技术领域

本发明涉及金属管件加工领域， 更具体地说， 涉及一种三通挤压成形所使用 的支撑辅助设备。

背景技术

三通是一种管道连接件。 又叫管件三通、 三通管件或者三通接头， 三通用 在主管道要分支处， 用途广、 行业面宽、 应用范围宽。 在制冷领域内常见铜质制 得的三通，传统的铜三通的制作方法主要是灌 铅法， 以灌铅的方式加工三通的生 产过程中容易造成人体与铅的接触，对人体可 造成严重的危害。另一种铜三通的 加工方法是以其它的固体介质代替铅，将其灌 注在三通内挤压， 但作为三通的挤 压介质， 必须具有一定的延展性能、 形状象液体般可流动、 变化， 而目前还没找 到合适代替铅且环保的固体物挤压介质。

为解决此问题， 申请人于 2010年 12月 21 日提出申请号为 201010597070.1 一种三通成形模具及三通成型方法的发明专利 申请，在成形模具内设置支管腔和 支撑杆，通过高压水挤压三通工件的管壁，使 三通支管在所述三通支管腔内成形。 并在此之后， 又提出一个更为理想的三通成型方法， 就是在待加工工件内充注高 压水后通过顶针进一步将工件挤压迫使其发生 塑性形变，材料发生推延现象， 具 体是： 推动顶针台阶向三通方向挤压， 与三通工件内的高压水共同迫使三通主管 的铜料向支管腔推延。在支管成形过程中， 通常在支管口需要增加一辅助的支撑 杆， 支撑杆向支管成形口的管壁提供支撑并随支管 涨形变化而在支管腔内移动， 倘若没有支撑杆的支持，在支管涨形时极容易 出现支管口涨破现象。为使支撑杆 以一定压力值支持支管口的成形，申请人曾尝 试在支撑杆的一端使用弹簧或优力 胶等弹力件， 使支管成形时形成一定的阻力， 防止挤压涨破。 但是， 实践发现， 使用上述技术方案提供的弹力支撑作用力的大 小不断变化，特别是弹簧， 随形变 的程度改变迅速， 这样不利于三通成形的外观质量， 往往出现管壁不均的情况。 发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对上述已有技 术存在的不足， 提供一种促使 三通管件加工一致性好、合格率高、 品质优良、 管壁均匀的三通成形支撑辅助设 备， 使成品外形美观， 内径均匀一致、 成品的一致性好。

本发明采用的技术方案是， 一种三通成形支撑辅助设备， 三通待加工工件在 模腔的主管腔内受挤压，促使工件在支管腔内 推延成形三通支管， 在支管腔内设 置支撑杆， 所述支撑杆由油缸驱动， 所述支撑杆的一端由油缸的活塞杆推动、抵 靠在工件的支管口成形处管壁上并随支管成形 时在支管腔内滑动，在支撑杆滑动 的过程中， 油缸始终向支撑杆输出力值恒定的支持力； 所述油缸的油路系统包括 油泵、 三位四通换向阀、 调压阀、 二位二通阀。

所述油缸的有杆腔油口连接三位四通换向阀的 d口， 所述油缸的无杆腔油口 连接调压阀、三位四通换向阀的 c口， 所述三位四通换向阀的 e口连接油泵和二 位二通阀， 所述三位四通换向阀的 f 口连通油箱。

所述所述油缸的无杆腔油口连接储能器。

所述油缸的有杆腔油口连接节流调速阀， 所述节流调速阀连接三位四通换向 阀的 d口。

当所述二位二通阀得电时， 所述三位四通换向阀掉电。

当所述二位二通阀掉电时， 所述三位四通换向阀的 a线圈或 b线圈得电。 与现有技术相比， 本发明具有以下优点：

本发明通过油缸的活塞杆与三通成形模的支撑 杆连接，油路系统可实现向支 撑杆恒定传递一作用力， 当顶针挤压三通工件时， 支撑杆辅助顶针将支管成型。 油缸通过油压和进给流速的控制使支撑杆的反 向作用力保持一恒定的值， 使三 通成品具有更高的外观质量， 成品一致性良好， 三通的 U型弯位过渡圆滑， 三 通各处外径均能达到等径的要求， 减少了生产工序， 降低生产工艺的难度， 提 高了产品的质量和产能。

