本發(fā)明涉及汽車零部件技術領域，特別涉及一種金屬雙層復合管及其制作工藝。

背景技術：

雙金屬復合管是一種具有高性價比的產(chǎn)品，已在能源、造船、化工、石油和機械制造等領域得到了大量推廣應用，例如，目前汽車尾管、消音硬管等零部件就大都是采用雙金屬復合管結(jié)構(gòu)。雙金屬復合管的結(jié)構(gòu)分金屬外管和金屬內(nèi)管兩部分，二者貼合力大小是衡量雙金屬機械復合工藝可靠性的主要標志。但是目前市面上常見的雙金屬復合管由于結(jié)構(gòu)設置不合理，導致內(nèi)、外管之間存在定位效果差的缺陷，影響了產(chǎn)品的穩(wěn)定性。此外，在傳統(tǒng)加工工藝中，都是需要采用沖壓、縮口等數(shù)十道工序，才能完成對一個雙金屬復合管的加工，不僅工藝繁瑣、利潤率較低，而且產(chǎn)品的報廢率較高，加工質(zhì)量難以得到保證。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術的缺陷和不足，提供一種金屬雙層復合管及其制作工藝，其結(jié)構(gòu)簡單合理，定位效果較好，加工工藝簡潔，有利于提高利潤率及降低產(chǎn)品的報廢率，提升了產(chǎn)品的加工質(zhì)量。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：

本發(fā)明所述的一種金屬雙層復合管，包括金屬內(nèi)管和金屬外管，所述金屬內(nèi)管套設于所述金屬外管的內(nèi)部，所述金屬內(nèi)管的外壁與所述金屬外管的內(nèi)壁之間具有間隙區(qū)，所述金屬內(nèi)管的外壁與所述金屬外管的內(nèi)壁之間配合設有周向定位結(jié)構(gòu)，所述金屬內(nèi)管的端部與所述金屬外管的相應端部焊接固定。

進一步地，所述金屬內(nèi)管的中部外壁沿周向設有若干外壁定位區(qū)，所述金屬外管的中部內(nèi)壁沿周向設有若干與所述外壁定位區(qū)一一對應的內(nèi)壁定位區(qū)，所述外壁定位區(qū)與相應所述內(nèi)壁定位區(qū)緊密接觸以構(gòu)成周向定位。

一種金屬雙層復合管的制作工藝，該工藝包括如下步驟：

第一步，選取待加工的金屬外管及金屬內(nèi)管，使所述金屬外管的內(nèi)壁形狀與成形后金屬內(nèi)管的外壁形狀一致，并使所述金屬外管的長度大于所述金屬內(nèi)管的長度，將所述金屬內(nèi)管套入所述金屬外管的內(nèi)部；

第二步，選取外管成型模具，所述外管成型模具的模型腔與成形后金屬外管的外壁形狀一致；將套接在一起的所述金屬外管和所述金屬內(nèi)管置入所述外管成型模具的模型腔中；

第三步，在所述金屬外管的兩端安裝密封堵頭；

第四步，使所述密封堵頭封堵所述金屬內(nèi)管的兩端，并由其中一個所述密封堵頭向所述金屬內(nèi)管的內(nèi)部通入高壓水，迫使所述金屬內(nèi)管受壓變形，直至所述金屬內(nèi)管的外壁緊貼所述金屬外管的內(nèi)壁，以完成對所述金屬內(nèi)管的內(nèi)高壓成形；

第五步，使所述密封堵頭封堵所述金屬外管的兩端，并由其中一個所述密封堵頭向所述金屬外管的內(nèi)部通入高壓水，迫使所述金屬外管繼續(xù)變形，直至所述金屬外管的外壁緊貼所述外管成型模具的模型腔的內(nèi)壁，以完成對所述金屬外管的內(nèi)高壓成形，制成金屬雙層復合管半成品；

第六步，拆下所述密封堵頭，將制成的所述金屬雙層復合管半成品從所述外管成型模具中取出，對所述金屬外管及所述金屬內(nèi)管的相應端部進行端部后處理，并完成對所述金屬外管與所述金屬內(nèi)管的焊接，制成金屬雙層復合管成品。

