專利名稱：用于超級管道支管成型的頂頭以及用其成型管道支管的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超級管道的加工工藝領(lǐng)域，具體地說，涉及用于超級管道支管成型的頂頭和利用該頂頭進(jìn)行管道支管成型的工藝，本發(fā)明的產(chǎn)品和工藝也適用于除超級管道支管之外的其他支管的成型。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中的超級管道支管成型工藝，其通過在管道支管的相對位置開孔后，焊接上支管而制成，因為其支管與管道采用焊接連接，其焊接處抗疲勞、剪切的能力差，導(dǎo)致其支管的使用性能較差。中國專利文獻(xiàn)CN101579715A公開了一種改良的超級管道支管成型工藝以及運(yùn)用在超級管道支管成型中的橢圓形的頂頭，在該工藝中，其選用口徑一定的鋼管后，劃線確定支管的相對位置，通過中頻加熱對所述的相對位置的范圍區(qū)域進(jìn)行加熱， 當(dāng)鋼管外壁加熱至1150°C -1200°C后，將用于中頻加熱的裝置移除，將支管外腔模具與待開支管位置的外端面貼緊固定，將與支管外腔模具相配套的內(nèi)模橢圓形的頂頭放置到所述鋼管內(nèi)部的空腔內(nèi)的所述支管相對位置后，所述內(nèi)模橢圓形的頂頭頂向所述支管的相對位置的鋼管壁，其利用所述支管外腔模具的定位于所述內(nèi)模橢圓形頂頭的頂壓，將支管墩制而成。該工藝中支管與超級管道一體成型，避免了焊接缺陷，但是該工藝在超級管道的支管成型工藝中采用橢球形的頂頭進(jìn)行頂制，存在當(dāng)橢球形頂頭的側(cè)面弧度過大或者過小時只適用于大支管成型不適用于小支管成型的缺陷。原因如下
在支管成型過程中，在外力作用下，待成型管道的臨近圓角的局部范圍內(nèi)，存在嚴(yán)重的應(yīng)力集中現(xiàn)象，當(dāng)由應(yīng)力集中造成的最大局部應(yīng)力達(dá)到管道的強(qiáng)度極限時，這一臨近圓角的局部范圍將會產(chǎn)生裂紋甚至斷裂。因此在管道支管加工中，臨近圓角處的局部范圍是發(fā)生裂紋甚至斷裂進(jìn)而影響支管成型的成品率和成品質(zhì)量的重要部位。采用橢球形頂頭加工小尺寸的支管時，支管壁厚較小，因此外模具和頂頭之間的間隙較小，在利用頂頭頂制過程中，管道臨近圓角的局部范圍內(nèi)將存在很大的剪力，而小尺寸支管成型中的外模圓角較小， 因此該剪力在圓角截面上及臨近的局部范圍內(nèi)的剪切應(yīng)力形成的應(yīng)力集中將難以得到緩解，原則上，橢球形頂頭的側(cè)面將會給待成型部位一個側(cè)壓力，這個側(cè)壓力將有效緩解切應(yīng)力產(chǎn)生的應(yīng)力集中，但是如果橢球形頂頭的側(cè)面弧度過大或者過小，所述側(cè)面上各點(diǎn)的切線與水平面形成的坡度將會過于陡峭或者過于平緩，在這兩種情況下，橢球形頂頭的側(cè)面給待成型部位的側(cè)壓力很小，很難起到緩解應(yīng)力集中的目的；并且，隨著頂制支管過程的進(jìn)行，橢球形頂頭與待成型管道的待成型部位的接觸由點(diǎn)接觸轉(zhuǎn)化為面接觸，并且接觸面積逐漸增大，導(dǎo)致頂頭對于臨近圓角處的局部范圍的彎矩逐漸減小，彎曲變形趨勢逐步減弱， 剪切變形趨勢逐步增大，從而使圓角處的局部范圍產(chǎn)生裂紋甚至斷裂，嚴(yán)重地降低了成品率及成品的質(zhì)量。另外，由于采取橢球形頂頭不利于待成型部位的彎曲變形，因此提高了變形溫度。

發(fā)明內(nèi)容
