CN105234242B - 一种管内橡皮囊液压成形装置 - Google Patents

Abstract

一种管内橡皮囊液压成形装置，包括上模和下模，所述上模设置有上模型腔，所述下模设置有下模型腔，闭合后上模型腔和下模型腔拼合成完整的成型型腔，型腔的形状由不同的加工管件形状而定，在所述上模和所述下模之间对称设置有推杆，所述推杆上设置有用于介质注入的结构，该结构为注入介质的注入孔，在所述推杆之间设置有管件，管件内套入橡皮囊且橡皮囊贯通管件内两端。与现有技术相比，本发明利用向橡皮囊内注入高压介质，橡皮囊膨胀变形并贴合管件内壁，并将压力传递给管件，使管件变形并紧贴模具型腔内壁最终成型零件，有效缩短管件液压成形时充填及排出液体介质的时间，省略了后续清洗工序，具有设备要求低、生产效率高和生产成本低等优点。

Description

一种管内橡皮囊液压成形装置

技术领域

本发明属于金属压力加工技术领域，特别是涉及一种管内橡皮囊液压成形装置。

背景技术

液压成形又被称作内高压成形，是一种以液体为传压介质，利用液体高压使金属坯料变形成为具有复杂三维形状零件的现代塑性加工技术。而空心管件液压成形是使金属管材内部承受高压流体，迫使管材向外侧鼓胀变形，以获得所需形状的产品的先进塑性加工技术。

根据成形管件的几何形状特征与液压成形时的工艺特点，可将空心管件液压成形分为两大类：有轴向进给的直管成形和无轴向进给的预弯管成形两类。有轴向进给的直管类零件成形过程中，在管件内部液体介质加压的同时，管件两端的堵头同时向内推进补料，这样在内压力和轴向推力的联合作用下使管件贴靠模具型腔而成形为所需的工件。无轴向进给的预弯管类零件成形过程中，通过预弯工序使管件预成形以便能顺利放入成形模具型腔中，成形时主要通过管内液体介质加压成形，管件两端堵头仅起密封作用，无轴向进给。

与传统的冲压、焊接成形技术相比，管件液压成形技术有以下优点：

（1）减轻零件重量，节约材料。

（2）减少零件和模具数量，降低模具费用。

（3）可减少后续机械加工和组装焊接量。

（4）提高强度与刚度，尤其疲劳强度。

（5）降低生产成本。

（6）提高成形零件的精度并降低回弹效应。

如前所述，目前的空心管件液压成形技术普遍采用管件内部充填液体介质，管件两端刚性堵头密封并提供轴向推力，管件置于模具型腔中，液体介质通常由一端或两端堵头中的通道充填进入管件内部，通过液体介质加压和轴向进给补料使管件胀形贴合模具型腔以实现形状复杂的管件成形。但是现有空心管件液压成形技术由于其技术特点，存在一些问题，影响其推广应用：

（1）管件成形前需要将液体介质充填入管件内部，并且排空管内气体，成形后又需要将液体介质从管件内部排出，导致成形周期长，生产效率低；

（2）液体介质直接充填入管件内部，导致对管件端部密封要求高，需要专门设计管端堵头，且管件端部通常需要做特殊加工处理，浪费管材；

（3）由于液体介质直接与管件接触，液体排出后管件必须经过清洗工序，增加生产成本；

（4）传统管件液压成形设备需要实现液体介质大流量充填和排出、精密管端密封和渗漏液体介质回收等功能，导致设备结构复杂，成本高。

上述问题，亟待解决。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供了一种管内橡皮囊液压成形装置，本发明的目的在于提供一种适合于各种管件液压成形的简单高效成形装置，适合于各种形状的空心管件的大批量生产，减少空心管件液压成形设备要求，可大大提高管类零件的生产效率。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：一种管内橡皮囊液压成形装置，包括上模和下模，所述上模设置有上模型腔，所述下模设置有下模型腔，闭合后上模型腔和下模型腔拼合成完整的成型型腔，型腔的形状由不同的加工管件形状而定，在所述上模和所述下模之间对称设置有推杆，所述推杆上设置有用于介质注入的结构，该结构为注入介质的注入孔，在所述推杆之间设置有橡皮囊，橡皮囊外侧即是待成型的管件，管件的两端分别紧靠着推杆的内侧。

