一种支管管道的制造装置及方法与流程

本发明涉及支管管道制造领域，特别是涉及一种支管管道的制造装置及方法。

背景技术：

具有支管的支管管道特别是并排三支管因其结构的特点，在石油化工、汽车排气管及日常生活等领域的各管道系统中均有广泛应用。

目前，成形并排三支管此类结构的零件多采用焊接和铸造工艺。采用焊接工艺，通过在主管上预成形支管所对应的孔，然后将支管与主管焊接成形，该方法虽然可以得到任意支管高度的并排三支管，但由于焊缝处容易存在焊渣、孔洞等缺陷易导致生锈、泄露等问题。采用铸造工艺，因铸造过程中易出现偏析、缩孔以及缩松等问题，进而会造成零件力学性能低，影响其成形质量和使用寿命。

还有一种通过对直通管材施加内压获得整体式并排三支管的方法，其可以克服焊接和铸造成形的不足，但在成形过程中支管难以获得轴向进给的补料，易造成管材提早减薄而出现破裂的缺陷，导致支管的成形高度受到限制，约束了并排三支管的应用范围。

因此如何使支管管道成形质量好且支管高度高，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种支管管道的制造装置及方法，其结构设计可以使支管管道成形质量好且支管高度高。

为解决上述技术问题，本发明提供一种支管管道的制造装置，包括用于夹持管坯的上模具和下模具，所述上模具和所述下模具闭合形成与所述支管管道外形一致的内腔，在将所述管坯放置在所述上模具和所述下模具之间时，所述上模具和所述下模具之间具有能够对所述管坯上下径向施压的间隙，还包括设在所述管坯两端且用于密封的两个弹性密封塞，至少一个所述密封塞上安装有用于向所述管坯内充压的充压装置。

优选地，在所述上模具和所述下模具之间的间隙内放置有设在所述管坯左右两侧且用于对所述管坯左右方向径向施压的左冲头和右冲头。

优选地，所述密封塞具体为橡胶塞。

优选地，两个所述密封塞中的一个上安装有所述充压装置。

优选地，所述充压装置具体为用于向所述管坯内充液的充液阀。

本发明还提供一种支管管道的制造方法，包括步骤：

S1：通过上模具和下模具上下夹持管坯，所述上模具和所述下模具闭合形成与所述支管管道外形一致的内腔，所述管坯上下两侧的距离大于所述支管管道主管直径且其左右两侧壁的间距不大于所述支管管道主管直径；

S2：在所述管坯的两端分别压入弹性密封塞，且至少一个所述密封塞内安装有与所述管坯内孔连通的充压装置；

S3：通过所述上模具对所述管坯的外壁施压，且同时通过所述充压装置向所述管坯内充压直至形成所述支管管道。

优选地，步骤S1具体包括：

通过上模具和下模具夹持直径大于所述支管管道主管直径的所述管坯；

在所述上模具和所述下模具之间的间隙内且在所述管坯两侧分别放置左冲头和右冲头；

通过所述左冲头和所述右冲头对所述管坯进行径向施压，至所述管坯左右两侧壁的间距不大于所述支管管道的主管直径时，取下所述左冲头和所述右冲头。

本发明提供的支管管道的制造装置及方法，通过上模具和下模具上下夹持管坯，并在管坯的两端压入弹性密封塞，使管坯两端密封，且至少一个密封塞上安装有用于向管坯内充压的充压装置，再通过上模具和下模具对管坯上下径向施压，且同时通过充压装置向管坯内充压，使管坯同时受到径向压力和内压的共同作用，从而使管坯材料流向上模具上与支管对应的通孔内，形成支管，完成支管管道的成形。综上所述，本发明提供的支管管道的制造装置，可以使支管管道成形质量好且支管高度高，可以解决支管胀形时补料难而造成支管高度低和破裂等问题。