本发明的三通成形支撑辅助设备通过简单有效 的油路系统即可准确控制支 撑杆在三通成形过程的三个步骤： 抵靠支管口管壁一一三通支管在支管腔内拉 延——支撑杆回退， 整个过程流畅有力， 高效可靠， 设备结构简单， 成本较低， 配合挤压主缸可以高效快速地生产铜质三通。

附图说明

图 1是本发明的三通成形支撑辅助设备油路结构� �意图； 图 2是本发明三通成形支撑辅助设备的油缸与支� �杆的连接示意图； 图 3是本发明第一实施例的支撑杆工作示意图；

图 4是本发明第二实施例的支撑杆工作示意图；

图 5是本发明第三实施例的支撑杆工作示意图。

具体实施方式

以下通过具体实施方式， 并结合附图对本发明作进一步说明。

三通的挤压成形设备由主设备和支撑辅助设备 共同完成，其中， 主设备在成 形模具合模锁模后，通过顶针向待加工工件内 充注主要挤压介质（常压和高压的 液态水）， 然后顶针进一步推进， 将工件挤压， 在挤压压力大于铜材的塑变应力 限值时， 由高压水、 支撑杆支持力共同作用迫使工件铜材向支管腔 推延。 首先， 我们先简单描述主设备各部分的结构：

主设备包括液压机、侧缸、顶针、和控制系统 。成形模具由上模和下模构成， 上模安装在液压机的上缸并由控制系统控制在 垂直方向上下行走，下模放置在液 压机平台上，顶针的作用是将被上下模夹紧固 定的工件两个主管口完全封堵， 并 进行灌液工序， 挤压三通工件， 使工件成型为三通。 顶针是细长形金属棒， 中空 形成通液管腔， 端部设有用于挤压三通的主管的顶针凸台。上 、 下模分别对称设 置半圆槽， 当上下模合拢时， 由上、 下模围成用以容纳三通管件的型腔， 该型腔 与三通管件外形相适配。成形模腔还包括用于 支管成形的支管腔， 它与三通管件 的型腔连通， 并开口于支管口成形处， 支撑杆 4在支管腔内移动， 支撑杆的移动 由支撑辅助设备驱动。 参见图 3， 是第一实施例（Y形三通） 的下模结构示意图， 下模 1上设有主管半腔 2、 主管半腔 2是 U形的半圆槽， 与上模的半圆槽合拢后 形成一截面圆形的 U形主管腔。 主管半腔 2的根部连通支管半腔 3， 与上模的支 管半腔合拢后形成一截面圆形的支管腔。支撑 杆 4设置在支管半腔 3内， 支撑杆 4的支撑端部是一圆台 41，它的外径与的支管腔 3的管腔内径相适配。参见图 4， 是第二实施例 （T形三通） 的下模结构示意图， 下模 21上设有主管半腔 22、 支 管半腔 23， 支撑杆 4设置在支管半腔 23内。 参见图 5， 是第三实施例 （U形三 通） 的下模结构示意图， 下模 31上设有主管半腔 32、 支管腔 33， 支撑杆 4设置 在支管腔 33内。

三通成形支撑辅助设备包括油缸、 油路控制系统、 支撑杆。 主设备成形的过程如下： 上模往下移动与下模合拢， 将三通工件夹紧在主 管腔内。 主缸还向上模提供锁模力， 使上模与下模合模保压。 当工件置于由上 模与下模合模形成的模腔内时， 油缸将支撑杆推至待加工工件的支管成形口管 壁处。

