[发明专利]流量控制式一次成型多维度弯管件用的模具及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及热加工领域，具体是一种通过控制分流孔内金属流量一次成型挤出多维度弯管件的模具及其使用方法。

技术背景

由于弯管零件容易满足对产品轻量化、高强度和低消耗等方面的要求，在航空和航天等高技术领域中得到了广泛应用，除大量应用于气体、液体的输送管路外，也广泛用作金属结构件。随着航空和航天等高技术领域的发展，对弯管的需求越来越薄壁化、加工一体化，传统的弯管件加工主要有两种方法，一种是推弯，也叫挤压弯曲，还有一种是绕弯。不管是上述哪种方法，均需要两套设备，即（1）将金属坯料制成直管件的设备，可以是拉拔、挤压、轧制等设备；（2）将直管绕弯或者推弯的机器，一般为绕弯机和推弯机。

在公开号为CN203389973U的发明创造中公开了一种弯管挤压模具，其具体做法是首先将直管放置在凹槽内，然后通过驱动液压缸带动挤压导轮下压，这样就可以将直管变成弯管。这样使用方便，效率高，但是，其原料为已经加工成形的直管的。需要前期进行将固体坯料加工成直管。

在公开号为CN204583951U的发明创造中公开了金属弯管装置，通过挤压控制气缸及加热器的共同作用和弯管挤压推块的端面的弧形设置，完成对金属直管的弯曲作业。同样的，其特点是在现有直管的基础上进行推弯作业，仅动力方式与前述发明不同。

在公开号为CN103861912A的发明创造中公开了一种铝合金管材弯曲成形方法；其做法为将低熔点的合金金属小块放入需要弯制的直管中，然后通过加热使金属小块熔化，冷却凝固后在绕弯机上进行绕弯，最后再通过加热将填充金属熔化自动流出。其解决了铝合金管材弯曲成形后截面会出现严重畸变，如凹陷、凸起等难题。但其特点是采用成品直管，因此也必须先将金属固体坯料加工成直管。

在公开号为CN203389973U的发明创造中公开了一种等壁厚弯管的弯曲挤压成形方法；其将实心圆柱坯加热后放入模具；通过冲头对实心圆柱坯施加轴向挤压，使其发生穿孔及塑性变形；移开上模，去除等直径芯棒，获得等壁厚弯管。这种方法的到的等壁厚弯管有以下缺点：（1）因为有固定芯棒的装置阻挡使挤出弯管长度低，无法满足常见使用条件；（2）无法实现多维度弯管生产，其只能在同一个平面内进行挤压弯曲；（3）挤压完成后，等壁厚弯管牢牢的卡在芯棒上，较难去除，或在去除过程中划伤管壁。

综上所述，目前没有一种从固态金属坯料到多维度弯管件整体成形的方法；此外，在分流焊合挤压管材中，经常因为分流孔的直径误差而导致挤出的直管材具有一定的弯曲度，生产和设计人员千方百计避免这种缺陷，却未见将这种缺陷利用起来挤压弯管。

有鉴于此，本发明提供一种通过动态调整传统分流挤压模具中分流孔内金属流量的模具及使用方法，实现一台机器生产等壁厚高精度高强度细晶弯管件，不但彻底摆脱先用传统的挤压机、拉拔机或轧制机生产直管再将直管绕弯或推弯的加工方法，而且在加工过程中能实现无凹陷、凸起、褶皱等缺陷的等壁弯管件厚的加工。

发明内容

为克服现有技术中存在的工序繁多、成形质量差，本发明提出了流量控制式一次成型多维度弯管件用的模具及其使用方法。

为实现上述技术目的，所采用的技术方案是：流量控制式一次成型多维度弯管件用的模具，包括挤压筒内衬、凸模、凹模、主挤压杆和侧向挤压调节控制杆，凹模、凸模和挤压筒内衬依次贴合连接在一起；所述的凸模的一端设有定径带，定径带设置在凹模的定径孔内，定径带的外壁与定径孔的槽壁之间存有用于挤出弯管件的间隙，在凸模上均布有4个贯通凸模轴向大小一致的金属流动通道，各金属流动通道的中心线均与凸模的中心线平行，凸模的端面与主挤压杆的内壁围成用于放置坯料的坯料腔，坯料腔内设置有主挤压杆，主挤压杆的形状与坯料腔相匹配，并对坯料腔内的坯料进行挤压，在凸模的外圆面的横向和纵向上分别开设至少一个横向孔，每一个横向孔内均设有与横向孔内径相匹配的侧向挤压调节控制杆，侧向挤压调节控制杆穿过横向孔伸入金属流动通道内，调节每个侧向挤压调节控制杆的伸入量，以改变各个金属流动通道的流通截面积，使弯管件实现多维度成型。

本发明所述的凸模的一端设有圆柱形凸台，凸台、凸模的端面与主挤压杆的内壁围成环形坯料腔，环形坯料挂设在凸台上。

本发明所述的凸台根部的外缘与金属流动通道的内壁相切。

本发明所述的坯料的外径小于所述挤压筒内衬的内径2-3mm，其内径大于凸台的外径2-3mm。

本发明所述的侧向挤压调节控制杆为台阶式圆轴形结构，其细端的外径与凸模上的横向孔的内径相同。

本发明所述的定径孔轴向长度为挤出管壁厚的0.8~1.2倍。