为了获得更好的技术效果，进一步的技术改进在于，所述橡皮囊至少一端设置有管端芯轴，所述管端芯轴上设置有轴向通孔，通过所述轴向通孔向所述橡皮囊内部充填所述介质。

为了获得更好的技术效果，进一步的技术改进在于，所述管端芯轴分为封闭管端芯轴和开孔管端芯轴，所述轴向通孔设置在所述开孔管端芯轴上。

为了获得更好的技术效果，进一步的技术改进在于，在所述管端芯轴外侧设置有夹紧块，所述夹紧块位于所述推杆的内侧，所述夹紧块与所述推杆的外侧螺纹连接。

为了获得更好的技术效果，进一步的技术改进在于，所述管端芯轴的外侧面设置有拔模斜度。这样设置，方便橡皮囊套接在管端芯轴上，且不会轻易滑落。

为了获得更好的技术效果，进一步的技术改进在于，所述橡皮囊的开口由所述夹紧块夹紧在所述管端芯轴上。

为了获得更好的技术效果，进一步的技术改进在于，所述介质为液体介质或者流体介质。

本发明的优点和积极效果在于：

（1）采用橡皮囊内部作为介质的通道和容纳介质的空间，使介质不与管件内壁接触，克服了传统管件液压成形技术中管件与液体介质直接接触带来的污染问题，不需要后续清洗工序，简化了生产工序。

（2）由于橡皮囊具有高弹性，因此可保证内部充填具有高压的介质时不发生破裂，并且由于管件内部无介质流入，因此管件的端口不需要密封措施，可大大简化管件的端口处的堵头结构。

（3）采用管内橡皮囊液压成形技术，在生产过程中不需要完全排空橡皮囊内介质，克服了传统管件液压成形生产中管内介质反复充满及排空所导致的成形循环周期长的问题，大大缩短了单件生产周期，使得生产效率和经济效益显著提高。

附图说明

图1为实施例一的成形前管内橡皮囊液压成形装置轴向剖视图。

图2为实施例一的成形后管内橡皮囊液压成形装置轴向剖视图。

图3为实施例二的成形前管内橡皮囊液压成形装置轴向剖视图。

图4为实施例二的成形后管内橡皮囊液压成形装置轴向剖视图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

实施例一：

参见图1和图2 所示，本发明管内橡皮囊液压成形装置的一种具体实施例。一种管内橡皮囊液压成形装置，包括上模1和下模2，所述上模1设置有上模型腔10，所述下模设置有下模型腔20，闭合后上模型腔10和下模型腔20拼合成完整的成型型腔，型腔的形状由不同的加工管件形状而定，在所述上模1和所述下模2之间对称设置有推杆7，所述推杆7上设置有用于介质注入的结构，该结构为注入介质的注入孔70，该注入孔70设置在其中一侧的推杆7上，在所述推杆7之间设置有橡皮囊3，橡皮囊3外侧即是待成型的管件5，管件5的两端分别紧靠着推杆7的内侧，橡皮囊3的开口通过采用卡接或者嵌入的方式直接设置在推杆7的内壁上。橡皮囊3与推杆7内部形成的空腔密封，通过推杆7上的注入孔70注入高压流体介质。

一种管内橡皮囊液压成形的方法，具体包括以下步骤：

步骤1：将空心的管件5放入下模型腔20，将橡皮囊3置入管件5内，橡皮囊3的开口嵌入到推杆7的内侧；

步骤2：对准两端的推杆7后，启动装置使两端推杆7轴向推进夹紧空心的管件5；

步骤3： 闭合上模1，然后利用液压机（图中未显示）提供合模力夹紧上模1和下模2，后在橡皮囊3内注入高压流体介质增压，同时左右推杆7轴向推进补给，橡皮囊3膨胀变形并贴合管件5内壁，并将压力传递给管件5，使管件5产生塑性变形并紧贴模具型腔内壁最终成型零件；

