CN105618600B - 管径膨胀装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种管径膨胀装置。该管径膨胀装置包括：柱形座，在所述柱形座的第一端设置有受力槽，在第二端设置有承载部，安装在所述受力槽内的弹性件，所述弹性件能够接受推力并由此驱动所述柱形座运动，安装在所述承载部内的膨胀锥。弹性件能吸收瞬间加载的推力，然后才驱动所述柱形座运动。在使用这种管径膨胀装置对管材进行膨胀的初始阶段时，管径膨胀装置是平缓运动而非瞬间加速，从而有利于及时调节管径膨胀装置和校正管径膨胀装置的位置。

Description

管径膨胀装置

技术领域

本发明涉及机械加工领域，特别涉及一种用于膨胀管材内径的膨胀装置。

背景技术

在机械制造中，通常需要将现有的管材的内径进行膨胀以使其适用于不同的目的。

现有的管材膨胀装置包括：外径大于管材内径的膨胀锥体，膨胀锥体的后部安装有作用力施加部件，前部安装有膨胀锥体限位部件。通过在作用力施加部件上施加推力推动膨胀锥体向前运动到管材内部，即可实现将管材的内径胀大。

但是，在使用这种管材膨胀装置膨胀长度较长的管材时，开始的推力是直接瞬时加载的，这会导致在初始膨胀管材时，膨胀装置会瞬间加速并向管材内部运动一定距离。在这种情况下，如果管材膨胀装置没有设置为与管材同轴，会导致将管材胀偏并难以校正，最终导致管材报废或至少管材的端部部分报废，从而浪费材料。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种管径膨胀装置。在使用这种管径膨胀装置对管材进行膨胀的初始阶段时，管径膨胀装置是平缓运动而非瞬间高速运动，从而有利于及时调节管径膨胀装置和校正管径膨胀装置的位置。

根据本发明的第一方面，提出了一种管径膨胀装置，包括柱形座，在柱形座的第一端设置有受力槽，第二端设置有承载部，安装在受力槽内的弹性件，弹性件能够接受推力并由此驱动柱形座运动，安装在承载部内的膨胀锥，弹性件能吸收瞬间加载的推力，然后才驱动柱形座运动。

根据本发明第一方面的管径膨胀装置，由于弹性件具有弹性，因此在瞬间施加推力时，弹性件会吸收推力，然后才驱动柱形座运动。这样，在施加了推力后才发现管径膨胀装置设置为与管材不同轴的情况下，可以及时卸载推力并将管径膨胀装置和管材调整为同轴，这就避免了现有技术中将管材胀偏并难以校正的问题，并且管材也不会因此而报废，从而节省了材料。

在一个实施例中，在柱形座的第一端上轴向滑动式套装有对弹性件施加推力的施力套。这方便了对管径膨胀装置施加推力。在一个优选的实施例中，施力套朝向柱形座的第二端延伸并越过受力槽。这样，施力套就覆盖在弹性件上，对其产生保护作用。

在一个优选的实施例中，在施力套上设置有沿轴向的条形孔，限位销钉穿过条形孔与柱形座固定相连。通过设置限位销钉和条形槽可以使施力套能够轴向滑动，此外限位销钉还能够防止将施力套从柱形座的第一端上拉下来，方便了使用者的使用。

在一个实施例中，在柱形座内构造有从柱形座的第二端的端面贯穿式延伸到柱形座的在第二端之前的区域的过流槽。这样，在使用管径膨胀装置对一端封闭的管材进行膨胀时，在由管径膨胀装置封闭的管材区域内的气体或其他流体能够经过流槽流到外界环境中，管径膨胀装置的运动阻力也因此大幅减小，有利于膨胀加工。

在一个实施例中，过流槽包括从柱形座的第二端的端面开始沿轴向延伸的横向段，和与横向段连通的径向贯穿式延伸到柱形座的周向表面的径向段。这种过流槽并不设置为从柱形座的第一端贯穿到第二端，从而从整体上提高了柱形座的强度。特别是在柱形座的第一端内没有过流槽，从而保证了即使对柱形座的第一端施加较大的推力，也不会破坏柱形座。

在一个实施例中，过流槽的横向段为构造在柱形座的第二端的表面的沟槽。优选地，沟槽延伸穿过承载部。由此，使用者在安装膨胀锥时能够方便地观察沟槽是否畅通，方便了使用者使用和维护管径膨胀装置。

