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)：
隨著社會經(jīng)濟的發(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)不僅僅注重實用性，也開始強調(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單的造型，設(shè)計者開始嘗試以不同材質(zhì)和流 暢的曲線設(shè)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(yè)的外形設(shè)計人員會設(shè)計出非常漂亮的外觀，但是，由于加工 制造技術(shù)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(yù)期效果或者僅能完成和實現(xiàn)其中一小部分的設(shè)計和功能；或者需要 多層次的加工方式，甚至采用焊接技術(shù)來完成設(shè)計，這樣，不但很難 達到預(yù)期的完美程度，同時也增加了成本。
為使制作加工程序更能夠配合原創(chuàng)設(shè)計和實現(xiàn)其功能，50多年 前，美國開始把液壓成型技術(shù)引入管料加工成型的制作中，中國也在 10年前引入這項工藝技術(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、文具用品及運動用品中。但是，這項技 術(shù)采用的是冷鍛、冷塑加工方式，在應(yīng)用過程中仍然難以達到高幅度 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，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(xiàn)有技'術(shù)中加工工藝復(fù)雜和無法實現(xiàn) 高幅度變形以及變形后存在材料破損缺陷的技術(shù)問題。本方法采用在 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，使變形后的管材管壁比較均勻和符合力學(xué)要 求，進一步完善了本發(fā)明的設(shè)計方案。
本發(fā)明解決上述技術(shù)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(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)對金屬管進行擴張變形的過程中，專用 設(shè)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，可以制作更加復(fù)雜的結(jié)構(gòu)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。對于冷加工來說，在管材變形后，由于金屬 的恢復(fù)力，會出現(xiàn)一定程度的反彈，可能會影響變形效果。還由于金 屬管材在冷加工過程中，會出現(xiàn)應(yīng)力集中的問題，尤其是對于變形量 比較大的部位，應(yīng)力集中更是不可避免，這樣就會造成今后使用過程 中出現(xiàn)一系列的質(zhì)量問題，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題。
在B步驟中，高壓流體物質(zhì)對金屬管進行擴張變形時，專用設(shè)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，對于冷加工的管材來說，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(fā)明的方法中，采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，由于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(tài)，所以，施加以外力，促使其 物料合理流動，是非常必要的。
本發(fā)明采用上述的方法后，具有以下特點
a. 金屬管采用上述方法加工后，報廢率大幅度降低，避免了冷加工強
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復(fù)雜的工序過程。
d. 降低了設(shè)備的使用成本，因為采用熱塑型工藝，對壓力成型用的流 體壓力要求沒有冷加工那么高，對設(shè)備的性能要求也沒有那么高了， 而且，還對設(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。
具體實施例方式
下面結(jié)合

本發(fā)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(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)對金屬管進行擴張變形的過程中，專用 設(shè)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，可以制作更加復(fù)雜的結(jié)構(gòu)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。對于冷加工來說，在管材變形后，由于金屬 的恢復(fù)力，會出現(xiàn)一定程度的反彈，可能會影響變形效果。還由于金 屬管材在冷加工過程中，會出現(xiàn)應(yīng)力集中的問題，尤其是對于變形量 比較大的部位，應(yīng)力集中更是不可避免，這樣就會造成今后使用過程 中出現(xiàn)一系列的質(zhì)量問題，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題。
由圖1中可看出，在B步驟中，高壓流體物質(zhì)對金屬管進行擴張 變形時，專用設(shè)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，對于冷加 工的管材來說，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(fā)明的方法中，采用在塑型過程中 軸向擠壓管材的方法，可以促使管材物料的流動，由于金屬材料的熔 點較高，而在加熱過程中也不可能將金屬加熱到熔化狀態(tài)，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(yù)變形步驟在金屬管放入專用設(shè)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，先對金屬管進 行預(yù)加熱處理。本工序在金屬管入模前，先進行預(yù)加熱，加熱到一定 的溫度，然后，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(jié)約能源。
由圖l中可看出，在B步驟中，對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，對一般部位加熱的 溫度低或不加熱。本發(fā)明還針對被塑型管件各部分塑型程度的不同， 設(shè)計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，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(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)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳 細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明 所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下， 還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護范 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(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)對金屬管進行擴張變形的過程中，專用設(shè)備通過模具對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)對金屬管進行擴張變形時，專用設(shè)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(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，先對金屬管 進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，先對金屬管 進行預(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)，使管壁擴張，直至其貼附于模具中成型；專用設(shè)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(fā)明具有報廢率大幅度降低，更易于擴張成型，節(jié)省物料成本和加工費用，降低了設(shè)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(yōu)先權(quán)日2008年10月22日
發(fā)明者陳國英 申請人:陳國英