图；
[0030]图3为本发明一个实施例的异型管件的内高压成型方法的流程图；
[0031]图4为本发明一个实施例的异型管件的内高压成型方法中对放入成型模具中的原料管件进行预成型后得到的预成型件的结构示意图；
[0032]图5为本发明一个实施例的异型管件的内高压成型方法中对放入其中的预成型件消除其与内高压模具之间干涉的压型模具的俯视结构图；
[0033]图6为图4所示实施例的异型管件的内高压成型方法中对压型模具上沿A-A线的剖面结构图；
[0034]图7为图4所示实施例的异型管件的内高压成型方法中消除了干涉的预成型件的结构示意图；
[0035]图8为本发明一个实施例的异型管件的内高压成型方法中对放入其中的消除了干涉的预成型件施加内高压进行胀形的内高压模具的俯视结构图；
[0036]图9为图8所示实施例的异型管件的内高压成型方法中对内高压模具上沿B-B线的剖面结构图；
[0037]图10为图8所示实施例的异型管件的内高压成型方法中已最终成型的一模多件的异形管件的结构示意图。
【具体实施方式】
[0038]下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明，但是本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。
[0039]图3为本发明一个实施例的异型管件的内高压成型方法的流程图。如图3所示，该内高压成型方法采用一模多件的方式，其流程主要包括:
[0040]首先，执行步骤S301，通过计算机辅助工程(CAE)工具分析确认相关工艺数据。
[0041]此类管件通常为热端件，对壁厚有较为严格的要求，一模多件虽然可节约成本、提高效率，但是也会出现管内压力大、轴向补给量小，产生材料变薄超差或者开裂以及管内压力过小、产生轴向补给量大，成型不足或者起皱等缺陷。因此，在弯管之前进行初步的计算机辅助工程分析很有必要。
[0042]需要计算机辅助工程工具分析确认的相关工艺数据可以包括:一模多件的数量、材料的轴向补给量、产品的壁厚变化情况和产品成型过程的缺陷。
[0043]然后，执行步骤S302，提供原料管件(直形管)，将其放入成型模具中，对管件进行预成型，使其由直线形弯曲为S形，得到预成型件。图4为本发明一个实施例的异型管件的内高压成型方法中对放入成型模具中的原料管件进行预成型后得到的预成型件的结构示意图。需要注意的是，这个以及后续其他的附图均仅作为示例，其并非是按照等比例的条件绘制的，并且不应该以此作为对本发明实际要求的保护范围构成限制。
[0044]在本步骤中，设计得到的预成型件时，其管件弯曲半径不能小于1.2倍的管径，弯曲角度不能大于60度。弯曲半径越小、弯曲角度越大，管件弯处的壁厚变薄就越厉害。
[0045]接着，执行步骤S303，将预成型件放入压型模具中，采用模具压型的方式消除预成型件与下述内高压模具之间的干涉。
[0046]图5为本发明一个实施例的异型管件的内高压成型方法中对放入其中的预成型件消除其与内高压模具之间干涉的压型模具的俯视结构图；图6为图4所示实施例的异型管件的内高压成型方法中对压型模具上沿A-A线的剖面结构图。图7为图4所示实施例的异型管件的内高压成型方法中消除了干涉的预成型件的结构示意图。此步骤是由于设计合理的弯曲半径和弯曲角度，预成型件与内高压模具的型腔产生干涉(偏差)，所以通过模具压型的方式消除预成型件与内高压模具之间的干涉，这样既能保护内高压模具又能保护产品外表面。
[0047]最后，执行步骤S304，将消除了干涉的预成型件放入内高压模具中，通过施加内高压将预成型件最终成型为需要的产品。
[0048]图8为本发明一个实施例的异型管件的内高压成型方法中对放入其中的消除了干涉的预成型件施加内高压进行胀形的内高压模具的俯视结构图；图9为图8所示实施例的异型管件的内高压成型方法中对内高压模具上沿B-B线的剖面结构图。图10为图8所示实施例的异型管件的内高压成型方法中已最终成型的一模多件的异形管件的结构示意图。在本步骤中，施加内高压的方式可以包括:通过内高压模具的注水口将水注入管件的型腔内并排出气体，管件的两端用密封圈密封并且设置轴向进给推杆；然后再通过增压措施使液体产生巨大压力，并通过轴向进给补料，将管件胀成设计的形状。
