CN1019752B - 有底圆筒的缩口装置 - Google Patents
有底圆筒的缩口装置Info
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Abstract
本发明属于有底圆筒的缩口装置。现有技术在使用通用高压气体发生源时，只能对薄壁的和缩口系数较大的工件缩口。本发明将成型模装联于由活塞、密封圈、增压气缸和下座组成的可开合的封闭机构中，封闭机构上设置有排气孔和开闭控制元件，增压气缸或下座上开有进气口，缩口上模与活塞装联，本发明在使用通用高压气体发生源对有底圆筒进行缩口时，既能用于壁厚较厚的工件，又可一次缩口就达到较小缩口系数，工效大大提高。
Description
本发明属于冷冲压技术中对有底圆筒进行缩口的装置。
现有技术在对有底圆筒应用模具成型法进行缩口时，当采用无支承缩口法时，工件缩口部分的材料由于受缩口上膜的切向压应力的作用而又无滑动外支承模的包容和支承，所以最易失稳而发生起皱现象;当采用外支承缩口法时，工件缩口部分的材料在滑动外支承模的包容和支承下由缩口上模缩口，失稳现象有所改善，但要得到尽可能小的缩口系数（缩口后的工件直径/缩口前的工件直径）时，为了避免材料失稳起皱，需经过多次缩口;如采用内外支承法时，尽管材料最难失稳起皱，且一次缩口能得到较小的缩口系数，但在成型后内支承无法取出。US3812696专利公开了一种采用高压气体作为内支承的缩口装置，该装置的缩口上模上开有气流通道，气流通道与气体压力源相通，底部支承固定在下座上，缩口上模固定在滑座上，以便相对于下座作相对运动，在缩口过程中，当工件与缩口上模紧密贴合形成密封腔后，气流由通道注入密封腔的内部，该装置不设外支承，用由缩口上模和底部支承组成的成型模以及置于工件与缩口上模紧密贴合所形成的密封腔内的高压气体内支承对工件进行缩口，但这种缩口装置的不足之处在于使用通用高压气体发生源（一般最大压力为0.7MPa）的情况下，只能用于薄壁的且缩口系数较大的工
件的缩口，例如壁厚极薄的且缩口系数较大的易拉罐（其壁厚一般仅0.15mm），原因是随着工件的壁厚增大和缩口系数的减小，对密封腔内的高压气体内支承的气压要求就越高。
本发明的目的是提出在使用通用高压气体发生源对有底圆筒进行缩口时，能使高压气体的气压增高从而扩大缩口工件壁厚的适用范围和降低缩口系数的缩口装置。
本发明关于有底圆筒的缩口装置有两种类型，它们都具有由缩口上模、滑动外支承和底部支承组成的成型模，还有外支承复位元件和下座，并同时具有下列两种类型的技术方案之一种：
（一）该装置具有一个由活塞、密封圈以及可以作相对运动的增压气缸和下座组成的可开合的封闭机构，封闭机构上设置有排气孔和开闭控制元件，而上述成型模装联于该封闭机构内部，且缩口上模与活塞装联，增压气缸或下座上开有进气口，该进气口经开闭控制元件与高压气体发生源相接通。
在增压气缸或下座上开有进气口，该进气口经开闭控制元件与高压气体发生源相接通，是为了减轻活塞对气体增压的工作量。至于封闭机构采用活塞、密封圈以及可以作相对运动的增压气缸和下座组成的气缸活塞结构型式，其好处在于它通过自身的活塞运动，既可以进一步压缩增压气缸内部气体的体积以形成高压气体，又可推动缩口上模完成对工件的缩口，一举而多得。
（二）该装置的缩口上模上开有进气口，且该装置具有一个由活塞、密封圈以及可以作相对运动的增压气缸和缩口上模组成的增压机构，缩口上模与增压气缸装联，增压气缸上开有进气
口，该进气口经开闭控制元件与高压气体发生源相接通。
在增压气缸上开有进气口，该进气口经开闭控制元件与高压气体发生源相接通是为了减轻活塞对气体增压的工作量。同样道理，该装置的增压机构采用由活塞、密封圈以及可以作对相运动的增压气缸和缩口上模组成的结构形式，且缩口上模上的进气口与增压气缸的内部空腔直接相通，其好处也是在于：它通过自身的活塞运动，既可进一步压缩气缸内部气体的体积以形成高压气体，又可推动缩口上模完成对工件的缩口，一举而多得。