為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中側(cè)面弧度過大或者過小的橢球形頂頭只適合大尺寸的支管成型，在成型較小尺寸的支管時易于產(chǎn)生裂紋和斷裂的缺陷，從而提供一種可以適用于各種規(guī)格支管成型的頂頭。本發(fā)明要解決的另一個技術(shù)問題在于克服橢球形頂頭側(cè)面弧度過大或者過小時變形溫度較高的缺陷，提供一種有助于降低變形溫度的用于支管成型的頂頭。本發(fā)明要解決的再一個技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中利用側(cè)面弧度過大或者過小的橢球形的頂頭來頂制尺寸較小的支管時易于造成成品質(zhì)量低、成品率較低的缺陷，從而提供一種能夠保證較高的支管成品率并且成品質(zhì)量高的支管成型工藝。本發(fā)明提供的用于超級管道支管成型的頂頭，所述頂頭的工作端為旋轉(zhuǎn)體的一段，所述旋轉(zhuǎn)體的一段的截面積沿所述頂頭的前進(jìn)方向逐漸減小，所述旋轉(zhuǎn)體的母線或母線上各點(diǎn)的切線與所述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)軸的夾角α為15° -70°，所述旋轉(zhuǎn)體具有頂部圓所述夾角α為30°。所述夾角α為60°。所述旋轉(zhuǎn)體的母線為拋物線。所述旋轉(zhuǎn)體的母線為雙曲線。所述旋轉(zhuǎn)體的母線為直線。所述旋轉(zhuǎn)體的底面與一個圓柱體同軸結(jié)合并圓滑過渡，所述圓柱體的半徑不大于所述旋轉(zhuǎn)體的底面半徑。所述頂部圓角的半徑是所述旋轉(zhuǎn)體的底面半徑的0. 2倍。用本發(fā)明的頂頭成型管道支管的工藝，包括以下步驟
a.在待成型管道上劃線，確定支管的位置；
b.將待成型管道和帶有一成型孔的成型模具根據(jù)所述劃線確定的支管位置進(jìn)行安裝和定位，將頂頭驅(qū)動裝置置于待成型管道的內(nèi)部，并將與成型模具配套的所述頂頭安置在所述頂頭驅(qū)動裝置上；
c.加熱，將步驟a中的劃線部位加熱到950-1100°C；
d.驅(qū)動變形，開啟所述頂頭驅(qū)動裝置，推動所述頂頭，在所述支管位置形成支管。用本發(fā)明的頂頭成型超級管道支管的工藝，所述步驟b中的具體安裝和定位過程為將成型模具安裝在成型模具驅(qū)動裝置上，開啟所述成型模具驅(qū)動裝置，使所述成型模具隨所述成型模具驅(qū)動裝置的驅(qū)動與所述待成型的管道的劃線部位的外圓面緊固貼合，并將所述成型孔與所述劃線確定的支管位置對正，所述待成型管道的另一側(cè)的外圓面與一緊固裝置固定貼合。用本發(fā)明的頂頭成型超級管道支管的工藝，完成所述步驟a之后，在所述劃線確定的支管位置上開一個小孔，待完成所述步驟b和c之后，在所述步驟d中將所述頂頭對準(zhǔn)所述小孔，在所述支管位置形成支管。用本發(fā)明的頂頭成型超級管道支管的工藝，所述頂頭驅(qū)動裝置為液壓缸。用本發(fā)明的頂頭成型超級管道支管的工藝，所述成型模具驅(qū)動裝置為油壓機(jī)。用本發(fā)明的頂頭成型超級管道支管的工藝，所述緊固裝置為模具。
用本發(fā)明的頂頭成型超級管道支管的工藝，所述步驟c中采用帶導(dǎo)磁體的中頻感應(yīng)方式加熱。用本發(fā)明的頂頭成型超級管道支管的工藝，所述步驟c中的加熱溫度為1050°C。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)
1.本發(fā)明提供的用于超級管道支管成型的頂頭，所述旋轉(zhuǎn)體的母線或者母線上各點(diǎn)的切線與所述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)軸的夾角α為15° -70°，采用這一角度范圍使得旋轉(zhuǎn)體的母線與水平面形成的坡度保持在合理的范圍內(nèi)，從而保證了在利用本發(fā)明的頂頭進(jìn)行管道支管成型時，所述頂頭的工作端的側(cè)面始終會給待成型部位一個側(cè)壓力，這個側(cè)壓力將有效緩解頂制過程中的切應(yīng)力產(chǎn)生的應(yīng)力集中，使得該頂頭適用于各種尺寸的支管成型。其中，α 為30°和60°時，所述頂頭的工作端的側(cè)面給待成型部位的側(cè)壓力對應(yīng)力集中的緩解效果最好。2.