CN110918797B - 扩口锥面台阶管端成型加工工装 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种扩口锥面台阶管端成型加工工装，属于管端成型加工技术，现有挤压工艺加工成的锥面台阶出现凹陷导致密封泄漏，本发明在成型孔内配置棒头及棒体，并在棒体与棒头之间设弹性体，管端成型加工时弹性体受棒体与棒头的轴向挤压产生径向膨大以填充扩口锥面台阶的内侧空隙，使锥面台阶不会凹陷、饱满呈现，保证锥面台阶处的密封效果。加工完成后退出模具，棒体与棒头的轴向挤压消除时弹性体恢复形状。适合于大批量生产。制得的管端锥面台阶平整，过渡光滑，粗糙度等达到管端使用的要求。

Description

扩口锥面台阶管端成型加工工装

技术领域

本发明属于管端成型加工技术，具体涉及一种扩口锥面台阶管端成型加工工装。

背景技术

汽车空调管路加工中，特别是换热器连接的管路，为了连接稳定可靠，快速方便，在设计时口端需要将图2所示等径管扩口加工成图3所示的锥面台阶形状，以保证连接时过渡平稳，密封性好，但在制造时增加了加工难度。

按照现有普通挤压工艺，从图2所示圆形管扩口加工成图3所示的锥面台阶的过程往往导致锥面加工后出现凹陷导致密封泄漏。

发明内容

本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是克服现有挤压工艺加工成的锥面台阶出现凹陷导致密封泄漏的缺陷，提供一种扩口锥面台阶管端成型加工工装。

为达到上述目的，本发明的扩口锥面台阶管端成型加工工装，包括一端具有成型孔的成型模，其特征是：所述成型孔内配置有可相对于所述成型模轴向移动的棒头及可随所述成型模一起移动的棒体，所述棒体与棒头之间设有弹性体，所述弹性体受所述棒体与棒头的轴向挤压产生径向膨大以填充扩口锥面台阶的内侧空隙，所述棒体与棒头的轴向挤压消除时所述弹性体恢复形状。

作为优选技术手段：所述弹性体呈环状并套在一刚性部上。

作为优选技术手段：所述棒头具有柱段及头部，所述柱段与头部的邻接处具有轴向端面，所述棒体经孔套在所述柱段上，所述棒体的一端与所述轴向端面之间保持轴向间隙，所述柱段对应所述轴向间隙的部分构成所述刚性部。

作为优选技术手段：所述棒体呈套状，所述棒体的另一端抵触在所述成型模的端部。

作为优选技术手段：所述棒头连接在一棒杆的端部，所述棒杆穿在所述成型模内，所述棒杆与成型模之间设有弹簧，所述弹簧的弹力促使所述弹性体恢复形状。

作为优选技术手段：所述弹性体为聚氨基甲酸脂材质。

作为优选技术手段：所述成型孔内壁沿轴向形成由内至外的外圆柱定型段、外圆锥定型段、圆柱过度段。

作为优选技术手段：所述外圆柱定型段、外圆锥定型段的表面粗糙度≤Ra0.4。

作为优选技术手段：所述棒头具有圆锥挤压面。

作为优选技术手段：该工装包括扩口模、缩口模，所述扩口模、成型模、缩口模依次排列。

本发明在成型孔内配置棒头及棒体，并在棒体与棒头之间设弹性体，管端成型加工时弹性体受棒体与棒头的轴向挤压产生径向膨大以填充扩口锥面台阶的内侧空隙，使锥面台阶不会凹陷、饱满呈现，保证锥面台阶处的密封效果。加工完成后退出模具，棒体与棒头的轴向挤压消除时弹性体恢复形状。适合于大批量生产。制得的管端锥面台阶平整，过渡光滑，粗糙度等达到管端使用的要求。

附图说明

图1为本发明扩口锥面台阶管端成型加工工装的示意图；

图2为等径管子的示意图；

图3为加工成型的锥面台阶管端的示意图；

图4为本发明第一扩口模的示意图；

图5为管子被第一扩口模扩口后的示意图；

图6为本发明第二扩口模的示意图；

图7为管子被第二扩口模扩口后的示意图；

图8为本发明第三扩口模的示意图；

图9为管子被第三扩口模扩口后的示意图；

图10为图1中装配在一起的成型模、棒体、棒头的放大示意图；

图11为图10中棒杆的示意图；

图12为图10中成型模的示意图；

图13为图12的A部放大示意图；

图14为图10中棒头的放大示意图；

图15为图10中成型模的示意图；

图16为管子被成型模扩口后的示意图；

图17为管子被缩口模缩口后的示意图；

图中标号说明：

100-第一扩口模：101-第一导向段，102-第一扩口段；

200-第二扩口模：201-第二导向段，202-第二扩口段；

300-第三扩口模：301-第三导向段，302-矫正段，303-扩口头部；

400-成型模：401-安装部，402-成型孔，403-外圆柱定型段，404-外圆锥定型段，405-圆柱过度段，406-内孔，407-内孔左端面，408-内孔右端面；

