專利名稱：金屬管熱塑型的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)械加工方法，特別涉及金屬管材內(nèi)壓塑型的加工方法。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民生活素質(zhì)和品質(zhì)的提高，在日常生活 中，不論是衣、食、住、行、交通工具、衛(wèi)浴五金或者家具物品等方 面，已經(jīng)不僅僅注重實(shí)用性，也開始強(qiáng)調(diào)其造型與功能性，籍以提高 生活的品位和素質(zhì)。在這些領(lǐng)域中，管材的應(yīng)用也開始產(chǎn)生了變化， 不再只是圓管或方管等簡(jiǎn)單的造型，設(shè)計(jì)者開始嘗試以不同材質(zhì)和流 暢的曲線設(shè)計(jì)來(lái)豐富生活中的線條，提升視覺(jué)的感官享受和美感，甚 至更賦予作品有附加的功能。
專業(yè)的外形設(shè)計(jì)人員會(huì)設(shè)計(jì)出非常漂亮的外觀，但是，由于加工 制造技術(shù)的限制，無(wú)法做到一次性或者是一體式成型，因而無(wú)法達(dá)到
預(yù)期效果或者僅能完成和實(shí)現(xiàn)其中一小部分的設(shè)計(jì)和功能；或者需要 多層次的加工方式，甚至采用焊接技術(shù)來(lái)完成設(shè)計(jì)，這樣，不但很難 達(dá)到預(yù)期的完美程度，同時(shí)也增加了成本。
為使制作加工程序更能夠配合原創(chuàng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)其功能，50多年 前，美國(guó)開始把液壓成型技術(shù)引入管料加工成型的制作中，中國(guó)也在 10年前引入這項(xiàng)工藝技術(shù)，使流暢的線條得以體現(xiàn)在生活中的交通 工具、衛(wèi)浴設(shè)備、生活五金、文具用品及運(yùn)動(dòng)用品中。但是，這項(xiàng)技 術(shù)采用的是冷鍛、冷塑加工方式，在應(yīng)用過(guò)程中仍然難以達(dá)到高幅度 變形量，也難以避免制程繁瑣、變形后容易反彈以及變形后管材容易 出現(xiàn)裂紋和斷裂的缺陷
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種金屬管材熱塑成型的加工方法，采用在模具壓力 塑型的同時(shí)，對(duì)被加工的管材進(jìn)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(xiàn)有技'術(shù)中加工工藝復(fù)雜和無(wú)法實(shí)現(xiàn) 高幅度變形以及變形后存在材料破損缺陷的技術(shù)問(wèn)題。本方法采用在 管材塑型的過(guò)程中，對(duì)管材進(jìn)行軸向擠壓的方法，促使管材物料向薄 弱部位流動(dòng)補(bǔ)充的方法，使變形后的管材管壁比較均勻和符合力學(xué)要 求，進(jìn)一步完善了本發(fā)明的設(shè)計(jì)方案。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)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(jìn)行擠壓處理，按管壁擴(kuò)展程度事先分配管壁厚度， 處理管口，以適應(yīng)變形后的需要；
B. 將金屬管放到專用設(shè)備的模具中，兩端管口封閉，管內(nèi)注入高壓流 體物質(zhì)，使管壁擴(kuò)張，直至其貼附于模具中成型； 所述B步驟中，高壓流體物質(zhì)對(duì)金屬管進(jìn)行擴(kuò)張變形的過(guò)程中，專用 設(shè)備通過(guò)模具對(duì)金屬管施以高溫加熱。
本方案在對(duì)金屬管進(jìn)行擴(kuò)張變形的過(guò)程中，同時(shí)對(duì)被加工金屬管 進(jìn)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，可以制作更加復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和形狀，避免原來(lái)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(duì)于冷加工來(lái)說(shuō)，在管材變形后，由于金屬 的恢復(fù)力，會(huì)出現(xiàn)一定程度的反彈，可能會(huì)影響變形效果。還由于金 屬管材在冷加工過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力集中的問(wèn)題，尤其是對(duì)于變形量 比較大的部位，應(yīng)力集中更是不可避免，這樣就會(huì)造成今后使用過(guò)程 中出現(xiàn)一系列的質(zhì)量問(wèn)題，而本發(fā)明采用的熱加工方法，不但可以消 除應(yīng)力集中，而且，還可以消除變形后的反彈問(wèn)題。