在一个实施例中，管径膨胀装置还包括能拆卸地安装在承载部上的锁紧套以将膨胀锥锁紧。通过设置锁紧套，能够方便地安装和拆卸锁紧套，方便了使用。

在一个具体的实施例中，锁紧套与承载部之间为螺纹连接。螺纹连接能够将锁紧套与承载部连接的同时，仍保证沟槽的畅通。

根据本发明的第二方面，提出了一种用于膨胀管材管径的膨胀锥，其包括外径朝向相应端部逐渐缩小的前引导斜面和后引导斜面以及处于前引导斜面和后引导斜面之间的具有一定宽度的平直部，平直部是膨胀锥的直径最大的区域。

根据这种膨胀锥，平直部是膨胀锥的用于实施膨胀的部分。前引导斜面能降低膨胀锥在管材内向前运动的阻力，从而可以以较小的力驱动膨胀锥在待膨胀管材内前行。申请人还发现，在将管材膨胀完之后管口在应力作用下会略微回缩，通过后引导斜面，在将膨胀锥从管材内取出时，能够将回缩的管口再次胀开，从而提高了管材膨胀品质。此外，具有一定宽度的平直部使得所膨胀的管材的内表面比较光滑，不存在环形凹陷，进一步提高了管材膨胀品质。

在一个实施例中，在前引导斜面和/或后引导斜面上设置有沿轴向分布的多条狭缝。通过设置这些狭缝，在膨胀锥放入到待膨胀管材和驱动其在待膨胀管材内运动时，前引导斜面的直径会进一步缩小，从而进一步降低了膨胀锥在管材内向前运动的阻力，有助于以较小的力驱动膨胀锥在待膨胀管材内前行。同样，在将膨胀锥从所膨胀的管材中取出时，后引导斜面的直径也会由于其上的狭缝而进一步缩小而有助于取出膨胀锥。

在一个实施例中，在平直部的内表面设置有与前引导斜面的狭缝和后引导斜面的狭缝连通的凹槽。这样，在膨胀一端封闭的管材时，前引导斜面的狭缝、凹槽和后引导斜面的狭缝形成了管材内的封闭区与外界环境连通的通道，这方便了该封闭的管材区域内的流体流出，从而有助于膨胀加工的顺利进行。

在一个实施例中，在平直部上沿周向能拆卸地设置有凸出到平直部之外的多个膨胀块。仅通过更换这些膨胀块，就可以改变平直部的外径，从而改变膨胀锥所能实现的膨胀量，而无需更换整个膨胀锥，方便了使用。

在一个实施例中，在膨胀块的表面上构造有降低摩擦力的涂层。通过在膨胀块上构造这种涂层，能够进一步降低膨胀锥与待膨胀管材之间的摩擦力，从而能进一步降低推动力。此外，构造这种涂层的成本较高，由于仅需要在膨胀块上构造这种涂层而不是膨胀锥上，从而大大降低了膨胀锥的生产成本。在一个具体的实施例中，多个膨胀块包括至少两组，其中同组的膨胀块沿同一圆周间隔式布置，所有膨胀块的轴向投影为完整的圆。这样布置的膨胀块能够独立安装和更换，从而大大方便了膨胀块的加工和装配。

在一个实施例中，在平直部内间隔设置有多个用于安装膨胀块的贯穿的安装孔，并且安装孔的外部开口尺寸小于内部开口尺寸。这种结构的安装孔使得必须从膨胀锥的内部安装膨胀块，从而避免了在膨胀锥在管材内运动期间膨胀块脱落的风险。在一个具体的实施例中，安装孔为台阶孔。

根据本发明的第三方面，提出了一种管径膨胀装置，其包括柱形座，柱形座的第一端为受力端，在柱形座的第二端设置有用于承载根据本发明的第二方面的膨胀锥的承载部。

在一个实施例中，在柱形座上构造有从柱形座的第二端的端面贯穿式延伸到柱形座的在第二端之前的区域的过流槽。这样，在使用这种管径膨胀装置对一端封闭的管材进行膨胀时，在管材的封闭区域内的气体或其他流体能够经过流槽流到外界环境中，管径膨胀装置的运动阻力也因此大幅减小，有利于膨胀加工。

在一个具体的实施例中，过流槽包括构造在柱形座的第二端的表面的横向段，和与横向段连通的径向贯穿式延伸到柱形座的周向表面的径向段，横向段延伸穿过承载部。这种过流槽并不设置为从柱形座的第一端贯穿到第二端，从而从整体上提高了柱形座的强度。特别是在柱形座的第一端内没有过流槽，从而保证了即使对柱形座的第一端施加较大的推力，也不会破坏柱形座。此外，由于沟槽延伸穿过承载部，使用者在安装膨胀锥时能够方便地观察沟槽是否畅通，方便了使用者的使用和维护。