410-棒头：411-柱段，412-头部，413-轴向端面，414-刚性部；

420-棒体；

430-弹性体；

440-轴向间隙；

450-棒杆：451-外螺纹段，452-扁柱，453-圆柱；

460-弹簧；

470-棒固定片；

500-缩口模，501-缩口孔；

600-管子，601-扩口锥面台阶，602-扩口锥面台阶的内侧空隙，603-缩口；

700-夹紧块。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本发明做进一步说明。

如图1所示的扩口锥面台阶管端成型加工工装，包括依次排列的第一扩口模100、第二扩口模200、第三扩口模300、成型模400、缩口模500。

第一扩口模100如图4所示，包括前段的第一导向段101及后段的第一扩口段102，第一扩口模用于把等径管子过渡扩口一次，以防止扩口后口端斜口，经第一扩口模扩口后的管子如图5所示。

第二扩口模200如图6所示，包括前段的第二导向段201及后段的第二扩口段202，第二扩口模用于把已经过渡扩口后的管子再一次扩口，达到图纸台阶后端要求尺寸的管径，经第二扩口模扩口后的管子如图7所示。

第三扩口模300如图8所示，包括前段的第三导向段301、中段的矫正段302、后段的扩口头部303，其中矫正段用于对于前两道扩口矫正，扩口头部为使后道加工锥面台阶底面平整，经第三扩口模扩口后的管子如图9所示。

成型模400如图12-13所示，其一端形成模具设备安装部401，另一端开设成型孔402，成型孔402侧壁轴向内段形成外圆柱定型段403，成型孔侧壁轴向中段形成外圆锥定型段404，成型孔侧壁轴向外段形成圆柱过度段405。外圆柱定型段、外圆锥定型段的表面粗糙度≤Ra0.4。

如图10所示，成型孔402内配置有可相对于成型模轴向移动的棒头410及可随成型模一起移动的棒体420，棒体420与棒头410之间设有弹性体430，弹性体430受棒体420与棒头410的轴向挤压产生径向膨大以填充扩口锥面台阶601的内侧空隙602，棒体与棒头的轴向挤压消除时弹性体恢复形状。弹性体为聚氨基甲酸脂材质（俗称优力胶、弹簧胶）。利用弹性体的高弹性与抗张强度，可从里面把锥面台阶外轮廓挤压得非常饱满。

如图14所示，棒头410具有柱段411及头部412，柱段411与头部412的邻接处具有轴向端面413。

如图10所示，弹性体430呈环状并套在一刚性部414上，用于在弹性体受轴向挤压时对弹性体形成支撑，避免弹性体向径向的内侧变形，使弹性体仅向径向的外侧变形以填充扩口锥面台阶的内侧空隙。棒体420经孔套在柱段411上，棒体420的右端与轴向端面413之间保持轴向间隙440，柱段411对应轴向间隙440的部分构成刚性部414。棒体420呈套状，棒体的左端抵触在成型模内孔406右端面408（成型孔的左端面）。

如图10所示，棒头410连接在棒杆450的端部，棒杆450穿在成型模400内，棒杆450与成型模400之间设有弹簧460，弹簧460的弹力促使棒杆450、棒头410与成型模400相互移动，令轴向间隙增大，弹性体恢复形状。

如图11所示，棒杆450右端为外螺纹段451，外螺纹段451穿过成型模400的内孔406，再穿过棒体420、环状弹性体430与棒头410相连接。棒杆450左端为扁柱452，扁柱452穿过弹簧460，并穿过棒固定片470的中心孔，棒固定片470的中心孔的形状与扁柱452一致并间隙配合。棒杆450中间段为圆柱453，圆柱453右端靠住成型模400内孔406左端面407，圆柱453左端靠住弹簧460。棒固定片470固定在成型模400的左端，使用3个螺钉固定，并抵住弹簧460。

棒头410的柱段411套上环状弹性体430与棒体420，并使用内螺纹与棒杆外螺纹段451连接起来。棒头410的头部为圆锥挤压面，露在成型模外。棒头的头部需要与等径管子内孔之间依靠摩擦固定使用，因此设计成斜度的圆锥状。