在B步驟中，高壓流體物質(zhì)對(duì)金屬管進(jìn)行擴(kuò)張變形時(shí)，專用設(shè)備 在金屬管的一端或兩端對(duì)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(dòng)性比較差，所以，對(duì)于冷加工的管材來(lái)說(shuō)，變 形后出現(xiàn)管壁不均勻，局部管壁比較薄弱。本發(fā)明采用熱加工后，管材物料的流動(dòng)性增強(qiáng)，管壁厚部位的物料可以向管壁薄部位流動(dòng)，使 其更加均衡。本發(fā)明的方法中，采用在塑型過(guò)程中軸向擠壓管材的方 法，可以促使管材物料的流動(dòng)，由于金屬材料的熔點(diǎn)較高，而在加熱 過(guò)程中也不可能將金屬加熱到熔化狀態(tài)，所以，施加以外力，促使其 物料合理流動(dòng)，是非常必要的。
本發(fā)明采用上述的方法后，具有以下特點(diǎn)
a. 金屬管采用上述方法加工后，報(bào)廢率大幅度降低，避免了冷加工強(qiáng)
硬延伸而易產(chǎn)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，更易于擴(kuò)張成型，采用上述方法, 可比冷加工成型方式延伸增加30 50%。
c. 節(jié)省物料成本和加工費(fèi)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(fèi)和復(fù)雜的工序過(guò)程。
d. 降低了設(shè)備的使用成本，因?yàn)椴捎脽崴苄凸に嚕瑢?duì)壓力成型用的流 體壓力要求沒(méi)有冷加工那么高，對(duì)設(shè)備的性能要求也沒(méi)有那么高了， 而且，還對(duì)設(shè)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(fā)明所述金屬管熱塑型方法的工藝流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合

本發(fā)明的具體實(shí)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(jìn)行擠壓處理，按管壁擴(kuò)展程度事先分配管壁厚度， 處理管口，以適應(yīng)變形后的需要；
B. 將金屬管放到專用設(shè)備的模具中，兩端管口封閉，管內(nèi)注入高壓流 體物質(zhì)，使管壁擴(kuò)張，直至其貼附于模具中成型； 所述B步驟中，高壓流體物質(zhì)對(duì)金屬管進(jìn)行擴(kuò)張變形的過(guò)程中，專用 設(shè)備通過(guò)模具對(duì)金屬管施以高溫加熱。本方案在對(duì)金屬管進(jìn)行擴(kuò)張變形的過(guò)程中，同時(shí)對(duì)被加工金屬管 進(jìn)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，可以制作更加復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和形狀，避免原來(lái)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(duì)于冷加工來(lái)說(shuō)，在管材變形后，由于金屬 的恢復(fù)力，會(huì)出現(xiàn)一定程度的反彈，可能會(huì)影響變形效果。還由于金 屬管材在冷加工過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力集中的問(wèn)題，尤其是對(duì)于變形量 比較大的部位，應(yīng)力集中更是不可避免，這樣就會(huì)造成今后使用過(guò)程 中出現(xiàn)一系列的質(zhì)量問(wèn)題，而本發(fā)明采用的熱加工方法，不但可以消 除應(yīng)力集中，而且，還可以消除變形后的反彈問(wèn)題。
由圖1中可看出，在B步驟中，高壓流體物質(zhì)對(duì)金屬管進(jìn)行擴(kuò)張 變形時(shí)，專用設(shè)備在金屬管的一端或兩端對(duì)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(dòng)性比較差，所以，對(duì)于冷加 工的管材來(lái)說(shuō)，變形后出現(xiàn)管壁不均勻，局部管壁比較薄弱。本發(fā)明 采用熱加工后，管材物料的流動(dòng)性增強(qiáng)，管壁厚部位的物料可以向管 壁薄部位流動(dòng)，使其更加均衡。本發(fā)明的方法中，采用在塑型過(guò)程中 軸向擠壓管材的方法，可以促使管材物料的流動(dòng)，由于金屬材料的熔 點(diǎn)較高，而在加熱過(guò)程中也不可能將金屬加熱到熔化狀態(tài)，所以，施 加以外力，促使其物料合理流動(dòng)，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(yù)變形步驟在金屬管放入專用設(shè)備的模具之前，先對(duì)金屬管進(jìn) 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(jìn)行熱塑型之前的一道工序，將金屬管先進(jìn)行一些變 形處理，以便于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(yù)加熱處理在金屬管放入專用設(shè)備的模具之前，先對(duì)金屬管進(jìn) 行預(yù)加熱處理。本工序在金屬管入模前，先進(jìn)行預(yù)加熱，加熱到一定 的溫度，然后，在模具中再進(jìn)一步提高其溫度，達(dá)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(shí)間，提高工作效率，同時(shí)也可以節(jié)約能源。