本發(fā)明提供的用于超級管道支管成型的頂頭工作端為旋轉(zhuǎn)體，優(yōu)選為母線為直線，即旋轉(zhuǎn)體為圓錐體，該圓錐體的頂部圓角在支管成型過程中首先與待成型管道的待成型部位接觸，在頂制的初期，所述圓錐體的頂部圓角在待成型管道的待成型部位的力的作用線經(jīng)過待成型部位的中心，并且與成型模具在待成型管道的待成型部位上的力的作用點(diǎn)相隔較遠(yuǎn)，因此成型模具對待成型部位的作用力與頂部圓角對待成型部位的作用力之間形成一個較大的彎矩，促使待成型部位彎曲變形，有利于頂頭向待成型部位的進(jìn)一步深入， 隨著頂制過程的進(jìn)行，圓錐體的頂部圓角在待成型部位的力的作用線逐漸偏離中心，促使待成型部位發(fā)生彎曲變形，此時頂頭的圓錐體的側(cè)面將給待成型部位一個側(cè)壓力，中和了一部分使待成型部位發(fā)生裂紋和斷裂的拉應(yīng)力，改善了該部位的應(yīng)力狀態(tài)，既促使了變形的進(jìn)行又避免了發(fā)生斷裂的可能，當(dāng)旋轉(zhuǎn)體的母線或母線上各點(diǎn)的切線與所述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)軸的夾角α為15° -70°時，可分別用于大支管成型和小支管成型；同時，由于采用帶有圓錐體的頂頭相對采用橢球形的頂頭來說，圓錐體對待成型部位具有更大的穿透作用， 在變形過程的前期能夠有效的擴(kuò)大支管孔，并使變形部位有效減薄，并且待成型部位易于發(fā)生彎曲變形，從而使得采用圓錐形頂頭可以降低支管成型的整體溫度。另外，本發(fā)明的頂頭還包括一個與所述圓錐體同軸結(jié)合的圓柱體，該圓柱體方便了頂頭與頂頭驅(qū)動裝置的安置，當(dāng)所述圓錐體的底面半徑等于所述圓柱體的頂面半徑時，所述圓柱體起到對支管孔定徑和整形的作用。3.本發(fā)明提供的用于超級管道支管成型的頂頭，所述頂部圓角的半徑是所述旋轉(zhuǎn)體的底面半徑的0. 2倍，這樣可以保證所述頂頭具有較好的擴(kuò)孔效果。4.利用本發(fā)明的頂頭來進(jìn)行超級管道的支管成型，在待成型管道上劃
線；確定支管位置后，將待成型管道和帶有一成型孔的成型模具根據(jù)所述劃線確定的支管位置進(jìn)行安裝和定位，將頂頭驅(qū)動裝置置于待成型管道的內(nèi)部，并將與成型模具配套的所述頂頭安置在所述頂頭驅(qū)動裝置上；安裝定位結(jié)束后，對劃線確定的支管位置進(jìn)行加熱，待加熱到950-1100°C時，開啟所述頂頭驅(qū)動裝置，推動所述頂頭，在所述支管位置形成支管。在變形初期，本發(fā)明提供的旋轉(zhuǎn)體的頂部圓角在待成型管道的待成型部位的力的作用線經(jīng)過待成型部位的中心，并且與成型模具在待成型管道的待成型模具上的力的作用點(diǎn)相隔較遠(yuǎn)，因此成型模具對待成型部位的作用力與頂頭的頂部圓角對待成型部位的作用力之間形成一個彎矩，促使待成型部位彎曲變形，有利于頂頭向待成型部位的進(jìn)一步深入，隨著頂制過程的進(jìn)行，頂頭旋轉(zhuǎn)體在待成型部位的力的作用線逐漸偏離中心，促使待成型部位發(fā)生彎曲變形，此時頂頭的旋轉(zhuǎn)體的側(cè)面將給待成型部位一個側(cè)壓力，中和了一部分使待成型部位發(fā)生裂紋和斷裂的拉應(yīng)力，改善了該部位的應(yīng)力狀態(tài)，既促使了變形的進(jìn)行又避免了發(fā)生斷裂的可能。當(dāng)旋轉(zhuǎn)體的母線或母線上各點(diǎn)的切線與所述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)軸的夾角α為15° -70°時，分別用于大支管和小支管。同時，當(dāng)頂頭優(yōu)選為圓錐體時，相對采用橢球形的頂頭來說，圓錐體對待成型部位具有更大的穿透作用，在變形過程的前期能夠有效的擴(kuò)大支管孔，并使變形部位有效減薄，并且待成型部位易于發(fā)生彎曲變形，從而使得采用圓錐形頂頭可以降低支管成型的整體溫度。另外，本發(fā)明的頂頭還包括一個與所述旋轉(zhuǎn)體的底面同軸結(jié)合的圓柱體，該圓柱體方便了頂頭與頂頭驅(qū)動裝置的安置，當(dāng)所述旋轉(zhuǎn)體的底面半徑等于所述圓柱體的頂面半徑時，所述圓柱體起到對支管孔定徑和整形的作用。5.