侧缸推进， 将顶针插入主管口， 注水系统通过通液管腔向三通工件内注常压 水。完成挤压介质的填充并排空三通工件内的 空气。顶针继续插入三通工件的主 管内腔， 当在设定位置时， 注水系统的增压缸工作， 注水系统的储液缸连通顶针 的通液管腔，水经过增压缸增压后从顶针的通 液管腔进入三通内腔， 使铜质三通 内的水压同时增大，铜质三通主管在水压作用 下轻微涨形， 并使主管口紧迫顶针 外壁形成密封。

侧缸继续推进， 推动顶针台阶抵靠在三通主管口， 并且继续向三通支管端的 方向挤压，与三通工件内的高压水共同迫使三 通主管的铜料向支管腔推延，此时， 支撑缸向支撑杆传递一力值保持恒定的支持力 Fl， 顶针的推力 F2大于支撑杆的 支持力 Fl， 支撑杆在支撑腔内回退至支管成型。 在该步骤中， 顶针的推力是

30t~ 100t ( t表示重量单位吨）。 支撑杆提供的支持压强是 5~ 100 MPao 增压缸停止工作， 注水系统向三通内注常压水， 侧缸卸压使顶针回退， 支撑 杆回退复位， 上模上行， 取出三通工件。

下面结合图 1、 图 2说明支撑杆的驱动油缸的工作过程：

支撑杆 4一端与油缸 12的活塞杆 14通过法兰联接， 另一端伸入支管腔内， 当油缸的活塞杆来回移动时。 油缸的活塞杆 14将油缸 12分为有杆腔 15与无杆 腔 13两腔， 两腔上均有油口与油路连接。 有杆腔的油口连接节流调速阀、 三位 四通换向阀的 d口， 在无杆腔的油口连接储能器 8和调压阀 7、 三位四通换向阀 10的 c口，三位四通换向阀的 e口连接油泵和二位二通阀 6, 三位四通换向阀的 f 口连通油箱 5。 油泵 9从油箱 5中抽油， 二位二通阀 6、 调压阀 7内的油也可 流入油箱 5中。 参见表 1， 设备开始运行， 油泵工作， 在上、 下模合模后， 三位 四通换向阀 10的 a线圈得电， 油口 e、 c接通， 油口 d、 f 口接通， 油进入无杆 腔，有杆腔的油经过节流调速阀回油箱， 活塞杆推动支撑杆在支管腔内移动至抵 靠在三通待加工工件支管口成形处， 此时活塞杆行程被限位， 活塞杆行程截止。 在支管成形时， 三位四通换向阀 10的£1、 b线圈均掉电， 二位二通阀 6得电， 油 泵出来的油不进入油缸， 从二位二通阀 6回油箱 5， 支撑杆向活塞杆传递主设备 的挤压力， 活塞杆向无杆腔方向回退， 由于无杆腔的油口还连接调压阀 7， 可使 该路的油压保持调压阀所设定的压力， 当压力过高时， 油从调压阀 7回油箱， 这 样就促使活塞杆向支撑杆提供力值恒定的反作 用力。当三通支管成形结束， 支撑 杆需从支管腔内回退至初始位置时， 二位二通阀 6掉电， 三位四通换向阀 10的 a线圈均掉电、 b线圈得电， 油口 e、 d接通， 油口 c、 f 口接通， 油进入有杆腔， 无杆腔的油从调压阀 7回油箱， 在此过程中， 由于系统中设置了调压阀 7， 使支 撑杆受到的拉力也是恒定的。储能器 8使无杆腔的进油更加稳定， 可克服油泵供 油不均衡的缺点， 使系统更加稳定。 节流调速阀 11通过背压节流调速， 使有杆 腔的油路保持一定的流速， 活塞杆逐步、 稳定推进。

阀各阶段得电状态表

抵靠支管口 支管涨形 支撑杆复位 二位二通阀 (―) (+ ) (―) 三位四通换向阀 (a+) , (b— ) (a—) , (b— ) (a—) , (b+) 注： （+ ) 表示阀得电、 （一） 表示阀掉电， a、 b表示线圈