CN102764809A - 一种内高压成型装置 - Google Patents

Abstract

一种内高压成型装置，包括有夹具模；高压水源；增压机构和水平推头；其特征在于：增压机构包括有第一增压机构和第二增压机构，第一增压机构包括有第一缸体和第一活塞杆，第一活塞杆具有第一轴孔；第二增压机构包括开设有第二轴孔的第二活塞杆，第二轴孔内设置有进水管，第二活塞杆的前端连接有盖帽；水平推头连接于第一活塞杆的伸出端，水平推头开设有第三轴孔，水平推头的端部和盖帽之间形成凹槽，凹槽内设置有密封圈；水平推头前部成型有台阶面，台阶面上套设有密封垫片。与现有技术相比，本发明通过密封圈和密封垫片的设置解决了在低压和高压两种不同状态下的内高压成形装置的密封问题，提高了管件成形质量，整体结构紧凑，体积小巧。

Description

一种内高压成型装置

技术领域

本发明涉及一种管件成形设备，特别是一种专用于空心管件液压成形的内高压成形装置。

背景技术

内高压成形（Hydro Forming）也叫液压成形或液力成形，是一种利用液体作为成形介质，通过控制内压力和材料流动来达到成形中空零件目的的材料成形工艺。内高压成形的原理是通过内部加压和轴向加力补料把管胚压入到模具型腔使其成形为所需要的工件，对于轴线为曲线的零件，需要把管胚预弯成接近零件形状，然后加压成形。通过内高压成形的构件质量轻、产品质量好，并且产品设计灵活，工艺过程简捷，同时又具有近净成形与绿色制造等特点，因此在飞机、航天器和汽车等轻量化领域获得了广泛的应用。

现有技术中，如专利号为ZL200310107715.9的中国发明专利《一种带上置式短行程锁模油缸的内高压成形机》公开了一种内高压成型机，该内高压成型机为一种带上置式短行程锁模油缸的的内高压成型机，它包含液压装置，四个立柱、上横梁、下横梁、活动横梁、两个开模油缸，其特征在于：它还包括至少两个锁模油缸，机械档块，驱动油缸，导轨，滑板；液压装置固定在四个立柱的上端，上横梁设置在四个立柱内的上部液压装置的下部，下横梁固定在四个立柱内的下部，活动横梁设在四个立柱内的上横梁与下横梁之间，活动横梁与上横梁之间固定有两个开模油缸，在开模油缸外侧的上横梁的下平面上固定有锁模油缸，在活动横梁上端的前后两侧固定有导轨，导轨的外侧固定有驱动油缸，驱动油缸的顶端固定有滑板，滑板上固定有机械挡块。

上述专利的内高压成形装置采用了锁模油缸的短行程锁模装置，锁模时具有很高的锁模力，模具开合时仅用很小的合模力，具有工作效率高，节省能源的优点。但是，上述专利的内高压成型装置也存在着一些问题，由于水平推头加工技术限制，无法做到绝对密封，在工件的成形过程中，受模具型腔内部的高压作用，管胚内的液体很容易从水平推头和管胚之间的缝隙向外溢出，造成管胚内的压强下降，从而影响了工件的成形质量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种结构更为合理、密封性好的内高压成型装置。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种内高压成型装置，包括有

夹具模，其具有可容纳管胚放置的内膜模腔；

高压水源，用于向所述管胚的内腔提供液体；

水平推头，用于实现对供至所述管胚内部的液体挤压；

增压机构，其一端连接所述的高压水源，用于实现该高压水源与所述管胚内腔的连通，该增压机构的另一端连接所述的水平推头，用于驱动所述水平推头沿轴向的移动；

其特征在于：所述的增压机构包括有第一增压机构和第二增压机构，其中，所述第一增压机构包括有第一缸体和可沿该第一缸体轴向移动的第一活塞杆，所述的第一活塞杆具有沿轴向贯通的第一轴孔；所述第二增压机构包括有可沿所述第一轴孔移动的第二活塞杆，该第二活塞杆具有沿轴向贯穿的第二轴孔，所述第二轴孔内设置有与所述高压水源相连的进水管，所述第二活塞杆的前端还连接有能与所述管胚的开口端相配合连接的盖帽，该盖帽沿轴向开设有能与所述进水管相连通的进水孔；所述水平推头固定连接于所述第一活塞杆的伸出端，该水平推头沿轴向开设有能供所述第二活塞杆穿过的第三轴孔，所述水平推头的端部和所述盖帽之间形成有凹槽，所述凹槽内设置有可受压变形的密封圈；所述的水平推头在前部还成型有台阶面，所述水平推头上套设有两侧端面能分别贴合所述台阶面和管胚端部的密封垫片。