[0049]当然，在本发明中，若异形管件产品的大、小端的直径变化过大，不能一次成型的话，则可以根据产品的大、小端的直径比例，采用多次内高压成型过程。而在多次内高压成型过程中，除了最后一次之外，每一次内高压成型处理后，可以对工序件进行固溶处理。
[0050]具体来说，若以图1所示的异形管件举例，其大、小端直径变化大，可以采用四次内高压成型。第一次将大端直径胀到数值a以上，然后对工序件进行固溶处理。第二次将该大端直径胀到数值b以上，然后对工序件进行再次固溶处理。第三次将该大端直径胀到数值c以上，第四次最终成型。
[0051]在上述最终胀形成型之后，通过根据如图10所示的一模多件(根据图10中虚线的位置可知其为一模四件)的数量，将S形的连续管件的两端直管切除，再将多件弯管一一切割开，成为多件单独的异形管件成品。
[0052]本发明上述的所有实施例中一模多件的形式均是一模四件，但是本发明显然并不以此为限，完全可以根据实际需要在一模中采用其他数量的件数。对此，不应该构成对本发明所要求的保护范围的任何限制。
[0053]综上所述，本发明为异形管件的成型提供了一套可靠、稳定的技术方案，其通过多种工艺混合使用，利用一模多件的方式，对产品大小端直径变化大、产品壁厚要求较严的异形管件，平缓了其壁厚的变化，避免了水胀成型过程中易产生开裂等缺陷。另外，还节约了成型过程中的原材料，提高了经济效益。
[0054]本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本发明权利要求所界定的保护范围之内。
【主权项】
1.一种异型管件的内高压成型方法，采用一模多件的方式，其包括步骤: A.通过计算机辅助工程工具分析确认相关工艺数据； B.提供原料管件，将其放入成型模具中，对所述管件进行预成型，使其由直线形弯曲为S形，得到预成型件； C.将所述预成型件放入压型模具中，采用模具压型的方式消除所述预成型件与下述内高压模具之间的干涉； D.将消除了干涉的所述预成型件放入所述内高压模具中，通过施加内高压将所述预成型件最终成型为需要的产品。2.根据权利要求1所述的内高压成型方法，其特征在于，在上述步骤A中，所述计算机辅助工程工具需要分析确认的所述相关工艺数据包括: 所述一模多件的数量、材料的轴向补给量、产品的壁厚变化情况和产品成型过程的缺陷。3.根据权利要求2所述的内高压成型方法，其特征在于，在上述步骤B中，得到的所述预成型件的弯曲半径不小于1.2倍的管径，弯曲角度不大于60度。4.根据权利要求3所述的内高压成型方法，其特征在于，在上述步骤D中，所述施加内高压的方式包括:通过所述内高压模具的注水口将水注入所述管件的型腔内并排出气体，所述管件的两端密封并且设置轴向进给推杆，再通过增压措施使水产生巨大压力，并通过轴向进给补料，将所述管件胀成最终需要的产品。5.根据权利要求4所述的内高压成型方法，其特征在于，在上述步骤D中，根据所述产品的大、小端的直径比例，所述产品系采用多次内高压成型过程。6.根据权利要求5所述的内高压成型方法，其特征在于，在多次内高压成型过程中，除了最后一次之外，每一次内高压成型处理后，对工序件进行固溶处理。7.根据权利要求6所述的内高压成型方法，其特征在于，在上述步骤D中，所述管件的两端是用密封圈密封的。8.根据权利要求1至6中任一项所述的内高压成型方法，其特征在于，所述内高压成型方法在上述步骤D之后还包括步骤: E.根据所述一模多件的数量，将S形的成品管件切割成多件单独的异形管件成品。
【文档编号】B21D21/00GK105983606SQ201510041828
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年1月27日
【发明人】杨建军, 陈洪泉, 熊宜谋, 周培祥, 贾永发, 徐永高
【申请人】保隆(安徽)汽车配件有限公司