本發(fā)明提供的超級管道的支管成型工藝，將成型模具安裝在成型模具驅(qū)動裝置上，開啟所述成型模具驅(qū)動裝置，使所述成型模具隨所述成型模具驅(qū)動裝置的驅(qū)動與所述待成型的管道的劃線部位的外圓面緊固貼合，并將所述成型孔與所述劃線確定的支管位置對正，這樣的安裝方式將使得成型模具隨著成型模具裝置的驅(qū)動而定位，從而根據(jù)待成型管道上不同的支管成型位置將成型模具定位，適應(yīng)了不用支管成型位置對成型模具的不同的定位需要。6.利用本發(fā)明的超級管道支管成型工藝，在在完成所述步驟a之后，在所述劃線確定的支管位置上開一個小孔，這樣在頂制的過程中，由于頂頭的錐體具有較強(qiáng)的穿透作用，將起到很好的擴(kuò)孔效果，有利于整個支管成型的進(jìn)行。7.本發(fā)明提供的超級管道的支管成型工藝，所述頂頭驅(qū)動裝置為液壓缸。使用液壓缸尤其是使用油壓千斤頂作為頂頭驅(qū)動裝置相對于對比文件中采用專用的模壓機(jī)驅(qū)動不但節(jié)省了生產(chǎn)成本也方便了使用。8.本發(fā)明提供的超級管道的支管成型工藝，所述成型模具驅(qū)動裝置為油壓機(jī)。采用普通油壓機(jī)作為成型模具驅(qū)動裝置并通過驅(qū)動使成型模具與待成型管道的外表面貼合， 相對于對比文件中通過外模具自身固定來說，具有更優(yōu)的固定效果。9.本發(fā)明提供的超級管道的支管成型工藝，所述緊固裝置采用模具。提高了固定效果，避免了由于固定不牢從而使頂制動作不能產(chǎn)生效果的意外的發(fā)生。10.本發(fā)明提供的超級管道的支管成型工藝，所述步驟c中采用帶導(dǎo)磁體的中頻感應(yīng)方式加熱，采用帶導(dǎo)磁體的中頻感應(yīng)方式加熱相對與對比文件中的普通的中頻感應(yīng)加熱，減小了加熱時的熱影響區(qū)。降低了加熱溫度，從而節(jié)省了時間，提高了效率。11.本發(fā)明提供的超級管道支管成型工藝，所述加熱溫度為1050°C。將劃線部位加熱到這一溫度，與對比文件中將溫度加熱到1150°C -1200°C相比，溫度降低了超過100°C， 在這一溫度變形既降低了加熱時間，又能保證變形的順利進(jìn)行。


為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本發(fā)明的具體實施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。圖1是利用本發(fā)明的母線為直線的頂頭來進(jìn)行超級管道支管成型工藝的某一時刻剖視圖。
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圖2是利用本發(fā)明的母線為拋物線的頂頭來進(jìn)行超級管道支管成型工藝的某一時刻剖視圖。圖3是利用本發(fā)明的母線為雙曲線的頂頭來進(jìn)行超級管道支管成型工藝的某一時刻剖視圖。圖4是α為30°時母線為直線的頂頭的放大示意圖。圖5是α為60°時母線為直線的頂頭的放大示意圖。圖6是α為15°時母線為直線的頂頭的放大示意圖。圖7是α為70°時母線為直線的頂頭的放大示意圖。圖8是本發(fā)明的頂部圓角的半徑是旋轉(zhuǎn)體底面半徑0. 2倍時的放大示意圖。圖9是本發(fā)明的母線為拋物線的頂頭的放大示意圖。圖10是本發(fā)明的母線為雙曲線的頂頭的放大示意圖。圖11是本發(fā)明的母線為雙曲線的頂頭的底面與圓臺結(jié)合的放大示意圖。圖中附圖標(biāo)記表示為1-頂頭，2-旋轉(zhuǎn)體，3-頂部圓角，4-成型模具，5-待成型管道，6-模具，7-油壓千斤頂，8-成型孔，9-圓柱體。
具體實施例方式實施例1
本實施例中，用于超級管道支管成型的頂頭1的工作端為旋轉(zhuǎn)體2的一段，在此所述旋轉(zhuǎn)體2的母線為直線，即所述旋轉(zhuǎn)體2為圓錐體2，所述圓錐體2的一段的截面積沿所述頂頭1的前進(jìn)方向逐漸減小，所述圓錐體2的母線與所述圓錐體2的中心線間的夾角α為 15° (見圖6)；所述圓錐體2具有頂部圓角3，在本實施例中，所述頂部圓角3的半徑為圓錐體2底面半徑的0. 2倍(見圖8)；本實施例中的所述圓錐體2的底面與一個圓柱體9同軸結(jié)合并圓滑過渡，所述圓柱體9的半徑等于所述圓錐體2的底面半徑(見圖4-圖7)。另外，在本發(fā)明的其他實施例中，當(dāng)所述頂頭(1)的工作端是其他旋轉(zhuǎn)體的一段時，例如是旋轉(zhuǎn)雙曲面的一段或者是旋轉(zhuǎn)拋物面的一段時，所述旋轉(zhuǎn)曲面2的底面同樣可以與一個圓柱體9同軸結(jié)合并圓滑過渡，所述圓柱體9的底面半徑等于所述曲面錐體2的底面半徑(見圖9和圖10)。本實施例中，利用本發(fā)明的頂頭1來進(jìn)行超級管道支管成型的工藝流程為