上述装置的两种类型的技术方案中，外支承复位元件可以是弹簧或橡胶件等，也可以是液压伸缩元件，或者是由穿过下座上带有密封圈的孔的杆件，与设置在升降台面的凹孔内的弹簧组成等等。设置在进气口处或排气孔处的开闭控制元件，可以是单个零件，例如阀芯或阀片等构件，也可以是由多个零件组装而成，例如电磁阀，截止阀等，它们的作用都是适时地控制进气口或排气孔的开通和闭塞。
本发明的缩口装置与US3812696专利设备相比较，在使用通用高压气体发生源（一般最大压力为0.7MPa）对有底圆筒工件进行缩口时，本缩口方法及装置对工件壁厚的适用范围大，能用于壁厚较厚的工件的缩口。原因是，本缩口装置中所采用的封闭机构或增压机构能对进入增压气缸内的高压气体进一步增压，使通用高压气体发生源提供的高压气体的压力在增压气缸内猛增5倍以上，由于作为内支承压力增大了，因而对工件的支承作用也就大大提高，就能对壁厚较厚（例如1.5mm以下）且缩口系数较
小的工件的缩口产生有效的支承，同时与US3812696专利设备相比较，对工件的缩口系数也较小，提高了劳动生产率，原因是在使用通用高压气体发生源对同一壁厚的工件进行缩口时，由于本缩口装置能产生高出其数倍的气体压力，作为工件缩口内支承的空气压力增强了，支承作用大大提高，就必然能大大降低对工件的缩口系数，即一次缩口就能达到较小的缩口系数。再者，本发明的缩口装置，当活塞带动缩口上模对工件口部进行缩口的瞬间，工件与缩口上模形成的密封腔内部的高压气体内支承已形成（对于第一种装置来说，只要多设排气口和增大排气口截面积，就能在瞬间完成排气而形成密封腔内外高压差。对于第二种装置来说，则是明显可见的）。而对于US3812696专利设备，当机床上滑块带动缩口上模对工件口部进行缩口的瞬间，工件与缩口上模形成的密封腔内部的高压气体内支承尚未形成，而高效率的冷冲压缩口工艺，其缩口时间是极短的，而向缩口上模和工件所形成的密封腔内充入高压气体，又必须在缩口开始阶段的瞬间完成，因为一旦工件失稳起皱，再充气就失效了，而在这极短的瞬间，要使密封腔内气压达到工件缩口所需的预定值，这对于内支承气压要求很高的厚壁且缩口系数又小的工件缩口来说，即使采用特殊高压的专用高压空气发生源也是很难达到的。
下面结合附图对本发明的缩口装置进行具体描述。
图1，一种具有封闭机构的有底圆筒缩口装置的剖视图。
图2，图1的A-A剖视图。
图3，一种缩口上模上的进气口与增压气缸的内部空腔直接
相通的缩口装置剖视图。
图1所示为本发明的第一种类型的缩口装置，该装置具有一个由活塞（4）、密封圈（3）以及可以相对运动的增压气缸（2）和下座（14）组成的可开合的封闭机构，而由缩口上模（5）、滑动外支承（6）和底部支承（15）组成的成型模装联于该封闭机构内部。增压气缸（2）与固定机架（1）装联。由升降台面（16）的上下运动可造成下座（14）与增压气缸（2）的相对运动。使封闭机构完成打开和闭合的动作。缩口上模（5）与活塞（4）装联，由活塞（4）的向下运动可起到压缩封闭机构内部气体的体积和推动缩口上模（5）对工件（7）进行缩口的作用。为减轻由活塞（4）对气体进行增压的工作量，在增压气缸（2）上开有进气口（9）。该进气口（9）经开闭控制元件（10）与高压气体发生源（图中未画）相接通。下座（14）上装有开闭控制元件（8）和复位元件（13），并开有排气孔（11），开闭控制元件（8）的作用是在缩口过程中，当滑动外支承（6）滑动到一定位置时，使排气孔（11）打开，并在缩口完成后适时关闭，图中进气口（9）处的开闭控制元件（10）选用的是二位二通电磁阀。复位元件（13）选用的是压缩弹簧，当排气孔（11）处的开闭控制元件（8）选用的是活动阀芯时，它可以借助复位元件（13）即压缩弹簧复位（或则也可以与滑动外支承（6）装联）以便关闭排气孔（11），为防止压缩弹簧失稳，可在滑动外支承（6）或下座（14）上装有或置有若干个芯棒（12），若压缩弹簧的稳定性好，则可不设芯棒（12）。
图2进一步显示了滑动外支承（6）与下座（14）的装配状
况。
