CN105344791B - 用于内高压成型的堵头结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于内高压成型的堵头结构，包括一端与推料缸相连的连接杆、套合于连接杆另一端的外周且用于与管坯型腔相配合的第一堵头部及第二堵头部，连接杆、第一堵头部及第二堵头部均由金属材料制成，第一堵头部及第二堵头部之间的空腔嵌设有软性密封垫；连接杆上沿轴向开设有进液通孔，连接杆对应软性密封垫的位置处设有多个径向通孔，且软性密封垫的外端面始终与管坯型腔相配合以形成密封；径向通孔的一端与进液通孔相连通，径向通孔的另一端与软性密封垫(3)的内端面相连通。本发明密封效果更好且耐磨损性能更好、使用寿命更长。

Description

用于内高压成型的堵头结构
技术领域
本发明涉及内高压成型密封件领域，特别涉及一种用于内高压成型的堵头结构。
背景技术
内高压成形工艺是指通过对管状坯料同时施加轴向压力和内部高压使其发生塑性变形，并最终贴模成形的过程，属于特种塑性加工方法，具有节省原材料，所成形零件重量轻、加工道次少，产品精度高、模具数量少，生产成本低、零件强度刚度好，设备重量轻，操作简便等优点，在汽车制造业等领域中得到广泛应用，尤其是汽车连接用弯管、异型管、排气管等。
在内高成形过程中，推料缸与管坯之间的堵头的动密封至关重要，直接关系到成形过程的成败以及成形后产品的质量及精度。目前内高压成形生产中常用的密封为金属堵头一体结构密封，通过将堵头压入管坯迫使管坯端部发生塑性变形达到密封效果。内高压成形过程中往往涉及材料的轴向进给以保证形变过程的稳定，而这种刚性密封方式运动过程中对型腔内表面磨损、封堵磨损非常严重，使用寿命短；封堵磨损后不可维修重复使用，造成生产成本显著提高；管件成型保压不足，尤其对于经过预成型而管件端面成弧形的零件，内高压成形封堵效果不佳，会出现缩口、起皱等现象，废品率高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种密封效果更好且耐磨损性能更好、使用寿命更长的用于内高压成型的堵头结构。
本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种用于内高压成型的堵头结构，包括一端与推料缸相连的连接杆、套合于连接杆另一端的外周且用于与管坯型腔相配合的第一堵头部及第二堵头部，所述的连接杆、第一堵头部及第二堵头部均由金属材料制成，所述的第一堵头部及第二堵头部之间的空腔嵌设有软性密封垫；所述的连接杆上沿轴向开设有进液通孔，所述的连接杆对应软性密封垫的位置处设有多个径向通孔，且所述的软性密封垫的外端面始终与管坯型腔相配合以形成密封；所述的径向通孔的一端与所述的进液通孔相连通，所述的径向通孔的另一端与所述的软性密封垫的内端面相连通。
与现有技术相比，本发明的优点在于：该用于内高压成型的堵头结构的第一堵头部及第二堵头部之间的空腔嵌设有用于与管坯型腔相配合的软性密封垫；连接杆上沿轴向开设有进液通孔，且连接杆对应软性密封垫的位置处设有多个径向通孔，且径向通孔的一端与进液通孔相连通，径向通孔的另一端与所述的软性密封垫的内端面相连通。这样，通过第一堵头部、软性密封垫及第二堵头部对管坯型腔进行封堵，随着封堵头的前进，高压液体也从进液通孔进入管坯型腔，且同时一部分高压液体也从进液通孔流入并对软性密封垫产生一定的压力，并促使软性密封垫受压变形使得软性密封垫的外端面始终与管坯型腔相接触以形成密封，保证封堵头前进的过程中一直保持很好的密封性，确保在管件内部压力增大过程中，不会发生因为封堵不足而压力泄露，且软性密封垫的耐磨损性能比金属件更好、使得堵头的使用寿命更长。
作为优选，所述的连接杆的外周对应所述的软性密封垫及径向通孔的位置处设有环形凹槽，且所述的环形凹槽的直径大于所述的径向通孔的直径。这样，通过环形凹槽的设置可以更加有利于高压液体的汇集，对软性密封垫的压力也更为均匀，更加有利于促使软性密封垫受压变形，以保证使得软性密封垫的外端面始终与管坯型腔相接触以形成密封。