a.在待成型管道5的待成型部位劃線，確定成型支管的位置；
b.在所述劃線確定的支管位置上開一個小孔；
c.安裝待成型管道5和所需要的模具(見圖1):將帶有一成型孔8的成型模具4安裝在成型模具驅(qū)動裝置上，此處，成型模具驅(qū)動裝置采用普通油壓機(jī)，開啟普通油壓機(jī)，使成型模具4隨油壓機(jī)的驅(qū)動與待成型的管道5的劃線部位的外圓面緊固貼合，并使得所述成型孔8與所述劃線確定的支管位置對正，所述待成型管道5的另一側(cè)的外圓面通過一模具6 固定。將頂頭驅(qū)動裝置7置于待成型管道5的內(nèi)部，此處，頂頭驅(qū)動裝置7為油壓千斤頂， 而后，將與成型模具4配套的所述頂頭1對正安置在所述油壓千斤頂7上；
d.加熱將帶有導(dǎo)磁體的中頻加熱裝置移到待成型管道5內(nèi)部的所述劃線部位的下端，開啟加熱裝置，將劃線部位加熱到1050°C ；
e.驅(qū)動變形將帶有導(dǎo)磁體的中頻加熱裝置移開，將所述頂頭1對準(zhǔn)所述小孔，開啟油壓千斤頂7推動頂頭1頂制。實施例2
本實施例中，用于超級管道支管成型的頂頭1的工作端為旋轉(zhuǎn)體2的一段，在此所述旋轉(zhuǎn)體2的母線為直線，即所述旋轉(zhuǎn)體2為圓錐體2，所述圓錐體2的一段的截面積沿所述頂頭1的前進(jìn)方向逐漸減小，所述圓錐體2的母線與所述圓錐體2的中心線間的夾角α為 70° (見圖7)，所述圓錐體2具有頂部圓角3，在本實施例中，所述頂部圓角3的半徑為圓錐體2底面半徑的0. 2倍(見圖8)；本實施例中的所述圓錐體2的底面與一個圓柱體9同軸結(jié)合并圓滑過渡，所述圓柱體9的半徑等于所述圓錐體2的底面半徑(見圖4-圖7)。本實施例中，利用本發(fā)明的頂頭1來進(jìn)行超級管道支管成型的工藝流程為
a.在待成型管道5的待成型部位劃線，確定成型支管的位置；
b.在所述劃線確定的支管位置上開一個小孔；
c.安裝待成型管道5和所需要的模具(見圖1):將帶有一成型孔8的成型模具4安裝在成型模具驅(qū)動裝置上，此處，成型模具驅(qū)動裝置采用普通油壓機(jī)，開啟普通油壓機(jī)，使成型模具4隨油壓機(jī)的驅(qū)動與待成型的管道5的劃線部位的外圓面緊固貼合，并使得所述成型孔8與所述劃線確定的支管位置對正，所述待成型管道5的另一側(cè)的外圓面通過一模具6 固定。將頂頭驅(qū)動裝置7置于待成型管道5的內(nèi)部，此處，頂頭驅(qū)動裝置7為油壓千斤頂， 而后，將與成型模具4配套的所述頂頭1對正安置在所述油壓千斤頂7上；
d.加熱將帶有導(dǎo)磁體的中頻加熱裝置移到待成型管道5內(nèi)部的所述劃線部位的下端，開啟加熱裝置，將劃線部位加熱到1050°C ；
e.驅(qū)動變形將帶有導(dǎo)磁體的中頻加熱裝置移開，將所述頂頭1對準(zhǔn)所述小孔，開啟油壓千斤頂7推動頂頭1頂制。實施例3
本實施例中，用于超級管道支管成型的頂頭1的工作端為旋轉(zhuǎn)體2的一段，在此所述旋轉(zhuǎn)體2的母線為直線，即所述旋轉(zhuǎn)體2為圓錐體2，所述圓錐體2的截面積沿所述頂頭1的前進(jìn)方向逐漸減小，所述圓錐體2的母線與所述圓錐體2的中心線間的夾角α為α30° (見圖4);所述圓錐體2具有頂部圓角3，在本實施例中，所述頂部圓角3的弧對應(yīng)的弦長是圓錐體2底面半徑的0. 2倍(見圖8);本實施例中的所述圓錐體2的底面與一個圓柱體9同軸結(jié)合并圓滑過渡，所述圓柱體9的半徑等于所述圓錐體2的底面半徑(見圖4-圖7)。本實施例中，利用本發(fā)明的頂頭1來進(jìn)行超級管道支管成型的工藝流程為
a.在待成型管道5的待成型部位劃線，確定成型支管的位置；
b.在所述劃線確定的支管位置上開一個小孔；
