CN106378376A - 一种内高压成型多阶密封装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种内高压成型多阶密封装置，包括推头、密封橡胶圈I、密封橡胶圈II、侧缸和伸缩气缸，所述的推头的前端设置为斜锥面，所述的推头后侧连接有侧缸；所述的推头为阶梯形，包括前侧的第一圆柱体和后侧的第二圆柱体、第三圆柱体，所述的第二圆柱体的外径大于第一圆柱体的外径，所述的第二圆柱体与第一圆柱体之间形成垂直台面，所述的第一圆柱体的外径大于第三圆柱体的外径；所述的第二圆柱体与侧缸之间设有密封橡胶圈I，所述的第三圆柱体与侧缸之间设有密封橡胶圈II；所述的侧缸后侧设有伸缩气缸。本发明能够实现四阶密封，为内高压成型提供很好的密封条件。

Description

一种内高压成型多阶密封装置
技术领域
本发明涉及一种用于内高压成型工艺的密封装置，尤其涉及一种内高压成型多阶密封装置。
背景技术
内高压成型也叫液压成型或液力成型，是一种利用液体作为成型介质，通过控制内压力和材料流动来达到成型中空零件目的的材料成型工艺。其基本原理为通过内部加压和轴向加力补料把管坯压入到模具型腔使其成形为所需要的工件。内高压成型技术按照加工坯料的几何形状，可以分为三种类型：板料液压成形、壳体液压成形和管材液压成形。其中管材液压胀形是通过管材内部液体压力和轴向力的共同作用使管材按照模具型腔的形状胀形，轴向力提供补料的作用，传递内部高压的液体通常采用液压油或水。可见，液力足以使管坯产生变形，因此管材成形过程中除提供具有一定压强的液体外，还应当保证与管坯管口的密封，该密封的级别应大于等于液体压强所容许的密封级别。如果密封级别不够，会造成成型介质失压，导致管坯成型不充分、起皱等缺陷。
如中国专利CN103182415A公开了一种内高压成形的密封装置，包括推进缸、法兰、注水模头、步进缸和机架，注水模头与步进缸连接处采用O密封圈密封，防止高压液体泄漏；高压注水通过注水模头中间的注水孔压入零件所需的压力降低，较大幅度地减小了内高压成形所需设备的外形尺寸和成形的最大压力，解决了缩小内高压成形型腔体积的问题，其采用的密封方式为单个密封圈密封。
为了保证内高压成型过程中的密封性能，需要对内高压成型装置进行进一步的研究。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种内高压成型多阶密封装置，实现四阶密封，为内高压成型提供很好的密封条件。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种内高压成型多阶密封装置，包括推头、密封橡胶圈I、密封橡胶圈II、侧缸和伸缩气缸，所述的推头的前端设置为斜锥面，所述的推头后侧连接有侧缸；所述的推头为阶梯形，包括前侧的第一圆柱体和后侧的第二圆柱体、第三圆柱体，所述的第二圆柱体的外径大于第一圆柱体的外径，所述的第二圆柱体与第一圆柱体之间形成垂直台面，所述的第一圆柱体的外径大于第三圆柱体的外径；所述的第二圆柱体与侧缸之间设有密封橡胶圈I，所述的第三圆柱体与侧缸之间设有密封橡胶圈II；所述的侧缸后侧设有伸缩气缸，在管件成型过程中提供轴向推力。
进一步的，所述的密封橡胶圈I套在第三圆柱体的外侧。
进一步的，所述的侧缸与第三圆柱体相接的一侧设有圆柱形凹槽，所述的第三圆柱体插入圆柱形凹槽内。
进一步的，所述的第二圆柱体与侧缸通过螺钉连接，用于固定密封橡胶圈I，所述的螺钉关于推头对称分布。
进一步的，一种内高压成型多阶密封装置的内部还设有冲压管，用于通过高压成型液体。
本发明提供了四阶密封，推头与侧缸和密封橡胶圈I实现第一密封；侧缸与推头之间为阶梯状连接，在阶梯处的第三圆柱体设置密封橡胶圈II，实现第二阶密封；将这两阶密封统称为第一级密封。
第二级密封是推头与管件接触之间的双重密封形式，即第三四阶密封。第三阶密封是斜锥面扩张式密封，即在推头与管面接触区域采用斜锥面过渡成垂直于管端面的形式，管件的端部内表面恰好接触推头的斜锥面而不发生变形时，管端面到推头的垂直台面还有一定的距离，当侧缸推力推进推头的时候，管件端部管径由于推头斜锥面的扩张作用而变大，此时管件外径受模具的约束作用，在模具内表面、管壁和推头斜锥面形成密封。第四阶密封是在变形的过程中管件端面完全接触推头的垂直台面后，依靠推力作用，推头的垂直台面与管端面形成压紧式密封。
本发明的有益效果：
本发明在推头与侧缸之间设置两个密封橡胶圈，并将推头的前端面设置为斜锥面，能够实现与管件、模具之间的四阶密封，密封效果好。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的推头斜锥面与管件接触时示意图；
图3为冲压时推头斜锥面与管件完全接触示意图；
图4为本发明的推头斜锥面结构示意图。
其中，1-斜锥面，2-推头，3-螺钉，4-密封橡胶圈I，5-密封橡胶圈II，6-侧缸，7-冲压管，8-伸缩气缸，9-下模具，10-上模具，11-管件。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明：
如图1所示，一种内高压成型多阶密封装置，包括推头2、密封橡胶圈I4、密封橡胶圈II5、侧缸6和伸缩气缸8，所述的推头2的前端设置为斜锥面，所述的推头2后侧连接有侧缸6；所述的推头2为阶梯形，包括前侧的第一圆柱体和后侧的第二圆柱体、第三圆柱体，所述的第二圆柱体的外径大于第一圆柱体的外径，所述的第二圆柱体与第一圆柱体之间形成垂直台面，所述的第一圆柱体的外径大于第三圆柱体的外径；所述的第二圆柱体与侧缸之间设有密封橡胶圈I4，所述的第三圆柱体与侧缸6之间设有密封橡胶圈II5；所述的侧缸6后侧设有伸缩气缸8，在管件成型过程中提供轴向推力。
进一步的，所述的密封橡胶圈I4套在第三圆柱体的外侧。
进一步的，所述的侧缸6与第三圆柱体相接的一侧设有圆柱形凹槽，所述的第三圆柱体插入圆柱形凹槽内。
进一步的，所述的第二圆柱体与侧缸6通过螺钉连接，用于固定密封橡胶圈I4，所述的螺钉3关于推头2对称分布。
进一步的，一种内高压成型多阶密封装置的内部还设有冲压管7，用于通过高压成型液体。
如图4所示，假设管件的外径为D，管壁初始厚度为t，要获得具有良好密封效果的推头，关键尺寸如下：
推头的第一圆柱体外径尺寸D1为：
D1＝D+t/3；
斜锥面的直径D2的取值范围为：
D-4t/3＜D2＜D-t；
斜锥面角度A的取值范围为：160°～170°；
斜锥长度L在推头与管端接近时起导向作用，通常L的取值范围为：
5t＜L＜7t。
本发明提供了四阶密封，推头2与侧缸6和密封橡胶圈I4实现第一密封；侧缸6与推头2之间为阶梯状连接，在阶梯处的第三圆柱体设置密封橡胶圈II5，实现第二阶密封；将这两阶密封统称为第一级密封。
第二级密封是推头2与管件接触之间的双重密封形式，即第三四阶密封。第三阶密封是斜锥面扩张式密封，即在推头2与管面接触区域采用斜锥面过渡成垂直于管端面的形式，管件的端部内表面恰好接触推2头的斜锥面而不发生变形时，管端面到推头2的垂直台面还有一定的距离，如图2所示，当侧缸6推力推进推头的时候，管件端部管径由于推头斜锥面的扩张作用而变大，此时管件外径受模具的约束作用，在模具内表面、管壁和推头2斜锥面形成密封。如图3所示，第四阶密封是在变形的过程中管件端面完全接触推头2的垂直台面后，依靠推力作用，推头2的垂直台面与管端面形成压紧式密封。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (6)