在本申请中，用语“前”是指朝向柱形座的第二端的方向。用语“后”是指与前相反的方向。

与现有技术相比，本发明的优点在于：(1)根据本发明第一方面的管径膨胀装置包括用于吸收推力的弹性件，因此在瞬间施加推力时，弹性件会吸收推力，然后再由此平缓地驱动柱形座运动。这样，在发现管径膨胀装置设置为与管材不同轴后，能够及时将管径膨胀装置和管材调整为同轴，以在不停止膨胀加工的情况下，保证随后的膨胀加工顺利进行。(2)由于能够及时调节管径膨胀装置和管材位置，因此该管材的不同轴部分的膨胀偏差与设计要求偏离很小，不至于导致该部分报废，从而节省了材料。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1示意性地显示了根据本发明的一种管径膨胀装置。

图2示意性地显示了根据本发明的一种膨胀锥。

图3是安装有图2所述的膨胀锥的管径膨胀装置。

图4示意性地显示了根据本发明的另一种膨胀锥。

图5是图4的侧视图。

图6是安装有图4所述的膨胀锥的管径膨胀装置。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

图1显示了根据本发明的一种管径膨胀装置100的结构。如图1所示，管径膨胀装置100包括柱形座2，用于承受推动力的弹性件4和用于实施膨胀的膨胀锥7。其中，在柱形座2的第一端设置有受力槽101，在第二端设置有承载部102；弹性件4安装在受力槽101内；膨胀锥7安装在承载部102内。在一个实施例中，弹性件4为螺旋弹簧或弹簧片。应理解地是，膨胀锥7的直径大于待膨胀的管材9的内径。如图1所示，承载部102可实施或构造为直角台肩，膨胀锥7为中空结构以套设在直角台肩上并由能拆卸地安装在承载部102上的锁紧套8锁紧。在一个实施例中，锁紧套8与承载部102之间为螺纹连接，以便于拆装锁紧套8。

在使用管径膨胀装置100对管材9进行管径膨胀时，可向弹性件4施加推力以推动柱形座2朝向管材9内运动，与此同时会迫使膨胀锥7进入到管材9内，从而将管材9的内径胀大。弹性件4在受到瞬间加载的推力时会收缩而吸收该推力，随后弹性件4才驱动柱形座2运动。这样，在施加了推力后才发现管径膨胀装置100设置为与管材9不同轴的情况下，可以及时卸载推力并将管径膨胀装置100和管材9调整为同轴，这就避免了现有技术中瞬时加载推力，管径膨胀装置100就同时进行膨胀加工而造成的将管材9胀偏并难以校正的问题。优选地，柱形座2构造为筒状，在该筒内设置有引导柱形座2运动的导向轴1，以使得柱形座2能够沿着导向柱1运动，避免将管材9胀偏。

为了能方便地施加推力，在柱形座2的第一端上轴向滑动式套装有施力套3。如图1所示，在施力套3的外表面上构造有施力台阶103。还优选地是，施力套3朝向柱形座2的第二端延伸并越过受力槽101，这样施力套3就覆盖在弹性件4上，对其产生保护作用。在施力套3上还设置有沿轴向的条形孔104，限位销钉5穿过条形孔104与柱形座2固定相连。限位销钉5可防止将施力套3从柱形座2的第一端拉下来，而且限位销钉5能保证施力套3仅能轴向滑动，并且在施力套3的滑动期间进行限位，这方便了使用者的使用。

还如图1所示，在柱形座2上构造有过流槽6。过流槽6包括从柱形座2的第二端的端面开始沿轴向延伸的横向段105，和径向贯穿式延伸到柱形座2的周向表面的径向段106，并且径向段106与横向段105连通。这样，当管材9的一端为封闭时，在管材9内被封闭的气体或其他流体能够经过流槽6流到外界环境中，管径膨胀装置100的运动阻力也因此大幅减小，有利于对管材9的膨胀加工。在一个优选的实施例中，过流槽6的横向段105为构造在柱形座2的第二端的表面的沟槽。更优选地，沟槽延伸穿过承载部102，如图1所示。由此，使用者在安装膨胀锥7时能够方便地观察沟槽105是否畅通，方便了使用者使用和维护管径膨胀装置100。

图2显示了根据本发明的另一种膨胀锥7a，其用于膨胀管材的管径。图3显示了使用这种膨胀锥7a的管径膨胀装置100a。膨胀锥7a包括前引导斜面107、后引导斜面108以及处于两者之间的平直部109。这两种引导斜面的外径朝向相应端部逐渐缩小，而平直部109的直径不变并且具有一定宽度。平直部109还是膨胀锥7a的直径最大的区域，其决定了膨胀锥7a或管径膨胀装置100a所能达到的最大膨胀直径。通过设置前引导斜面107和后引导斜面108，能够降低膨胀锥7a在管材内的运动的阻力，方便了使用。