c.安裝待成型管道5和所需要的模具(見圖1):將帶有一成型孔8的成型模具4安裝在成型模具驅(qū)動裝置上，此處，成型模具驅(qū)動裝置采用普通油壓機(jī)，開啟普通油壓機(jī)，使成型模具4隨油壓機(jī)的驅(qū)動與待成型的管道5的劃線部位的外圓面緊固貼合，并使得所述成型孔8與所述劃線確定的支管位置對正，所述待成型管道5的另一側(cè)的外圓面通過一模具6 固定。將頂頭驅(qū)動裝置7置于待成型管道5的內(nèi)部，此處，頂頭驅(qū)動裝置7為油壓千斤頂， 而后，將與成型模具4配套的所述頂頭1對正安置在所述油壓千斤頂7上；
d.加熱將帶有導(dǎo)磁體的中頻加熱裝置移到待成型管道5內(nèi)部的所述劃線部位的下端，開啟加熱裝置，將劃線部位加熱到1050°C ；e.驅(qū)動變形將帶有導(dǎo)磁體的中頻加熱裝置移開，將所述頂頭1對準(zhǔn)所述小孔，開啟油壓千斤頂7推動頂頭1頂制。實施例4
本實施例中，用于超級管道支管成型的頂頭1的工作端為旋轉(zhuǎn)體2的一段，在此所述旋轉(zhuǎn)體2的母線為直線，即所述旋轉(zhuǎn)體2為圓錐體2，所述圓錐體2的一段的截面積沿所述頂頭1的前進(jìn)方向逐漸減小，所述圓錐體2的母線與所述圓錐體2的中心線間的夾角α為 60° (見圖5)；所述圓錐體2具有頂部圓角3，在本實施例中，所述頂部圓角3的弧對應(yīng)的半徑是所述圓錐體2底面半徑的0. 2倍(見圖8)；本實施例中的所述圓錐體2的底面與一個圓柱體9同軸結(jié)合并圓滑過渡，所述圓柱體9的半徑等于所述圓錐體2的底面半徑(見圖 4-圖 7)。本實施例中，利用本發(fā)明的頂頭1來進(jìn)行超級管道支管成型的工藝流程為
a.在待成型管道5的待成型部位劃線，確定成型支管的位置；
b.在所述劃線確定的支管位置上開一個小孔；
c.安裝待成型管道5和所需要的模具(見圖1):將帶有一成型孔8的成型模具4安裝在成型模具驅(qū)動裝置上，此處，成型模具驅(qū)動裝置采用普通油壓機(jī)，開啟普通油壓機(jī)，使成型模具4隨油壓機(jī)的驅(qū)動與待成型的管道5的劃線部位的外圓面緊固貼合，并使得所述成型孔8與所述劃線確定的支管位置對正，所述待成型管道5的另一側(cè)的外圓面通過一模具6 固定。將頂頭驅(qū)動裝置7置于待成型管道5的內(nèi)部，此處，頂頭驅(qū)動裝置7為油壓千斤頂， 而后，將與成型模具4配套的所述頂頭1對正安置在所述油壓千斤頂7上；
d.加熱將帶有導(dǎo)磁體的中頻加熱裝置移到待成型管道5內(nèi)部的所述劃線部位的下端，開啟加熱裝置，將劃線部位加熱到1050°C ；
e.驅(qū)動變形將帶有導(dǎo)磁體的中頻加熱裝置移開，將所述頂頭1對準(zhǔn)所述小孔，開啟油壓千斤頂7推動頂頭1頂制。實施例5
在本實施例中，用于超級管道支管成型的頂頭1的工作端為旋轉(zhuǎn)體2的一段，在此，所述旋轉(zhuǎn)體2的母線為拋物線，即所述旋轉(zhuǎn)體2的截面是一個拋物面(見圖9)，所述旋轉(zhuǎn)體2 的母線上各點(diǎn)的切線與所述旋轉(zhuǎn)軸的夾角為15° -70°，其中α優(yōu)選為30°和60°，所述旋轉(zhuǎn)體2具有頂部圓角3，在本實施中所述頂部圓角3的半徑是所述旋轉(zhuǎn)體底面半徑的0. 2 倍；本實施例中的所述旋轉(zhuǎn)體2的底面與一個圓柱體9同軸結(jié)合并圓滑過渡，所述圓柱體9 的半徑等于所述旋轉(zhuǎn)體2的底面半徑。當(dāng)然，與本發(fā)明的所述旋轉(zhuǎn)體2的底面同軸結(jié)合并圓滑過渡的除了本發(fā)明中提及的圓柱體9外，還可以是圓臺等形狀。圖11給出的頂頭，與旋轉(zhuǎn)體2同軸結(jié)合并圓滑過渡的為圓臺。本實施例中利用本發(fā)明的頂頭1來進(jìn)行超級管道支管成型的工藝流程為
a.在待成型管道5的待成型部位劃線，確定成型支管的位置；
b.在所述劃線確定的支管位置上開一個小孔；