为了保证密封效果，延长密封圈的使用寿命，作为优选，所述的密封垫片为由软金属制成的环形垫片。

为了更好的实现第二活塞杆的轴向移动限位，作为优选，所述第二活塞杆的外周面成型有沿径向外凸的挡环，相应地，所述第一轴孔内成型有阶梯孔，该阶梯孔的大径端内设置有能与所述挡环滑动配合的第二缸体，该第二缸体具有能与所述挡环的端面相抵而实现所述第二活塞杆的轴向回拉限位的阶梯面。于是，第二缸体能够实现对挡环的轴向限位，进而实现第二活塞杆沿轴向滑动的位移，防止将密封圈过度挤压变形。

为了方便安装和拆卸，保证连接可靠性，作为优选，所述的第一活塞杆的端部设置有一法兰，所述水平推头通过该法兰和所述第一活塞杆固定相连。

为了方便合模和开模，作为优选，所述的夹具模包括有上模和下模。

作为进一步优选，所述的上模为活动模具，所述的下模为固定模具。也可以将上模设置为固定方式，下模设置为活动方式，或者上、下模均为活动方式，具体的固定方式可以根据夹具模机器的实际工作需要而作调整。

与现有技术相比，本发明的优点在于：在水平推头上分别设置有密封圈和密封垫片，在低压状态下，通过第二活塞杆的回拉，使得密封圈产生形变，以填充水平推头与管胚之间的空隙，从而提高内高压成形装置的密封性；在高压状态下，为避免密封圈被高压液体击穿而发生液体泄漏，第二活塞杆停止工作，密封圈无法实现对管胚的完全密封，此时通过密封垫片和管胚的端部接触来实现密封作用；本发明通过密封圈和密封垫片的设置解决了在低压和高压两种不同状态下的内高压成形装置的密封问题，提高了工件成形质量，而且，第一增压机构和第二增压机构通过嵌套方式实现连接，减少了与高压水源连接的进水管的长度，不仅整体结构简单紧凑，体积更为小巧，而且有助于提高水压，获得更好的增压效果。

附图说明

图1为本发明实施例的增压机构立体结构示意图。

图2为图1所示的增压机构的剖视图。

图3为本发明实施例的内高压成型装置结构示意图。

图4为图3所示的内高压成型装置的局部剖视图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1～图4所示，本实施例的内高压成形装置主要用于空心管件的成形，其包括有夹具模1、高压水源2、水平推头3和增压机构，其中，夹具模1由可活动的上模11和固定设置的下模12组合而成，夹具模1内成型有可容纳管胚9放置的内膜模腔13；高压水源2用于向管胚9的内腔提供液体；水平推头3用于实现对供至管胚9内部的液体进行挤压；增压机构的一端连接高压水源2，用于实现该高压水源2与管胚9内腔的连通，增压机构的另一端连接水平推头3，用于驱动水平推头3沿轴向的移动。

本实施例的增压机构包括有第一增压机构和第二增压机构，第一增压机构和第二增压机构通过嵌套式相连，第一增压机构和第二增加机构可以采用机械传动结构驱动，也可以采用气压驱动，本实施例的增压机构采用液压驱动；

其中，第一增压机构包括有第一缸体41和穿设于该第一缸体41中并能沿第一缸体41轴向移动的第一活塞杆42，第一活塞杆42具有沿轴向贯通的第一轴孔；第一活塞杆42的伸出端设置有一法兰7，水平推头3通过该法兰7和第一活塞杆42固定相连；

第二增压机构包括有第二缸体53和第二活塞杆5，第二活塞杆5可移动地穿设于第一轴孔中，第二活塞杆5具有沿轴向贯穿的第二轴孔，第二轴孔内设置有与高压水源2相连的进水管51，并且，进水管51贯穿整个第二轴孔设置，第二活塞杆5的前端还连接有能插入管胚9开口中的盖帽6，该盖帽6沿轴向开设有能与进水管51相连通的进水孔61；为了实现第二活塞杆5的轴向限位，第二活塞杆5的外周面还成型有沿径向外凸的挡环52，第一轴孔内成型有一阶梯孔，该阶梯孔的大径端421内设置有能与挡环滑动配合的第二缸体53，第二缸体53具有能与挡环52的端面相抵而实现第二活塞杆5的轴向回拉限位的阶梯面422；

水平推头3沿轴向开设有能供第二活塞杆5穿过的第三轴孔，水平推头3的第三轴孔和第二活塞杆5之间形成有可供该第二活塞杆5进给的间隙，间隙的宽度优选为0.8mm；水平推头3的端部和盖帽6之间形成有环形的凹槽，凹槽内设置有可受压变形的密封圈81；水平推头3在前部还成型有台阶面31，水平推头3上套设有两侧端面能分别贴合台阶面31和管胚9端部的密封垫片82，为了提高密封效果，密封垫片82宜采用由软金属制成的环形垫片。