進一步地，所述密封堵頭包括基座、擋板、堵頭本體及彈簧，所述擋板與所述基座固定連接，所述堵頭本體活動設于所述基座內(nèi)，所述彈簧抵設于所述堵頭本體的內(nèi)端與所述基座之間，所述堵頭本體的外端穿出于所述擋板的外部；所述堵頭本體的外端分別設有第一臺階部和第二臺階部，所述第一臺階部的外周壁與所述金屬外管的端口內(nèi)壁密封配合，所述第二臺階部的外周壁與所述金屬內(nèi)管的端口內(nèi)壁密封配合；所述堵頭本體的內(nèi)部還設有注水通道，所述注水通道沿軸向貫穿所述第一臺階部及所述第二臺階部。

本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明提供的金屬雙層復合管，在金屬外管與金屬內(nèi)管之間設置間隙區(qū)，并在金屬內(nèi)管的外壁與金屬外管的內(nèi)壁之間配合設有周向定位結(jié)構(gòu)，通過采用這種金屬內(nèi)管與金屬外管形狀不同的結(jié)構(gòu)設計，能夠有效使金屬內(nèi)管在金屬外管的內(nèi)部定位，穩(wěn)定性較好；通過將金屬內(nèi)管的端部與金屬外管的相應端部焊接固定，也進一步保證了本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性，從而有效延長了使用壽命。

本發(fā)明提供的金屬雙層復合管的制作工藝，通過采用兩道內(nèi)高壓成型，既保證了金屬內(nèi)管及金屬外管的成型效果，還優(yōu)化了加工工序，使得加工工藝更加簡潔，從而提高了加工效率和利潤率，降低了產(chǎn)品報廢率。具體地說，在第一道內(nèi)高壓成型時，金屬外管的內(nèi)腔充當了金屬內(nèi)管的模型腔，因此在向金屬內(nèi)管通入高壓水時，金屬內(nèi)管會膨脹變形，直至金屬內(nèi)管的外壁緊貼金屬外管的內(nèi)壁，此時完成了對金屬內(nèi)管的內(nèi)高壓成形；在第二道內(nèi)高壓成型時，由于密封堵頭封堵的是金屬外管的兩端，當通過密封堵頭向金屬外管的內(nèi)部通入高壓水時，由于金屬外管與金屬內(nèi)管之間不可避免地存在間隙，因此高壓水會流入金屬內(nèi)管的外壁與金屬外管的內(nèi)壁之間，迫使金屬外管繼續(xù)膨脹變形直至貼模，即金屬外管的外壁緊貼外管成型模具的模型腔內(nèi)壁，此時便完成了對金屬外管的內(nèi)高壓成形，需要指出的是，在第二次內(nèi)高壓成型過程中，由于金屬內(nèi)管是完全浸入在高壓水中，使得金屬內(nèi)管內(nèi)、外壁處于等靜壓狀態(tài)，此時金屬內(nèi)管不會因高壓水的作用而繼續(xù)變形。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所述金屬雙層復合管的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明所述金屬雙層復合管的剖視圖；

圖3是本發(fā)明所述金屬雙層復合管制作工藝的原理圖；

圖4是本發(fā)明所述金屬雙層管制作工藝中所采用密封堵頭的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1至圖4中：

1、金屬內(nèi)管；2、金屬外管；3、間隙區(qū)；4、周向定位結(jié)構(gòu)；5、外管成型模具；51、模型腔；6、密封堵頭；61、基座；62、擋板；63、堵頭本體；631、第一臺階部；632、第二臺階部；64、彈簧；65、注水通道。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。

如圖1和圖2所示的一種金屬雙層復合管，包括金屬內(nèi)管1和金屬外管2，金屬內(nèi)管1套設于金屬外管2的內(nèi)部，金屬內(nèi)管1的外壁與金屬外管2的內(nèi)壁之間具有間隙區(qū)3，金屬內(nèi)管1的外壁與金屬外管2的內(nèi)壁之間配合設有周向定位結(jié)構(gòu)4，金屬內(nèi)管1的端部與金屬外管2的相應端部焊接固定。