c.安裝待成型管道5和所需要的模具(見圖2):將帶有一成型孔8的成型模具4安裝在成型模具驅(qū)動裝置上，此處，成型模具驅(qū)動裝置采用普通油壓機(jī)，開啟普通油壓機(jī)，使成型模具4隨油壓機(jī)的驅(qū)動與待成型的管道5的劃線部位的外圓面緊固貼合，并使得所述成型孔8與所述劃線確定的支管位置對正，所述待成型管道5的另一側(cè)的外圓面通過一模具6 固定。將頂頭驅(qū)動裝置7置于待成型管道5的內(nèi)部，此處，頂頭驅(qū)動裝置7為油壓千斤頂， 而后，將與成型模具4配套的所述頂頭1對正安置在所述油壓千斤頂7上；
d.加熱將帶有導(dǎo)磁體的中頻加熱裝置移到待成型管道5內(nèi)部的所述劃線部位的下端，開啟加熱裝置，將劃線部位加熱到950°C ；
e.驅(qū)動變形將帶有導(dǎo)磁體的中頻加熱裝置移開，將所述頂頭1對準(zhǔn)所述小孔，開啟油壓千斤頂7推動頂頭1頂制。實施例6
在本實施例中，用于超級管道支管成型的頂頭1的工作端為旋轉(zhuǎn)體2的一段，在此，所述旋轉(zhuǎn)體2的母線為雙曲線(見圖10)，所述旋轉(zhuǎn)體2的母線上各點(diǎn)的切線與其旋轉(zhuǎn)軸的夾角為15° -70°，其中α優(yōu)選為30°和60°，所述旋轉(zhuǎn)體2具有頂部圓角3，在本實施例中所述頂部圓角3的半徑是所述旋轉(zhuǎn)體2的底面半徑的0. 2倍；本實施例中的所述旋轉(zhuǎn)體2 的底面與一個圓柱體9同軸結(jié)合并圓滑過渡，所述圓柱體9的半徑不大于所述旋轉(zhuǎn)體2的底面半徑。本實施例中利用本發(fā)明的頂頭1來進(jìn)行超級管道支管成型的工藝流程為
a.在待成型管道5的待成型部位劃線，確定成型支管的位置；
b.在所述劃線確定的支管位置上開一個小孔；
c.安裝待成型管道5和所需要的模具(見圖3):將帶有一成型孔8的成型模具4安裝在成型模具驅(qū)動裝置上，此處，成型模具驅(qū)動裝置采用普通油壓機(jī)，開啟普通油壓機(jī)，使成型模具4隨油壓機(jī)的驅(qū)動與待成型的管道5的劃線部位的外圓面緊固貼合，并使得所述成型孔8與所述劃線確定的支管位置對正，所述待成型管道5的另一側(cè)的外圓面通過一模具6 固定。將頂頭驅(qū)動裝置7置于待成型管道5的內(nèi)部，此處，頂頭驅(qū)動裝置7為油壓千斤頂， 而后，將與成型模具4配套的所述頂頭1對正安置在所述油壓千斤頂7上；
d.加熱將帶有導(dǎo)磁體的中頻加熱裝置移到待成型管道5內(nèi)部的所述劃線部位的下端，開啟加熱裝置，將劃線部位加熱到1000°C ；
e.驅(qū)動變形將帶有導(dǎo)磁體的中頻加熱裝置移開，將所述頂頭1對準(zhǔn)所述小孔，開啟油壓千斤頂7推動頂頭1頂制。顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。
權(quán)利要求
1.一種用于超級管道支管成型的頂頭(1)，其特征在于所述頂頭(1)的工作端為旋轉(zhuǎn)體(2)的一段，所述旋轉(zhuǎn)體(2)的一段的截面積沿所述頂頭(1)的前進(jìn)方向逐漸減小，所述旋轉(zhuǎn)體(2)的母線或母線上各點(diǎn)的切線與所述旋轉(zhuǎn)體(2)的旋轉(zhuǎn)軸的夾角α為 15° -70°，所述旋轉(zhuǎn)體(2)具有頂部圓角(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頂頭(1)，其特征在于所述夾角α為30°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頂頭(1)，其特征在于所述夾角α為60°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的用于超級管道支管成型的頂頭(1)，其特征在于 所述旋轉(zhuǎn)體(2)的母線為拋物線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的用于超級管道支管成型的頂頭(1)，其特征在于 所述旋轉(zhuǎn)體(2)的母線為雙曲面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的用于超級管道支管成型的頂頭(1)，其特征在于 所述旋轉(zhuǎn)體(2)的母線為直線。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的頂頭(1)，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)體(2)的底面與一個圓柱體(9)同軸結(jié)合并圓滑過渡，所述圓柱體(9)的半徑不大于所述旋轉(zhuǎn)體(2)的底面半徑。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項所述的頂頭(1)，其特征在于所述頂部圓角(3)的半徑是所述旋轉(zhuǎn)體(2)底面半徑的0. 2倍。
