金屬管熱塑型的方法
2023-04-26 20:08:31 1
專利名稱：金屬管熱塑型的方法
技術領域：
本發明涉及機械加工方法，特別涉及金屬管材內壓塑型的加工方法。
背景技術：
隨著社會經濟的發展，人民生活素質和品質的提高，在日常生活 中，不論是衣、食、住、行、交通工具、衛浴五金或者家具物品等方 面，已經不僅僅注重實用性，也開始強調其造型與功能性，籍以提高 生活的品位和素質。在這些領域中，管材的應用也開始產生了變化， 不再只是圓管或方管等簡單的造型，設計者開始嘗試以不同材質和流 暢的曲線設計來豐富生活中的線條，提升視覺的感官享受和美感，甚 至更賦予作品有附加的功能。
專業的外形設計人員會設計出非常漂亮的外觀，但是，由於加工 製造技術的限制，無法做到一次性或者是一體式成型，因而無法達到
預期效果或者僅能完成和實現其中一小部分的設計和功能；或者需要 多層次的加工方式，甚至採用焊接技術來完成設計，這樣，不但很難 達到預期的完美程度，同時也增加了成本。
為使製作加工程序更能夠配合原創設計和實現其功能，50多年 前，美國開始把液壓成型技術引入管料加工成型的製作中，中國也在 10年前引入這項工藝技術，使流暢的線條得以體現在生活中的交通 工具、衛浴設備、生活五金、文具用品及運動用品中。但是，這項技 術採用的是冷鍛、冷塑加工方式，在應用過程中仍然難以達到高幅度 變形量，也難以避免製程繁瑣、變形後容易反彈以及變形後管材容易 出現裂紋和斷裂的缺陷
發明內容
本發明提供一種金屬管材熱塑成型的加工方法，採用在模具壓力 塑型的同時，對被加工的管材進行加熱處理，使其硬度降低，材料的 延展性和可塑性大大提高，解決現有技'術中加工工藝複雜和無法實現 高幅度變形以及變形後存在材料破損缺陷的技術問題。本方法採用在 管材塑型的過程中，對管材進行軸向擠壓的方法，促使管材物料向薄 弱部位流動補充的方法，使變形後的管材管壁比較均勻和符合力學要 求，進一步完善了本發明的設計方案。
本發明解決上述技術問題的方案是這種金屬管熱塑型的方法包 括以下步驟
A. 首先將金屬管進行擠壓處理，按管壁擴展程度事先分配管壁厚度， 處理管口，以適應變形後的需要；
B. 將金屬管放到專用設備的模具中，兩端管口封閉，管內注入高壓流 體物質，使管壁擴張，直至其貼附於模具中成型； 所述B步驟中，高壓流體物質對金屬管進行擴張變形的過程中，專用 設備通過模具對金屬管施以高溫加熱。
本方案在對金屬管進行擴張變形的過程中，同時對被加工金屬管 進行加熱處理，使其材料得以軟化，膨脹延伸比大幅度提高，可塑性 也得以大大提高，可以製作更加複雜的結構和形狀，避免原來需要多 層次加工，甚至需要焊接完成的工作，可以一次完成金屬管的變形處 理和保持管材的整體性。對於冷加工來說，在管材變形後，由於金屬 的恢復力，會出現一定程度的反彈，可能會影響變形效果。還由於金 屬管材在冷加工過程中，會出現應力集中的問題，尤其是對於變形量 比較大的部位，應力集中更是不可避免，這樣就會造成今後使用過程 中出現一系列的質量問題，而本發明採用的熱加工方法，不但可以消 除應力集中，而且，還可以消除變形後的反彈問題。
在B步驟中，高壓流體物質對金屬管進行擴張變形時，專用設備 在金屬管的一端或兩端對金屬管施壓，將金屬管向中間擠壓。冷加工 方式，管材的物料流動性比較差，所以，對於冷加工的管材來說，變 形後出現管壁不均勻，局部管壁比較薄弱。本發明採用熱加工後，管材物料的流動性增強，管壁厚部位的物料可以向管壁薄部位流動，使 其更加均衡。本發明的方法中，採用在塑型過程中軸向擠壓管材的方 法，可以促使管材物料的流動，由於金屬材料的熔點較高，而在加熱 過程中也不可能將金屬加熱到熔化狀態，所以，施加以外力，促使其 物料合理流動，是非常必要的。
本發明採用上述的方法後，具有以下特點
a. 金屬管採用上述方法加工後，報廢率大幅度降低，避免了冷加工強
硬延伸而易產生的破裂和隱藏性的裂紋。
b. 金屬管的膨脹延伸比大幅度提高，更易於擴張成型，採用上述方法, 可比冷加工成型方式延伸增加30 50%。
c. 節省物料成本和加工費用，本方法不但可以使物料得到最大的延 伸，而且，還可以一次成型，避免了材料的浪費和複雜的工序過程。
d. 降低了設備的使用成本，因為採用熱塑型工藝，對壓力成型用的流 體壓力要求沒有冷加工那麼高，對設備的性能要求也沒有那麼高了， 而且，還對設備的安全和操作人員的安全提供了很好的保障，也就降 低了投資成本和安全成本。
圖1是本發明所述金屬管熱塑型方法的工藝流程示意圖。
具體實施例方式
下面結合
本發明的具體實施例。
由圖1中可看出，這種金屬管熱塑型的方法包括以下步驟
A. 首先將金屬管進行擠壓處理，按管壁擴展程度事先分配管壁厚度， 處理管口，以適應變形後的需要；
B. 將金屬管放到專用設備的模具中，兩端管口封閉，管內注入高壓流 體物質，使管壁擴張，直至其貼附於模具中成型； 所述B步驟中，高壓流體物質對金屬管進行擴張變形的過程中，專用 設備通過模具對金屬管施以高溫加熱。本方案在對金屬管進行擴張變形的過程中，同時對被加工金屬管 進行加熱處理，使其材料得以軟化，膨脹延伸比大幅度提高，可塑性 也得以大大提高，可以製作更加複雜的結構和形狀，避免原來需要多 層次加工，甚至需要焊接完成的工作，可以一次完成金屬管的變形處 理和保持管材的整體性。對於冷加工來說，在管材變形後，由於金屬 的恢復力，會出現一定程度的反彈，可能會影響變形效果。還由於金 屬管材在冷加工過程中，會出現應力集中的問題，尤其是對於變形量 比較大的部位，應力集中更是不可避免，這樣就會造成今後使用過程 中出現一系列的質量問題，而本發明採用的熱加工方法，不但可以消 除應力集中，而且，還可以消除變形後的反彈問題。