以图1所示装置对有底圆筒工件（7）进行缩口，当活塞（4）在增压气缸（2）内处于图示Ⅰ位时，下座（14）由升降台面（16）带动而上升到最高点，与增压气缸（2）闭合，由于橡胶或其它材料制成的密封圈（3）起密封作用，从而形成一个封闭机构。先将高压气体发生源即空压机储气简内压力为0.6MPa的气体通过装在进气口（9）上的开闭控制元件（10）即选用的二位二通电磁阀充入封闭机构内也即增压气缸（2）内，当增压气缸（2）内充满压力为0.6MPa的气体后，活塞（4）从图示Ⅰ位下降到图示Ⅱ位时，增压气缸（2）内的气体压力已达到3MPa，缩口上模（5）已对工件（7）进行了预缩口（一般情况下，预缩口的宽度为5～10毫米），压力大约为3MPa的高压气体被密封在工件（7）和缩口上模（5）之间的密封腔（17）内，活塞（4）继续下降时，缩口上模（5）通过推动滑动外支承（6）向下滑动而带动开闭控制元件（8）即选用的活动阀芯打开排气孔（11），介于增压气缸（2）与密封腔（17）之间的压力为3MPa的高压气体通过排气孔（11）排气，压力立即减到与大气压一致，而密封腔（17）内的气体压力仍保持为3MPa左右，从而使密封腔（17）内外气体形成高压差而密封腔（17）内的气体成为高压内支承，随着活塞（4）的继续下降，被密封在密封（17）内的气体压力不断提高，当缩口完成，活塞（4）到达图示Ⅲ位时，密封腔（17）内的气体压力可达到5.5～6MPa。这样，该装置使工件（7）在压力不断增大的高压气体内支承的支承下进行缩口，一次缩口即能获很小
的缩口系数，成型完毕后，活塞（4）带动缩口上模（5）离开工件（7），密封腔（17）内的高压气体进入大气，滑动外支承（6）和开闭控制元件（8）即选用的活动阀芯在复位元件（13）即压缩弹簧的作用下复位，排气孔（11）也随之关闭，下座（14）随升降台面（16）下降，底部支承（15）将工件（7）托出后，便可取出成型工件（7）。
图3为本发明的第（二）种类型的缩口装置。它具有由缩口上模（5）、滑动外支承（6）和底部支承（15）组成的成型模，还有复位元件（13）和下座（14），缩口上模（5）上开有进气口（19），当复位元件（13）选用了压缩弹簧（或橡胶圈）后，必要时可加设芯棒（12），其结构和原理按图叙述如下：
该装置具有一个活塞（4）、密封圈（3）以及可以作相对运动的增压气缸（2）和缩口上模（5）组成的增压机构，缩口上模（5）上开有进气口（19），该进气口（19）与增压气缸（2）的内部空腔直接相通，滑动外支承（6）、底部支承（15）和复位元件（13）均设置于下座（14）上，增压气缸（2）与固定机架（1）装联，下座（14）与升降台面（图中未画）装联，缩口上模（5）依靠密封圈（3）的摩擦力与增压气缸（2）装联，且依靠滑动外支承（6）复位时向上推动它而回复到上始点，为减轻活塞（4）对气体增压的工作量，在增压气缸（2）上开有进气口（9）。该进气口（9）经开闭控制元件（10）（图中选用的二位二通电磁阀）与高压气体发生源（图中未画）相接通。
以图3所示装置对工件（7）进行缩口，当活塞（4）在增压气
缸（2）内处于图示Ⅰ位时，缩口上模（5）正好于上始点，由升降台面推动下座（14）和底部支承（15）上升到顶位而同时完成了对工件（7）的预缩口。然后，将高压气体发生源即空气压缩机储气筒内压力为0.6MPa的气体通过进气口（9）上的开闭控制元件（10）充入增压气缸（2）内，当活塞（4）从图示Ⅰ位下降到与缩口上模（5）接触时，增压气缸（2）内的气体压力已达到3MPa，因缩口上模（5）的进气口（19）与增压气缸（2）的内部空腔直接相通，故相同压力的高压气体也已充满在工件（7）和缩口上模（5）之间的密封腔（17）内，并成为高压气体内支承，随着活塞（4）的继续下降直至到达Ⅱ位时，密封腔（17）内的气体压力又有提高，工件（7）也在高压气体内支承的支承下完成缩口，然后活塞（4）即可上升，滑动外支承（6）受复位元件（13）的复位力作用而推动缩口上模（5）上升到上始点，再由升降台面（16）带动下座（14）下降，由底部支承（15）将工件（7）托出。
图3所示装置与图1所示装置相比，用气量减少，且噪音小，特别是加工铝制品工件时，即使增压气缸（2）上不设进气口（9）也完全可以通过一次缩口达到较小的缩口系数。