由圖l中可看出，在B步驟中，對(duì)金屬管的加熱采用分段加熱， 在變形量較大或形狀比較復(fù)雜部位加熱的溫度高，對(duì)一般部位加熱的 溫度低或不加熱。本發(fā)明還針對(duì)被塑型管件各部分塑型程度的不同， 設(shè)計(jì)了不同的加熱溫度區(qū)段， 一方面有利于管件的加工，便于各部分 的物料流動(dòng)，同時(shí)，還避免了不必要的電力浪費(fèi)。
注入金屬管中的高壓流體物質(zhì)可以選擇為液體物質(zhì)，例如油或 水，也可以用氣體。
以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳 細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明 所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下， 還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范 圍。
權(quán)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(jìn)行擠壓處理，按管壁擴(kuò)展程度事先分配管壁厚度，處理管口，以適應(yīng)變形后的需要；B.將金屬管放到專用設(shè)備的模具中，兩端管口封閉，管內(nèi)注入高壓流體物質(zhì)，使管壁擴(kuò)張，直至其貼附于模具中成型；其特征在于所述B步驟中，高壓流體物質(zhì)對(duì)金屬管進(jìn)行擴(kuò)張變形的過(guò)程中，專用設(shè)備通過(guò)模具對(duì)金屬管施以高溫加熱。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在B步驟中，高壓流 體物質(zhì)對(duì)金屬管進(jìn)行擴(kuò)張變形時(shí)，專用設(shè)備在金屬管的一端或兩 端對(duì)金屬管施壓，將金屬管向中間擠壓。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所述B步驟還包 括以下分步驟Bi.預(yù)變形步驟在金屬管放入專用設(shè)備的模具之前，先對(duì)金屬管 進(jìn)行特定形狀的整形處理。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于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(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所述B步驟還包 括以下分步驟82.預(yù)加熱處理在金屬管放入專用設(shè)備的模具之前，先對(duì)金屬管 進(jìn)行預(yù)加熱處理。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在B步驟中，對(duì)金屬 管的加熱采用分段加熱，在變形量較大或形狀比較復(fù)雜部位加熱 的溫度高，對(duì)一般部位加熱的溫度低或不加熱。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在B步驟中，注入金 屬管中的高壓流體物質(zhì)為液體物質(zhì)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于所述液體物質(zhì)為油或 水。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在B步驟中，注入金 屬管中的高壓流體物質(zhì)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(jìn)行擠壓處理，將金屬管放到專用設(shè)備的模具中，兩端管口封閉，管內(nèi)注入高壓流體物質(zhì)，使管壁擴(kuò)張，直至其貼附于模具中成型；專用設(shè)備通過(guò)模具對(duì)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(fā)明具有報(bào)廢率大幅度降低，更易于擴(kuò)張成型，節(jié)省物料成本和加工費(fèi)用，降低了設(shè)備的使用成本。
文檔編號(hào)F21V9/02GK101408292SQ200810216879
公開日2009年4月15日 申請(qǐng)日期2008年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月22日
發(fā)明者陳國(guó)英 申請(qǐng)人:陳國(guó)英