1.一种内高压成型多阶密封装置，其特征在于，包括推头、密封橡胶圈I、密封橡胶圈II、侧缸和伸缩气缸，所述的推头的前端设置为斜锥面，所述的推头后侧连接有侧缸；所述的推头为阶梯形，包括前侧的第一圆柱体和后侧的第二圆柱体、第三圆柱体，所述的第二圆柱体的外径大于第一圆柱体的外径，所述的第二圆柱体与第一圆柱体之间形成垂直台面，所述的第一圆柱体的外径大于第三圆柱体的外径；所述的第二圆柱体与侧缸之间设有密封橡胶圈I，所述的第三圆柱体与侧缸之间设有密封橡胶圈II；所述的侧缸后侧设有伸缩气缸。
2.如权利要求1所述的一种内高压成型多阶密封装置，其特征在于，所述的密封橡胶圈I套在第三圆柱体的外侧。
3.如权利要求1所述的一种内高压成型多阶密封装置，其特征在于，所述的侧缸与第三圆柱体相接的一侧设有圆柱形凹槽，所述的第三圆柱体插入圆柱形凹槽内。
4.如权利要求1所述的一种内高压成型多阶密封装置，其特征在于，所述的第二圆柱体与侧缸通过螺钉连接。
5.如权利要求4所述的一种内高压成型多阶密封装置，其特征在于，所述的螺钉关于推头对称分布。
6.如权利要求1所述的一种内高压成型多阶密封装置，其特征在于，内部还设有冲压管。
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