还如图2所示，在前引导斜面107和后引导斜面108上设置有沿轴向分布的多条狭缝110。通过设置狭缝110，在膨胀锥7a在管材内运动时，前引导斜面107和后引导斜面108的直径可进一步缩小，进一步降低了膨胀锥7a在管材内的运动阻力。

优选地，还如图2所示，在平直部107的内表面上设置有将前引导斜面107的狭缝和后引导斜面108的狭缝连通的凹槽111。这样，对于一端封闭的管材而言，前引导斜面107的狭缝、凹槽111和后引导斜面108的狭缝也形成了将管材的封闭区与外界环境连通的通道，这方便了该封闭区域内的流体流出。

图4示意性地显示了根据本发明的另一种膨胀锥7b，其同样用于膨胀管材的管径。图6显示了使用这种膨胀锥7b的管径膨胀装置100b。

膨胀锥7b的结构与膨胀锥7a的结构大体相同，不同之处仅在于平直部109的结构。如图4和图5所示，在平直部109上沿周向能拆卸地设置有凸出到平直部109之外的多个膨胀块12。这些膨胀块12成为实际上实施膨胀的部件，为了降低膨胀锥7b在管材内的运动阻力，在膨胀块12的表面上构造有降低摩擦力的涂层。构造这种涂层的成本较高，由于仅需要在膨胀块12上构造这种涂层而不是膨胀锥7b的整个表面上，因此可大大降低了膨胀锥7b的生产成本。

膨胀块12可构造为不同的规格，以便于根据实际情况进行更换并达到改变平直部109的外径的目的。在一个实施例中，在平直部109内间隔设置有多个用于安装膨胀块12的贯穿的安装孔113，并且安装孔113的外部开口尺寸小于内部开口尺寸。在一个具体的实施例中，安装孔113为台阶孔，如图5所示。这样，仅能从膨胀锥7b的内部安装和拆卸膨胀块12，避免了在膨胀锥7b在管材内运动期间膨胀块12脱落的风险。在另一个实施例中，如图4和6所示，多个膨胀块12包括至少两组，其中同组的膨胀块沿同一圆周间隔式布置，所有膨胀块的轴向投影为完整的圆。即，所有膨胀块为交错布置并且在空间上有重叠部分。这样布置的膨胀块12能够独立安装和更换，从而大大方便了膨胀块12和膨胀锥7b的加工和装配。

图6显示了使用膨胀锥7b的管径膨胀装置100b。管径膨胀装置100b与图1所示的管径膨胀装置100类似，包括有柱形座114。柱形座114的第一端115为受力端，在第二端116设置有用于承载膨胀锥7b的承载部117。在柱形座114上构造有从柱形座114的第二端116的端面贯穿式延伸到在第二端114之前的区域的过流槽118。过流槽118包括构造在第二端的表面的横向段119和径向贯穿式延伸到柱形座114的周向表面的径向段120，并且径向段120与横向段118连通。这样，对于一端封闭的管材而言，过流槽118就形成了将管材的封闭区与外界环境连通的另一通道。优选地，横向段119延伸穿过承载部117，这与图1所示的管径膨胀装置100类似。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (9)

1.一种管径膨胀装置，包括：

柱形座，在所述柱形座的第一端设置有受力槽，在第二端设置有承载部，

安装在所述受力槽内的弹性件，所述弹性件能够接受推力并由此驱动所述柱形座运动，

安装在所述承载部内的膨胀锥，

其中，所述弹性件能吸收瞬间加载的推力，然后才驱动所述柱形座运动；

在所述柱形座上构造有从所述柱形座的第二端的端面贯穿式延伸到所述柱形座的在第二端之前的区域的过流槽。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在所述柱形座的第一端上轴向滑动式套装有对所述弹性件施加推力的施力套。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述施力套朝向柱形座的第二端延伸并越过所述受力槽。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，在所述施力套上设置有沿轴向的条形孔，限位销钉穿过所述条形孔与所述柱形座固定相连。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述过流槽包括从所述柱形座的第二端的端面开始沿轴向延伸的横向段，和与所述横向段连通的径向贯穿式延伸到所述柱形座的周向表面的径向段。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述过流槽的横向段为构造在所述柱形座的第二端的表面的沟槽。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述沟槽延伸穿过承载部。

8.根据权利要求1到7中任一项所述的装置，其特征在于，还包括能拆卸地安装在所述承载部上的锁紧套以将所述膨胀锥锁紧。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述锁紧套与所述承载部之间为螺纹连接。