由圖1中可看出，在B步驟中，高壓流體物質對金屬管進行擴張 變形時，專用設備在金屬管的一端或兩端對金屬管施壓，將金屬管向 中間擠壓。冷加工方式，管材的物料流動性比較差，所以，對於冷加 工的管材來說，變形後出現管壁不均勻，局部管壁比較薄弱。本發明 採用熱加工後，管材物料的流動性增強，管壁厚部位的物料可以向管 壁薄部位流動，使其更加均衡。本發明的方法中，採用在塑型過程中 軸向擠壓管材的方法，可以促使管材物料的流動，由於金屬材料的熔 點較高，而在加熱過程中也不可能將金屬加熱到熔化狀態，所以，施 加以外力，促使其物料合理流動，是非常必要的。
由圖1中可看出，所述B步驟還包括以下分步驟 B"預變形步驟在金屬管放入專用設備的模具之前，先對金屬管進 行特定形狀的整形處理，例如打直、局部或全部打扁或者彎曲。本 工序是在金屬管進行熱塑型之前的一道工序，將金屬管先進行一些變 形處理，以便於能將其放入模具加工。
由圖l中可看出，所述B步驟還包括以下分步驟 B2.預加熱處理在金屬管放入專用設備的模具之前，先對金屬管進 行預加熱處理。本工序在金屬管入模前，先進行預加熱，加熱到一定 的溫度，然後，在模具中再進一步提高其溫度，達到熱塑型所需的溫 度。主要目的是縮短金屬管在模具中熱塑型的時間，提高工作效率，同時也可以節約能源。
由圖l中可看出，在B步驟中，對金屬管的加熱採用分段加熱， 在變形量較大或形狀比較複雜部位加熱的溫度高，對一般部位加熱的 溫度低或不加熱。本發明還針對被塑型管件各部分塑型程度的不同， 設計了不同的加熱溫度區段， 一方面有利於管件的加工，便於各部分 的物料流動，同時，還避免了不必要的電力浪費。
注入金屬管中的高壓流體物質可以選擇為液體物質，例如油或 水，也可以用氣體。
以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳 細說明，不能認定本發明的具體實施只局限於這些說明。對於本發明 所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下， 還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬於本發明的保護範 圍。
權利要求
1.一種金屬管熱塑型的方法，該方法包括以下步驟A.首先將金屬管進行擠壓處理，按管壁擴展程度事先分配管壁厚度，處理管口，以適應變形後的需要；B.將金屬管放到專用設備的模具中，兩端管口封閉，管內注入高壓流體物質，使管壁擴張，直至其貼附於模具中成型；其特徵在於所述B步驟中，高壓流體物質對金屬管進行擴張變形的過程中，專用設備通過模具對金屬管施以高溫加熱。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於在B步驟中，高壓流 體物質對金屬管進行擴張變形時，專用設備在金屬管的一端或兩 端對金屬管施壓，將金屬管向中間擠壓。
3. 根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於所述B步驟還包 括以下分步驟Bi.預變形步驟在金屬管放入專用設備的模具之前，先對金屬管 進行特定形狀的整形處理。
4. 根據權利要求3所述的方法，其特徵在於所述特定形狀的整形 處理包括打直、局部或全部打扁或者彎曲。
5. 根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於所述B步驟還包 括以下分步驟82.預加熱處理在金屬管放入專用設備的模具之前，先對金屬管 進行預加熱處理。
6. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於在B步驟中，對金屬 管的加熱採用分段加熱，在變形量較大或形狀比較複雜部位加熱 的溫度高，對一般部位加熱的溫度低或不加熱。
7. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於在B步驟中，注入金 屬管中的高壓流體物質為液體物質。
8. 根據權利要求7所述的方法，其特徵在於所述液體物質為油或 水。
9. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於在B步驟中，注入金 屬管中的高壓流體物質為氣體。
全文摘要
一種金屬管熱塑型的方法包括以下步驟首先將金屬管進行擠壓處理，將金屬管放到專用設備的模具中，兩端管口封閉，管內注入高壓流體物質，使管壁擴張，直至其貼附於模具中成型；專用設備通過模具對金屬管施以高溫加熱，在金屬管的一端或兩端將金屬管向中間擠壓。本發明具有報廢率大幅度降低，更易於擴張成型，節省物料成本和加工費用，降低了設備的使用成本。
文檔編號F21V9/02GK101408292SQ200810216879
公開日2009年4月15日 申請日期2008年10月22日 優先權日2008年10月22日
發明者陳國英 申請人:陳國英