金屬內(nèi)管1的中部外壁沿周向設有若干外壁定位區(qū)，金屬外管2的中部內(nèi)壁沿周向設有若干與外壁定位區(qū)一一對應的內(nèi)壁定位區(qū)，外壁定位區(qū)與相應內(nèi)壁定位區(qū)緊密接觸以構(gòu)成周向定位。具體地說，外壁定位區(qū)為成型在金屬內(nèi)管1外壁上的定位平面，相應地，內(nèi)壁定位區(qū)為成型在金屬外管2內(nèi)壁上的定位平面，當上述兩個定位平面接觸在一起時，便起到了周向限位的效果，以避免金屬內(nèi)管1相對于金屬外管2轉(zhuǎn)動。

本發(fā)明提供的金屬雙層復合管，通過在金屬外管2與金屬內(nèi)管1之間設置間隙區(qū)3，并在金屬內(nèi)管1的外壁與金屬外管2的內(nèi)壁之間配合設有周向定位結(jié)構(gòu)4，采用這種金屬內(nèi)管1與金屬外管2形狀不同的結(jié)構(gòu)設計，能夠有效使金屬內(nèi)管1在金屬外管2的內(nèi)部定位，穩(wěn)定性較好；通過將金屬內(nèi)管1的端部與金屬外管2的相應端部焊接固定，也進一步保證了本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性，從而有效延長了使用壽命；另外，在金屬外管2與金屬內(nèi)管1之間設置間隙區(qū)3，當汽車在排氣時，該間隙區(qū)3也能夠有效起到諧振的作用，使得諧振消音效果更好。

一種金屬雙層復合管的制作工藝，該工藝包括如下步驟：第一步，選取待加工的金屬外管2及金屬內(nèi)管1，使金屬外管2的內(nèi)壁形狀與成形后金屬內(nèi)管1的外壁形狀一致，并使金屬外管2的長度大于金屬內(nèi)管1的長度，將金屬內(nèi)管1套入金屬外管2的內(nèi)部；

第二步，選取外管成型模具5，外管成型模具5的模型腔51與成形后金屬外管2的外壁形狀一致；將套接在一起的金屬外管2和金屬內(nèi)管1置入外管成型模具5的模型腔51中，參見圖3；

第三步，在金屬外管2的兩端安裝密封堵頭6；

第四步，使密封堵頭6封堵金屬內(nèi)管1的兩端，并由其中一個密封堵頭6向金屬內(nèi)管1的內(nèi)部通入高壓水，迫使金屬內(nèi)管1受壓變形，直至金屬內(nèi)管1的外壁緊貼金屬外管2的內(nèi)壁，以完成對金屬內(nèi)管1的內(nèi)高壓成形；

第五步，使密封堵頭6封堵金屬外管2的兩端，并由其中一個密封堵頭6向金屬外管2的內(nèi)部通入高壓水，迫使金屬外管2繼續(xù)變形，直至金屬外管2的外壁緊貼模型腔51的內(nèi)壁，以完成對金屬外管2的內(nèi)高壓成形，制成金屬雙層復合管半成品；

第六步，拆下密封堵頭6，將制成的金屬雙層復合管半成品從外管成型模具5中取出，對金屬外管2及金屬內(nèi)管1的相應端部進行端部后處理，并完成對金屬外管2與金屬內(nèi)管1的焊接，制成金屬雙層復合管成品。

本發(fā)明提供的金屬雙層復合管的制作工藝，通過采用兩道內(nèi)高壓成型，既保證了金屬內(nèi)管1及金屬外管2的成型效果，還優(yōu)化了加工工序，使得加工工藝更加簡潔，從而提高了加工效率和利潤率，降低了產(chǎn)品報廢率。