本实施例的内高压成型装置的工作原理为：

在低压状态下，首先将管胚9放置在夹具模1中，随后上模11下压，将管胚9固定在夹具模1的内膜模腔13中，前端设置有盖帽6的水平推头3插入管胚9的开口端，管胚9的端部和水平推头3的台阶面31相抵，实现管胚9的初步密封；

然后，将高压水源2通过进水管51向管胚9内部供液，直至液体充满管胚9；接着，启动第二增压机构，驱动第二活塞杆5沿与水平推头3伸出的相反方向回拉，此时，由于盖帽6固定在第二活塞杆5的端部，盖帽6随着第二活塞杆5的回拉而靠近水平推头3的端部，使得盖帽6和水平推头3之间形成的凹槽变窄，于是，嵌设于该凹槽中的密封圈81受挤压产生形变，堵住管胚9的内腔与伸入该内腔中的水平推头3之间形成的空隙，进而实现管胚9的端面密封；

随后，第一增压机构启动，第一活塞杆42推动水平推头3向管胚9内挤压，套设在台阶面31上的密封垫片82在管胚9内部液体的高压作用下发生膨胀，堵住水平推头3的台阶面31与管胚9端面之间的空隙，进一步提高密封性；此后，在内高压作用下，管胚9产生膨胀变形，直至管胚9的外表面与夹具模1的内膜模腔13表面一致。

在高压状态下，密封圈81的承受能力不足，可能会被高压液体压破，为了避免这种现象出现，第二增压机构在高压状态下停止工作；此时，内高压成形装置的密封通过设置在水平推头3的台阶面31上的密封垫片82来实现，当水平推头3向管胚9内部挤压时，管胚9内部的液压使得采用软金属材质材料的密封垫片82受压膨胀，从而堵住管胚9端面与水平推头3之间的缝隙，起到提高内高压装置密封性的作用；在水平推头3向管胚9内部挤压的同时，高压水源2继续向管胚9内部供液，以保证管胚9内的压强保持在预定值范围内。

Claims (6)

1.一种内高压成型装置，包括有

夹具模(1)，其具有可容纳管胚(9)放置的内膜模腔(13)；

高压水源(2)，用于向所述管胚(9)的内腔提供液体；

水平推头(3)，用于实现对供至所述管胚(9)内部的液体挤压；

增压机构，其一端连接所述的高压水源(2)，用于实现该高压水源(2)与所述管胚(9)内腔的连通，该增压机构的另一端连接所述的水平推头(3)，用于驱动所述水平推头(3)沿轴向的移动；

其特征在于：所述的增压机构包括有第一增压机构和第二增压机构，其中，所述第一增压机构包括有第一缸体(41)和可沿该第一缸体(41)轴向移动的第一活塞杆(42)，所述的第一活塞杆(42)具有沿轴向贯通的第一轴孔；

所述第二增压机构包括有可沿所述第一轴孔移动的第二活塞杆(5)，该第二活塞杆(5)具有沿轴向贯穿的第二轴孔，所述第二轴孔内设置有与所述高压水源(2)相连的进水管(51)，所述第二活塞杆(5)的前端还连接有能与所述管胚(9)的开口端相配合连接的盖帽(6)，该盖帽(6)沿轴向开设有能与所述进水管(51)相连通的进水孔(61)；

所述水平推头(3)固定连接于所述第一活塞杆(42)的伸出端，该水平推头(3)沿轴向开设有能供所述第二活塞杆(5)穿过的第三轴孔，所述水平推头(3)的端部和所述盖帽(6)之间形成有凹槽，所述凹槽内设置有可受压变形的密封圈(81)；所述的水平推头(3)在前部还成型有台阶面(31)，所述水平推头(3)上套设有两侧端面能分别贴合所述台阶面(31)和管胚(9)端部的密封垫片(82)。

2.根据权利要求1所述的内高压成型装置，其特征在于：所述的密封垫片(82)为由软金属制成的环形垫片。

3.根据权利要求1所述的内高压成型装置，其特征在于：所述第二活塞杆(5)的外周面成型有沿径向外凸的挡环(52)，相应地，所述第一轴孔内成型有阶梯孔，该阶梯孔的大径端(421)内设置有能与所述挡环滑动配合的第二缸体，该第二缸体具有能与所述挡环(52)的端面相抵而实现所述第二活塞杆(5)的轴向回拉限位的阶梯面(422)。

4.根据权利要求1所述的内高压成型装置，其特征在于：所述的第一活塞杆(42)的端部设置有一法兰(7)，所述水平推头(3)通过该法兰(7)和所述第一活塞杆(42)固定相连。

5.根据权利要求1所述的内高压成型装置，其特征在于：所述的夹具模(1)包括有上模(11)和下模(12)。

6.根据权利要求5所述的内高压成型装置，其特征在于：所述的上模(11)为活动模具，所述的下模(12)为固定模具。

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