專利名稱：一種管材局部縮徑的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬管材成形方法。
背景技術(shù)：
管材局部縮徑技術(shù)是指對管材局部直徑縮小的一種方法。局部縮徑分為端部縮徑和中間部位縮徑。端部縮徑是指將管材口部直徑縮小的方法也稱之為縮口。目前管材縮口技術(shù)根據(jù)加工產(chǎn)品的特點主要有以下幾種1、采用縮口模具的沖壓縮口。該方法受到極限縮口系數(shù)的限制，同時管材很長時不適用，對于中間部位縮徑無法實現(xiàn)；2、分瓣模縮口，這種方法多用于長管縮口。該方法由于分瓣模限制，成形后工件存在棱角現(xiàn)象；3、旋壓縮口， 該方法需專門旋壓設(shè)備，加工效率低，成本高。上述方法主要加工管材截面為圓形的管件， 不適用于異型截面管材(如矩形截面管材)縮徑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種表面質(zhì)量好、無褶皺現(xiàn)象、成品率高的管材局部縮徑的方法，本發(fā)明主要是通過固體顆粒介質(zhì)對管材局部施加徑向壓力，實現(xiàn)管材局部縮徑。本發(fā)明的技術(shù)方案如下
將待成形管材內(nèi)部裝入芯桿，芯桿決定了管件塑件成形后的形狀。將芯桿沿軸向或徑向分成多瓣，以保證工件成形后芯桿能順利從管件中取出；將裝配好芯桿的管材放入固定模塊的成形孔中，向由固定模塊和壓頭所構(gòu)成的料腔中裝入固體顆粒介質(zhì)，成形孔徑與管件之間采用間隙配合，其間隙小于固體顆粒介質(zhì)，從而保證介質(zhì)在受壓狀態(tài)時不會從間隙中擠出；其中壓頭數(shù)量可以根據(jù)管件成形形狀設(shè)置1個或多個；在露于管材外面的芯桿端部施加一軸向推力，保證變形過程中芯桿位置固定，然后向管材兩端施加合適軸向力N，同時壓頭下壓，壓縮固體顆粒介質(zhì)，使管材實現(xiàn)徑向變形，管材逐漸縮徑并向芯桿貼攏，直至管材與芯桿緊密貼合后成形結(jié)束；壓頭回程，將成形后的工件從固定模塊的成形孔中抽出， 然后從管材兩端分別取出芯桿，得到加工好的管材。對于常溫下塑性較差、難變形的金屬管材可以先將管材加熱至需要溫度再進行加工成形。芯桿定形處的局部形狀可以為異型截面，只要芯桿沿軸向和徑向分為多瓣后能從加工完畢后的管材中順利取出，該方法就可以實現(xiàn)局部縮徑變形。若要實現(xiàn)管材縮口只需將加工后的管材沿徑向?qū)ΨQ面切開，即實現(xiàn)了兩件管材的縮口加工，大大提高了生產(chǎn)效率。固體顆粒介質(zhì)充滿模具的待變形區(qū)周邊，利用固體顆粒介質(zhì)傳力特性對管材外表面施加徑向壓力；根據(jù)需要可在管材兩端施加一定的軸向力(也可以不施加軸向力)。通過對徑向力、軸向力的控制來調(diào)整管材縮徑時的受力狀態(tài)，從而控制其壁厚的均勻度。本發(fā)明與現(xiàn)在技術(shù)相比具有如下優(yōu)點
1、管材變形部位受力合理、壁厚變化均勻、表面質(zhì)量高、貼膜性良好、回彈極小、無褶皺現(xiàn)象發(fā)生，提高了工件成形質(zhì)量和成品率；
2、不僅可以加工圓形截面管件，也可以加工異型截面管件3、固體顆粒介質(zhì)可以循環(huán)利用，對成形結(jié)果沒有影響，環(huán)保無污染。


圖1是本發(fā)明圓形管材使用二塊芯桿縮徑時使用的模具主視剖面示意圖。圖2是圖1的A-A剖面示意圖。圖3是本發(fā)明矩形管材使用三塊芯桿縮徑時使用的模具主視剖面示意圖。圖4是圖3 A-A和B-B剖面示意圖。附圖中1-壓頭、2-固定模塊、3-圓形截面管材、4-芯桿、5-固定顆粒介質(zhì)、N-軸向拉力、P-軸向推力、F-固體顆粒介質(zhì)力。