附图说明

图1为本发明所提供的支管管道的制造装置的一种具体实施方式的结构示意图；

图2为本发明所提供的支管管道的制造装置的一种具体实施方式的主视剖视图；

图3为本发明所提供的支管管道的制造装置的一种具体实施方式的侧视剖视图；

图4为本发明所提供的支管管道的制造装置的另一种具体实施方式的结构示意图；

图5为本发明所提供的支管管道的制造装置的另一种具体实施方式的主视图；

图6为采用本发明所提供的支管管道的制造装置对管坯进行镦压的主视剖视图；

图7为采用本发明所提供的支管管道的制造装置对管坯进行径压胀形的示意图；

图8为本发明所提供的支管管道的制造方法的一种具体实施方式的流程图；

图9为本发明所提供的支管管道的制造方法的另一种具体实施方式的流程图。

其中，L为放置在上模具和下模具之间的管坯的上下两侧的距离，D为管坯左右两侧壁的间距。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种支管管道的制造装置及方法，其结构设计可以使支管管道成形质量好且支管高度高。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1、图2、图3和图7，图1为本发明所提供的支管管道的制造装置的一种具体实施方式的结构示意图；图2为本发明所提供的支管管道的制造装置的一种具体实施方式的主视剖视图；图3为本发明所提供的支管管道的制造装置的一种具体实施方式的侧视剖视图；图7为采用本发明所提供的支管管道的制造装置对管坯进行径压胀形的示意图。

本发明具体实施方式提供的支管管道的制造装置，包括用于夹持管坯1的上模具2和下模具3以及设在管坯1两端且用于密封的两个弹性密封塞4，其中至少一个密封塞4上安装有用于向管坯1内充压的充压装置5。

管坯1是用于加工支管管道所用的坯料，上模具2和下模具3是将管坯1制成支管管道的模具，则上模具2和下模具3完全闭合后形成与支管管道外形一致的内腔；为保证支管管道成形过程中，支管可以获得补料，在将管坯1放置在上模具2和下模具3之间时，上模具2和下模具3之间具有能够对管坯1上下方向径向施压的间隙，即放置在上模具2和下模具3之间的管坯1的上下两侧的距离L大于支管管道主管直径，使得支管在成形过程中存在足够材料流向支管，从而能够提高支管高度。

使用时，通过上模具2和下模具3上下夹持管坯1，并在管坯1的两端压入弹性密封塞4，使管坯1两端密封；然后通过上模具2和下模具3对管坯1上下径向施压，且同时通过充压装置5向管坯1内充压，使管坯1同时受到径向压力和内压的共同作用，从而使管坯1材料流向上模具2上与支管对应的通孔内，形成支管，完成支管管道的成形。综上所述，本发明提供的支管管道的制造装置，可以使支管管道成形质量好且支管高度高。

其中需要说明的是，上模具2和下模具3为模具的上下两部分，通常将用于形成支管的通孔设在上模具2上，支管管道有多种，上模具2和下模具3闭合后所形成的腔形与待制作的支管管道相对应，支管管道中最常用的为并排三支管，则与其对应的上模具2上具有三个并排设置且用于形成支管的通孔。

请参考图4至图6，图4为本发明所提供的支管管道的制造装置的另一种具体实施方式的结构示意图；图5为本发明所提供的支管管道的制造装置的另一种具体实施方式的主视图；图6为采用本发明所提供的支管管道的制造装置对管坯进行镦压的主视剖视图。

在上述具体实施方式的基础上，管坯1通常为截面为圆形的管坯1，为保证在支管管道成形过程中，支管可以获得补料，管坯1优选采用直径大于支管管道主管直径的管坯1，为使支管管道可以顺利成形，本发明具体实施方式提供的支管管道的制造装置，在将管坯1放置在上模具2和下模具3之间后，在上模具2和下模具3之间的间隙内可以放置有左冲头6和右冲头7，左冲头6设在管坯1左侧且用于对管坯1左侧径向施压，右冲头7设在管坯1右侧且用于对管坯1右侧径向施压。

使用时，通过上模具2和下模具3上下夹持管坯1，且将左冲头6和右冲头7放置在管坯1两侧后，对左冲头6和右冲头7同时施加压力，进而通过左冲头6和右冲头7对管坯1进行左右镦压，使管坯1材料流向与支管平行的方向，直至镦压后管坯1左右两侧壁的间距D小于等于支管管道的主管直径，再将左冲头6和右冲头7从上模具2和下模具3之间抽离，之后再通过上模具2、下模具3以及充压装置5对管坯1施压形成支管管道。

圆形管坯1经左冲头6和右冲头7左右镦压后，成为截面为圆边矩形的管坯1，可以保证管坯1在上模具2、下模具3和充压装置5的作用下能够顺利形成支管管道。当然，本发明所提供的支管管道的制造装置，也可以不包括左冲头6和右冲头7，直接选用预定尺寸和形状的管坯1进行加工，也在本发明的保护范围之内。