在第一道內(nèi)高壓成型時，金屬外管2的內(nèi)腔充當了金屬內(nèi)管1的模型腔(故要求金屬外管2的壁厚要遠大于金屬內(nèi)管1的壁厚)，因此在向金屬內(nèi)管1通入高壓水時，金屬內(nèi)管1會膨脹變形，直至金屬內(nèi)管1的外壁緊貼金屬外管2的內(nèi)壁，此時完成了對金屬內(nèi)管1的內(nèi)高壓成形；在第二道內(nèi)高壓成型時，由于密封堵頭6封堵的是金屬外管2的兩端，當通過密封堵頭6向金屬外管2的內(nèi)部通入高壓水時，由于金屬外管2與金屬內(nèi)管1之間不可避免地存在間隙，因此高壓水會流入金屬內(nèi)管1的外壁與金屬外管2的內(nèi)壁之間，迫使金屬外管2繼續(xù)膨脹變形直至貼模，即金屬外管2的外壁緊貼外管成型模具5的模型腔51內(nèi)壁，此時便完成了對金屬外管2的內(nèi)高壓成形。需要指出的是，在第二道內(nèi)高壓成型過程中，由于金屬內(nèi)管1是完全浸入在高壓水中，使得金屬內(nèi)管1內(nèi)、外壁處于等靜壓狀態(tài)，此時金屬內(nèi)管1不會因高壓水的作用而繼續(xù)變形，也就是說，在第二道內(nèi)高壓成型時，金屬外管2與金屬內(nèi)管1之間便會形成間隙區(qū)3。

具體地說，參見圖4，密封堵頭6包括基座61、擋板62、堵頭本體63及彈簧64，擋板62與基座61固定連接，堵頭本體63活動設于基座61內(nèi)，彈簧64抵設于堵頭本體63的內(nèi)端與基座61之間，堵頭本體63的外端穿出于擋板62的外部；堵頭本體63的外端分別設有第一臺階部631和第二臺階部632，第一臺階部631的外周壁與金屬外管2的端口內(nèi)壁密封配合，第二臺階部632的外周壁與金屬內(nèi)管1的端口內(nèi)壁密封配合；堵頭本體63的內(nèi)部還設有注水通道65，注水通道65沿軸向貫穿第一臺階部631及第二臺階部632。

初始狀態(tài)(未通入高壓水)時，在彈簧64的作用下，堵頭本體63外端的第二臺階部632深入金屬內(nèi)管1的端口中，此時第一臺階部631與金屬外管2的端口內(nèi)壁之間、第二臺階部632與金屬內(nèi)管1的端口內(nèi)壁之間均處于密封接觸狀態(tài)；

工作時，將其中一個密封堵頭6的注水通道65開啟，另一個密封堵頭6的注水通道65關閉，由于第一臺階部631與金屬外管2的端口內(nèi)壁之間、第二臺階部632與金屬內(nèi)管1的端口內(nèi)壁之間均處于密封接觸(相當于上述第四步中金屬內(nèi)管1的兩端被封堵)，此時高壓水僅會流至金屬內(nèi)管1的內(nèi)部，以迫使金屬內(nèi)管1膨脹變形，完成第一道內(nèi)高壓成型；隨著金屬內(nèi)管1中水壓繼續(xù)增大，當密封堵頭6外端端面受到的液體壓力大于彈簧64的彈力時，堵頭本體63整體便會朝基座61方向移動，使得第二臺階部632從金屬內(nèi)管1的端口抽離，由于金屬外管2的長度大于金屬內(nèi)管1的長度，此時僅第一臺階部631與金屬外管2的端口內(nèi)壁處于密封接觸狀態(tài)(相當于上述第五步中金屬外管2的兩端被封堵)，高壓水便會流入金屬外管2內(nèi)壁與金屬內(nèi)管1的外壁之間，實現(xiàn)第二道內(nèi)高壓成型。

通過采用上述密封堵頭6，有效使得本發(fā)明在進行第一道內(nèi)高壓成型和第二內(nèi)高壓成型時無需更換堵頭，有效簡化了操作流程，提高了操作效率。

以上所述僅是本發(fā)明的較佳實施方式，故凡依本發(fā)明專利申請范圍所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或修飾，均包括于本發(fā)明專利申請范圍內(nèi)。