上述图1和图3所示的两种缩口装置，一般都是在双动拉伸机或双动油压机上进行的，其活塞（4）、缩口上模（5）和下座（14）等的升、降、停，进气口（9）和排气孔（11）处各开闭控制元件（8、10）选用电磁阀、截止等阀件时的开、闭以及封闭机构的开、合等动作，都可在电器控制下按顺序进行。
附表1、2分别为图1所示的缩口装置与现有技术对两种不同
壁厚的有底圆筒工件进行缩口的对照表。与不用高压气体内支承相比，口部缩小尺寸提高了一倍左右，工效大大提高。
附表1：壁厚1毫米的工件缩口情况对照表
缩口方法 高压气体内支承法 外支承法
参数
工件壁厚 1毫米 1毫米
工件缩口前直径 200毫米 200毫米
工件缩口后直径 120毫米 ≥160毫米
极限缩口系数 0.6 0.8
口部缩小尺寸 80毫米 ≤40毫米
附表2：壁厚0.8毫米的工件缩口情况对照表表
缩口方法 高压气体内支承法 外支承法
参数
工件壁厚 0.8毫米 0.8毫米
工件缩口前直径 200毫米 200毫米
工件缩口后直径 156毫米 ≥180毫米
极限缩口系数 0.78 0.9
口部缩小尺寸 44毫米 ≤20毫米
Claims (2)
1、一种有底圆筒的缩口装置，该装置具有由缩口上模(5)、滑动外支承(6)和底部支承(15)组成的成型模，还有复位元件(13)和下座(14)，其特征在于：该装置具有一个由活塞(4)、密封圈(3)以及可以作相对运动的增压气缸(2)和下座(14)组成的可开合的封闭机构，封闭机构上设置有排气孔(11)和开闭控制元件(8)，而上述成型模装联于封闭机构内部，且缩口上模(5)与活塞(4)装联，增压气缸(2)或下座(14)上开有进气口(9)，该进气口(9)经开闭控制元件(10)与高压气体发生源相接通。
2、一种有底圆筒的缩口装置，该装置具有缩口上模（5）、滑动外支承（6）、底部支承（15）、复位元件（13）和下座（14），缩口上模（5）上开有进口（19），其特征在于：该装置具有一个由活塞（4）、密封圈（3）以及可以作相对运动的增压气缸（2）和缩口上模（5）组成的增压机构，缩口上模（5）与增压气缸（2）装联，且缩口上模（5）上的进气口（19）与增压气缸（2）的内部空腔直接相通，增压气缸（2）上开有进气口（9），该进气口（9）经开闭控制元件（10）与高压气体发生源相接通。
Priority Applications (1)
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| CN87105921A CN1019752B (zh) | 1987-11-02 | 1987-11-02 | 有底圆筒的缩口装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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| CN87105921A CN87105921A (zh) | 1988-08-03 |
| CN1019752B true CN1019752B (zh) | 1992-12-30 |
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Family Applications (1)
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| CN87105921A Expired CN1019752B (zh) | 1987-11-02 | 1987-11-02 | 有底圆筒的缩口装置 |
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-
1987
- 1987-11-02 CN CN87105921A patent/CN1019752B/zh not_active Expired
Also Published As
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