步骤4：产品成形后，通过注入孔70从橡皮囊3中泄出部分流体介质，后打开上模1，左右推杆7退回，将空心的管件5从下模型腔20中取出，最后将橡皮囊3从管件5一侧取出。

实施例二：

参见图3和图4所示，本发明管内橡皮囊液压成形装置的另一种具体实施例。一种管内橡皮囊液压成形装置，包括上模1和下模2，所述上模1设置有上模型腔10，所述下模设置有下模型腔20，闭合后上模型腔10和下模型腔20拼合成完整的成型型腔，型腔的形状由不同的加工管件形状而定，在所述上模1和所述下模2之间对称设置有推杆7，所述推杆7上设置有用于介质注入的结构，该结构为注入介质的注入孔70，该注入孔70设置在其中一侧的推杆7上，在所述推杆7之间设置有橡皮囊3。

上述技术方案中，所述橡皮囊3的两端设置有管端芯轴4，所述管端芯轴4分为封闭管端芯轴41和开孔管端芯轴42，封闭管端芯轴41为实心轴状，在所述开孔管端芯轴42上设置有轴向通孔40，通过轴向通孔40向所述橡皮囊3内部充填所述介质。

上述技术方案中，在所述管端芯轴4外侧设置有夹紧块6，所述夹紧块6位于所述推杆7的内侧，夹紧块6内侧分别与管端芯轴4通过螺纹紧固联接。

上述技术方案中，所述橡皮囊3的开口由所述夹紧块6夹紧在所述管端芯轴4上。

一种管内橡皮囊液压成形的方法，具体包括以下步骤：

步骤1：先将左右两个夹紧块6套在橡皮囊3外侧，后将橡皮囊3两端分别套在管端芯轴4外侧面，再通过夹紧块6内侧与管端芯轴4外侧的螺纹旋转拧紧夹紧块6，以固定并密封橡皮囊3；

步骤2：从轴向通孔40向橡皮囊3内注满液体介质，再将橡皮囊3连同封闭管端芯轴41和夹紧块6一起从一侧管端置入空心的管件5内部；

步骤3：将空心的管件5放入下模型腔20，两端推杆7轴向推进夹紧空心的管件5，同时推杆7内侧与夹紧块6外侧接触；

步骤4：闭合上模1，然后利用液压机提供合模力夹紧上模1和下模2，后在橡皮囊3内注入高压液体介质增压，同时左右推杆7轴向推进补给，橡皮囊3膨胀变形并贴合管件5内壁，并将压力传递给管件5，使管件5产生塑性变形并紧贴模具型腔内壁最终成型零件；

步骤5：产品成形后，通过轴向通孔40从橡皮囊3中泄出部分液体介质，后打开上模1，左右推杆7退回，将空心的管件5从下模型腔20中取出，最后将橡皮囊3连同封闭管端芯轴41和夹紧块6从管件5一侧取出。

以上列举的仅为本发明的具体实施例，显然，本发明不限于以上的实施例。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种管内橡皮囊液压成形装置，包括上模（1）和下模（2），所述上模（1）设置有上模型腔（10），所述下模设置有下模型腔（20），其特征在于：在所述上模（1）和所述下模（2）之间对称设置有推杆（7），所述推杆（7）上设置有用于介质注入的结构，在所述推杆（7）之间设置有橡皮囊（3）；所述橡皮囊（3）至少一端设置有管端芯轴（4），所述管端芯轴（4）上设置有轴向通孔（40），通过所述轴向通孔（40）向所述橡皮囊（3）内部充填所述介质；所述管端芯轴（4）分为封闭管端芯轴（41）和开孔管端芯轴（42），所述轴向通孔（40）设置在所述开孔管端芯轴（42）上；在所述管端芯轴（4）外侧设置有夹紧块（6），所述夹紧块（6）位于所述推杆（7）的内侧；所述管端芯轴（4）的外侧面设置有拔模斜度；所述橡皮囊（3）的开口由所述夹紧块（6）夹紧在所述管端芯轴（4）上。

2.根据权利要求 1所述的一种管内橡皮囊液压成形装置，其特征在于：所述介质为流体介质。