9.利用權(quán)利要求1-8中任一項所述的頂頭(1)來進(jìn)行超級管道支管成型的工藝，包括以下步驟a.在待成型管道(5)上劃線，確定支管的位置；b.將待成型管道(5)和帶有一成型孔(8 )的成型模具(4 )根據(jù)所述劃線確定的支管位置進(jìn)行安裝和定位，將頂頭驅(qū)動裝置(7)置于待成型管道(5)的內(nèi)部，并將與成型模具(4) 配套的所述頂頭(1)安置在所述頂頭驅(qū)動裝置(7)上；c.加熱，將步驟a中的劃線部位加熱到950-1100°C；d.驅(qū)動變形，開啟所述頂頭驅(qū)動裝置(7)，推動所述頂頭(1)，在所述支管位置形成支管。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的超級管道支管成型工藝，其特征在于所述步驟b中的具體安裝和定位過程為將成型模具(4)安裝在成型模具驅(qū)動裝置上，開啟所述成型模具驅(qū)動裝置，使所述成型模具(4)隨所述成型模具驅(qū)動裝置的驅(qū)動與所述待成型的管道(5)的劃線部位的外圓面緊固貼合，并將所述成型孔(8)與所述劃線確定的支管位置對正，所述待成型管道(5)的另一側(cè)的外圓面與一緊固裝置(6)固定貼合。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或者10所述的超級管道支管成型工藝，其特征在于完成所述步驟a之后，在所述劃線確定的支管位置上開一個小孔，待完成所述步驟b和c之后，在所述步驟d中將所述頂頭(1)對準(zhǔn)所述小孔，在所述支管位置形成支管。
12.根據(jù)權(quán)利要求9-11中任一項所述的超級管道支管成型工藝，其特征在于所述頂頭驅(qū)動裝置(7)為液壓缸。
13.根據(jù)權(quán)利要求9-12中任一項所述的超級管道支管成型工藝，其特征在于所述成型模具驅(qū)動裝置為油壓機(jī)。
14.根據(jù)權(quán)利要求10-13中任一項所述的超級管道支管成型工藝，其特征在于所述緊固裝置為模具(6)。
15.根據(jù)權(quán)利要求9-14中任一項所述的超級管道支管成型工藝，其特征在于所述步驟c中采用帶導(dǎo)磁體的中頻感應(yīng)方式加熱。
16.根據(jù)權(quán)利要求9-15中任意一項所述的超級管道支管成型工藝，其特征在于所述步驟c中的加熱溫度為1050°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及超級管道成型領(lǐng)域。本發(fā)明提供的用于超級管道支管成型的頂頭，所述頂頭的工作端為旋轉(zhuǎn)體的一段，所述旋轉(zhuǎn)體的一段的截面積沿所述頂頭的前進(jìn)方向逐漸減小，所述旋轉(zhuǎn)體的母線或母線上各點(diǎn)的切線與所述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)軸的夾角α為15°-70°，所述旋轉(zhuǎn)體具有頂部圓角。采用本發(fā)明的頂頭和工藝來進(jìn)行超級管道支管成型可以成形各種尺寸的支管，降低了變形溫度，減小了支管的裂紋和斷裂幾率。
文檔編號B21J5/06GK102161071SQ201110021768
公開日2011年8月24日 申請日期2011年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月19日
發(fā)明者叢相州, 孫立明, 安錦平, 彭先寬, 朱仲禮, 郭磊 申請人:北京國電富通科技發(fā)展有限責(zé)任公司