综上所述，本发明具体实施方式提供的支管管道的制造装置，采用大管成形小管以及内压和径压相结合的方法，可以保证每个支管成形过程中存在足够材料流向支管，从而能提高支管高度，进而解决了支管胀形时补料难而造成支管高度低和破裂等问题。

在上述各具体实施方式的基础上，弹性密封塞4用于压入管坯1的两端，以使管坯1两端密封，在使用过程中，管坯1的形状会发生变化，为保证管坯1两端始终密封，本发明具体实施方式提供的支管管道的制造装置，密封塞4具体可以为橡胶塞，橡胶塞密度硬度适中，柔韧性和弹性较好，可以随管坯1形状的改变而变化，可以保证管坯1两端始终密封。当然，密封塞4也可以选用其他弹性材质，也在本发明的保护范围之内。

在上述各具体实施方式的基础上，充压装置5安装在密封塞4上，且与管坯1的内孔连通，以用于对管坯1内进行充压，具体地，可以在两个密封塞4中的一个上安装有充压装置5，当然，也可以在两个密封塞4上均安装有充压装置5，均在本发明的保护范围之内。

在上述各具体实施方式的基础上，本发明具体实施方式提供的支管管道的制造装置，充压装置5具体可以为用于向管坯1内充液的充液阀，即通过向管坯1内充液以对管坯1施加内高压，充液简单方便，速度较快，且不易泄漏；当然，充压装置5也可以为充气阀，通过向管坯1内充气以对管坯1施加内高压，也在本发明的保护范围之内。

请参考图8和图9，图8为本发明所提供的支管管道的制造方法的一种具体实施方式的流程图；图9为本发明所提供的支管管道的制造方法的另一种具体实施方式的流程图。

本发明还提供了一种利用上述制造装置制造支管管道的方法，包括下述步骤：

S1：通过上模具2和下模具3上下夹持管坯1。其中，上模具2和下模具3闭合形成与支管管道外形一致的内腔，且管坯1上下两侧的距离L大于支管管道主管直径且其左右两侧壁的间距D不大于支管管道主管直径。

S2：在管坯1的两端分别压入弹性密封塞4，且至少一个密封塞4内安装有与管坯1内孔连通的充压装置5。

充压装置5用于向管坯1内充压，具体地，可以在其中一个密封塞4上安装有充压装置5，当然，也可以在两个密封塞4上均安装有该充压装置5。

其中，步骤S1和步骤S2的顺序可以互换，即可以将管坯1放置在上模具2和下模具3之间后，再安装密封塞4，也可以先在管坯1两端装入密封塞4后，再通过上模具2和下模具3上下夹持管坯1，均在本发明的保护范围之内。

S3：通过上模具2对管坯1的外壁施压，且同时通过充压装置5向管坯1内充压直至形成支管管道。

在步骤S3中，加压时，可以固定下模具3，仅通过上模具2对管坯1外壁进行施压，也可以同时对上模具2和下模具3施压，进而通过上模具2和下模具3同时对管坯1上下方向进行施压，均在本发明的保护范围之内。

在上述具体实施方式的基础上，步骤S1中对管坯1的形状有一定的要求，即管坯1上下两侧的距离L大于支管管道主管直径且其左右两侧壁的间距D不大于支管管道主管直径，为形成所需形状的管坯1，步骤S1具体可以包括：

S11：通过上模具2和下模具3夹持直径大于支管管道主管直径的管坯1。

S12：在上模具2和下模具3之间的间隙内且在管坯1两侧分别放置左冲头6和右冲头7。

采用直径大于支管管道主管直径的管坯1，以实现对支管的补料；由于管坯1直径大于支管管道主管直径，而上模具2和下模具3闭合时形成与支管管道一致的腔体，则在将管坯1放置在上模具2和下模具3之间后，上模具2和下模具3之间具有间隙。

S13：通过左冲头6和右冲头7对管坯1进行径向施压，至管坯1左右两侧壁的间距D不大于支管管道的主管直径时，取下左冲头6和右冲头7。

当然，也可以不通过上述方法制成上述预定尺寸和形状的管坯1，可以直接铸造成形所需尺寸和形状的管坯1，再将该管坯1进行加工，也在本发明的保护范围之内。

综上所述，本发明具体实施方式提供的支管管道的制造装置，采用大管成形小管以及内压和径压相结合的方法，可以保证每个支管成形过程中存在足够材料流向支管，从而能提高支管高度，进而解决了支管胀形时补料难而造成支管高度低和破裂等问题。

以上对本发明所提供的支管管道的制造装置及方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。