作为优选，所述的软性密封垫的内侧靠近连接杆处设有两向外凸出的防脱部，且所述的第一堵头部及第二堵头部上均设有用于与防脱部相配合的限位孔。这样，可以有效防止软性密封垫受到高压液体的液体作用而产生的偏移。
作为优选，所述的连接杆的另一端的前部设有外螺纹，所述的第一堵头部设有用于与连接杆螺纹旋合的内螺纹。这样，装配时，先依次将第二堵头部及软性密封垫套合安装在连接杆上，再将第一堵头部螺纹旋合至连接杆的另一端即可，容易控制堵头的轴向位移，安装和拆卸均十分方便。
作为优选，所述的第一堵头部的外周设有斜向设置的导向面。这样，更加便于第一堵头部与管坯型腔之间的配合，阻力更小。
作为优选，所述的软性密封垫由复合材料制成，所述复合材料由以下重量份数成分组成：聚氨酯：80-100份，硅橡胶：40-50份，二硫化钼10-30份，耐磨剂3-5份，相容剂5-8份，软化增塑剂3-5份。这样，该软性密封垫具有很好的耐热性、耐老化性、耐腐蚀性等，尤其是耐磨损性能特别好，将该软性密封垫用在内高压成型的堵头上，使得内高压成型的堵头也具有很好的耐热性、耐老化性、耐腐蚀性等，尤其是耐磨损性能特别好，使用寿命更加长。
作为优选，所述软性密封垫的制备方法包括如下步骤：
1、按照上述软性密封垫的组成成分及重量份数称取原料，将聚氨酯、硅橡胶及二硫化钼在温度为60-80℃的烘干箱内干燥2-4小时；
2、将耐磨剂、相容剂、软化增塑剂和步骤1干燥后的聚氨酯、硅橡胶及二硫化钼充分混合均匀得到混合料；
3、将步骤2中的混合料注入金属模具，在温度为60-90℃条件下静压定型50-80分钟；
4、将步骤3中的金属模具送入高温烧结炉内，烧结温度控制在380-420℃，烧结时间为2-3小时，烧结完毕后，金属模具在真空设备中冷却至室温，冷却时间约为12-18小时制得软性密封垫。
附图说明
图1为本发明用于内高压成型的堵头结构的示意图。
图2为图1的A处的放大结构示意图。
图1-2中：1连接杆、1.1进液通孔、1.2径向通孔、1.3环形凹槽、2第二堵头部、3软性密封垫、3.1防脱部、4第一堵头部、4.1导向面、5管坯。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作进一步描述。
如图1、2所示，一种用于内高压成型的堵头结构，包括一端与推料缸相连的连接杆1、套合于连接杆1另一端的外周且用于与管坯5型腔相配合的第一堵头部4及第二堵头部2，所述的连接杆1、第一堵头部4及第二堵头部2均由金属材料制成，所述的第一堵头部4及第二堵头部2之间的空腔嵌设有软性密封垫3；所述的连接杆1上沿轴向开设有进液通孔1.1，所述的连接杆1对应软性密封垫3的位置处设有多个径向通孔1.2，且所述的软性密封垫3的外端面始终与管坯5型腔相配合以形成密封；所述的径向通孔1.2的一端与所述的进液通孔1.1相连通，所述的径向通孔1.2的另一端与所述的软性密封垫3的内端面相连通。
所述的连接杆1的外周对应所述的多个径向通孔1.2的位置处设有环形凹槽1.3，且所述的环形凹槽1.3的直径大于所述的径向通孔1.2的直径。
所述的软性密封垫3的内侧靠近连接杆1处设有两向外凸出的防脱部3.1，且所述的第一堵头部4及第二堵头部2上均设有用于与防脱部3.1相配合的限位孔。
所述的连接杆1的另一端的前部设有外螺纹，所述的第一堵头部4设有用于与连接杆1螺纹旋合的内螺纹。
所述的第一堵头部4的外周设有斜向设置的导向面4.1。
实施例1：所述的软性密封垫3由复合材料制成，所述复合材料由以下重量份数成分组成：聚氨酯：80份，硅橡胶：40份，二硫化钼：10份，润滑油：3份，酚醛树脂：5份，饱和直链烷烃油：3份。
实施例2：所述的软性密封垫3由复合材料制成，所述复合材料由以下重量份数成分组成：聚氨酯：85份，硅橡胶：45份，二硫化钼：25份，纤维状材料：4份，钛酸酯类偶联剂：6份，环烷烃油：4份。
实施例3：所述的软性密封垫3由复合材料制成，所述复合材料由以下重量份数成分组成：聚氨酯：100份，硅橡胶：50份，二硫化钼：30份，AL金属粉末：5份，硅烷类偶联剂：8份，环烷烃油：5份。