具體實施例方式實施例1
在圖1所示的本發(fā)明圓形管材使用二塊芯桿縮徑使用的模具主視剖面示意圖中，將 0Crl8Ni9不銹鋼圓形管材3內(nèi)部裝入芯桿4，該芯桿從最小截面處一分為二，變形端部為所需形狀。將上述管材放入固定模塊2的圓形成形孔中，再向由固定模塊和壓頭所構(gòu)成的料腔中裝入粒徑為0. Imm的固體顆粒介質(zhì)陶瓷球5，在露于管材外面的芯桿端部施加一軸向推力P保證變形過程中芯桿位置固定，然后在管材兩端施加軸向拉力N，同時壓頭1下壓，壓縮料腔中固體顆粒介質(zhì)將力F傳遞至管材外表面，使管材實現(xiàn)徑向變形，管材逐漸縮徑并向芯桿貼攏，直至管材與芯桿緊密貼合后成形。壓頭回程，將成形后的工件從固定模塊的成形孔中抽出，然后從管材兩端分別取出芯桿，得到加工好的管材。實施例2
在圖3所示的本發(fā)明矩形管材使用三塊芯桿縮徑示使用的模具主視剖面示意圖中，將 0Crl8Ni9不銹鋼方形管材3內(nèi)部裝入芯桿4，該管材局部縮徑成形部位為兩處，一處為單面成矩形槽，另一處為單面成圓槽，上述芯桿被切割成三塊，上表面變形區(qū)兩塊，底部一塊。將上述管材放入固定模塊2的方形成形孔中，向由固定模塊和壓頭所構(gòu)成的料腔中裝入粒徑為0. 15mm的固體顆粒介質(zhì)鋼珠5，其它步驟與實施例1相同。
權(quán)利要求
1.一種管材局部縮徑的方法，其特征在于將待成形管材內(nèi)部裝入芯桿，該芯桿沿軸向或徑向分成多瓣，將上述裝配好芯桿的管材放入固定模塊的成形孔中，向由固定模塊和壓頭所構(gòu)成的料腔中裝入固體顆粒介質(zhì)，成形孔徑與管件之間采用間隙配合，其間隙小于固體顆粒介質(zhì)，在露于管材外面的芯桿端部施加一軸向推力，然后向管材兩端施加合適軸向力，同時壓頭下壓，壓縮固體顆粒介質(zhì)，使管材實現(xiàn)徑向變形，管材逐漸縮徑并向芯桿貼攏，直至管材與芯桿緊密貼合后成形結(jié)束；壓頭回程，將成形后的工件從固定模塊的成形孔中抽出，然后從管材兩端分別取出芯桿。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管材局部縮徑的方法，其特征在于待成形管材截面可以為圓形也可以為異形截面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管材局部縮徑的方法，其特征在于對于常溫下塑性較差、難變形的金屬管材可以先將管材加熱至需要溫度再進行加工成形。
全文摘要
一種管材局部縮徑的方法，將待成形管材內(nèi)部裝入芯桿，該芯桿沿軸向或徑向分成多瓣，將上述裝配好芯桿的管材放入固定模塊的成形孔中，向由固定模塊、壓頭所構(gòu)成的料腔中裝入固體顆粒介質(zhì)，管材兩端施加合適軸向力，同時壓頭下壓，壓縮固體顆粒介質(zhì)，使管材實現(xiàn)徑向變形，管材逐漸縮徑并向芯桿貼攏，直至管材與芯桿緊密貼合后成形結(jié)束；壓頭回程，將成形后的工件從固定模塊的成形孔中抽出，然后從管材兩端分別取出芯桿，得到加工好的管材。本發(fā)明加工的管材變形部位壁厚變化均勻、表面質(zhì)量高、無褶皺現(xiàn)象發(fā)生，提高了工件成形質(zhì)量和成品率并且環(huán)保無污染；不僅可以加工圓形截面管件，也可以加工異型截面管件。
文檔編號B21D31/00GK102554023SQ201210013199
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月17日
發(fā)明者曹秒艷, 董國疆, 趙長財 申請人:燕山大學(xué)