所述软性密封垫3的制备方法包括如下步骤：
1)、按照上述软性密封垫的组成成分及重量份数称取原料，将聚氨酯、硅橡胶及二硫化钼在温度为60-80℃的烘干箱内干燥2-4小时；
2)、将耐磨剂、相容剂、软化增塑剂、和步骤1干燥后的聚氨酯、硅橡胶及二硫化钼充分混合均匀得到混合料；
3)、将步骤2中的混合料注入金属模具，在温度为60-90℃条件下静压定型50-80分钟；
4)、将步骤3中的金属模具送入高温烧结炉内，烧结温度控制在380-420℃，烧结时间为2-3小时，烧结完毕后，金属模具在真空设备中冷却至室温，冷却时间约为12-18小时制得软性密封垫。
根据实验，采用本发明的配方及制备方法得到的软性密封垫的具有很好的耐热性、耐老化性、耐腐蚀性等，尤其是耐磨损性能特别好，使用寿命更加长。
以上仅就本发明的最佳实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化。凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明保护范围内。

Claims (8)

1.一种用于内高压成型的堵头结构，其特征在于：包括一端与推料缸相连的连接杆(1)、套合于连接杆(1)另一端的外周且用于与管坯(5)型腔相配合的第一堵头部(4)及第二堵头部(2)，所述的连接杆(1)、第一堵头部(4)及第二堵头部(2)均由金属材料制成，所述的第一堵头部(4)及第二堵头部(2)之间的空腔嵌设有软性密封垫(3)；所述的连接杆(1)上沿轴向开设有进液通孔(1.1)，所述的连接杆(1)对应软性密封垫(3)的位置处设有多个径向通孔(1.2)，且所述的软性密封垫(3)的外端面始终与管坯(5)型腔相配合以形成密封；所述的径向通孔(1.2)的一端与所述的进液通孔(1.1)相连通，所述的径向通孔(1.2)的另一端与所述的软性密封垫(3)的内端面相连通；所述的连接杆(1)的另一端的前部设有外螺纹，所述的第一堵头部(4)设有用于与连接杆(1)螺纹旋合的内螺纹；装配时，先依次将第二堵头部(2)及软性密封垫(3)套合安装在连接杆(1)上，再将第一堵头部(4)螺纹旋合至连接杆(1)的另一端。
2.根据权利要求1所述的用于内高压成型的堵头结构，其特征在于：所述的连接杆(1)的外周对应所述的软性密封垫(3)及径向通孔(1.2)的位置处设有环形凹槽(1.3)，且所述的环形凹槽(1.3)的直径大于所述的径向通孔(1.2)的直径。
3.根据权利要求1所述的用于内高压成型的堵头结构，其特征在于：所述的软性密封垫(3)的内侧靠近连接杆(1)处设有两向外凸出的防脱部(3.1)，且所述的第一堵头部(4)及第二堵头部(2)上均设有用于与防脱部(3.1)相配合的限位孔。
4.根据权利要求1所述的用于内高压成型的堵头结构，其特征在于：所述的第一堵头部(4)的外周设有斜向设置的导向面(4.1)。
5.根据权利要求1所述的用于内高压成型的堵头结构，其特征在于：所述的软性密封垫(3)由复合材料制成，所述复合材料由以下重量份数成分组成：聚氨酯：80-100份，硅橡胶：40-50份，二硫化钼：10-30份，耐磨剂：3-5份，相容剂：5-8份，软化增塑剂：3-5份。
6.根据权利要求5所述的用于内高压成型的堵头结构，其特征在于：所述耐磨剂为高分子化合物、润滑油、纤维状材料、金属粉末中的一种或多种；所述相容剂为酚醛树脂、硅烷类偶联剂、钛酸酯类偶联剂中的一种或多种。
7.根据权利要求5所述的用于内高压成型的堵头结构，其特征在于：所述软化增塑剂为饱和直链烷烃油或环烷烃油的一种。
8.根据权利要求5所述的用于内高压成型的堵头结构，其特征在于：所述软性密封垫(3)的制备方法包括如下步骤：
1)、按照上述软性密封垫的组成成分及重量份数称取原料，将聚氨酯、硅橡胶及二硫化钼在温度为60-80℃的烘干箱内干燥2-4小时；
2)、将耐磨剂、相容剂、软化增塑剂、和步骤1干燥后的聚氨酯、硅橡胶及二硫化钼充分混合均匀得到混合料；
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