环状弹性体430夹在棒体420与棒头410之间。棒体420右端靠在环状弹性体430上，左端靠在成型模400内孔406右端面408上。环状弹性体430在加工斜面台阶时，依靠自身弹性变形挤压到扩口锥面台阶的内侧空隙里面，使锥面台阶不会凹陷，加工成型退出后又随着棒杆、棒头与成型模相互移动，轴向间隙增大，恢复原状。尤其是，利用弹簧的弹性在模具加工后迅速促使棒杆、棒头与成型模相互移动，令轴向间隙增大，把环状弹性体恢复成原状。

该加工工装，通过棒头头部的圆锥挤压面设计，进入已经完成扩口的管子内孔逐步卡在孔内。至于设计圆锥挤压面，是让棒头在管子内卡住的力越来越大，使其有足够的力卡住棒头在管内不动，与此同时，成型摸还在向前挤压头部，而棒体与成型摸是直接相靠的，所以棒体也随着成型摸向前推进，随着棒体的推进、棒头的不动，使夹在中间的环状弹性体46被挤压，环状弹性体被挤压进锥面台阶的内侧空隙里面，而锥面台阶外表面由模具主体的成型孔保护着，从而使锥面台阶能够饱满出现在我们的眼前。

之后便退出模具，在退出模具时，考虑到环状弹性体是依靠棒体与棒头的挤压变形深入到锥面台阶的内侧空隙里面，在退出模具时环状弹性体可能无法迅速自动复原，会导致拉坏已经加工完成的锥面台阶，因此便在棒杆上增加了弹簧，因为棒杆与棒头是相连的，在棒头卡在管子内的同时，棒杆也是不动的，而棒固定片随着成型摸一起向前推进。那么在棒杆与棒固定片中间的弹簧也是被挤压的。如此利用弹簧的弹力帮助环状弹性体迅速恢复成原状。管子退出成型摸，即加工出了一个饱满的锥面台阶管端。

与此同时，成型孔必须加工光滑，粗糙度需要达到Ra0.4之内。因为锥面台阶在加热器上是要密封装配的，粗糙度必须要好，那么迫使加工模具的粗糙度必须更好。

该加工工装，的最后一道加工是使用缩口模进行缩口，其实是给锥面台阶管端在装密封圈做个产品导向过度，因此设计模具为防形模，里面增加缩口过渡段。

产品步骤如下：

第一步，管子放进六工位管端成型机中，使用夹紧块700夹住管子600；

第二步，推进第一扩口模100对管子进行扩口，结束后退出第一扩口模，并向下平移管子到第二扩口模，经第一扩口模扩口后的管子如图5所示；

第三步，推进第二扩口模200对管子进行再次扩口，结束后退出第二扩口模，并向下平移管子到第三扩口模，经第二扩口模扩口后的管子如图7所示；

第四步，推进第三扩口模300对管子进行扩口，结束后退出第三扩口模，并向下平移管子到成型摸，经第三扩口模扩口后的管子如图9所示；

第五步，推进成型摸400对管子进行加工，结束后退出成型摸，并向下平移管子到缩口模，经成型摸扩口后的管子如图16所示；

第六步，推进缩口模500对管子进行加工，结束后退出缩口模并向上平移管子到第一扩口模；图15所示的缩口模500具有缩口孔501，推进缩口模时管子被缩口孔缩口，经缩口模缩口后的管子如图17所示；

第七步，打开夹紧块，取出管子。

Claims (8)

1.扩口锥面台阶管端成型加工工装，包括依次排列的第一扩口模、第二扩口模、第三扩口模、成型模、缩口模，所述成型模一端具有用于成型锥面台阶的成型孔，依序将管子移动到所述第一扩口模、第二扩口模、第三扩口模、成型模、缩口模，并依次推进所述第一扩口模、第二扩口模、第三扩口模对管子扩口，再依次推进所述成型模、缩口模对管子进行加工，其特征是：所述成型孔内配置有可相对于所述成型模轴向移动的棒头及可随所述成型模一起移动的棒体，所述棒头连接在一棒杆的端部，所述棒杆穿在所述成型模内，所述棒杆与成型模之间设有弹簧，所述棒体与棒头之间设有弹性体，所述弹性体受所述棒体与棒头的轴向挤压产生径向膨大以填充扩口锥面台阶的内侧空隙，所述棒体与棒头的轴向挤压消除时所述弹簧的弹力促使所述弹性体恢复形状。

2.根据权利要求1所述的扩口锥面台阶管端成型加工工装，其特征是：所述弹性体呈环状并套在一刚性部上。

3.根据权利要求2所述的扩口锥面台阶管端成型加工工装，其特征是：所述棒头具有柱段及头部，所述柱段与头部的邻接处具有轴向端面，所述棒体经孔套在所述柱段上，所述棒体的一端与所述轴向端面之间保持轴向间隙，所述柱段对应所述轴向间隙的部分构成所述刚性部。

4.根据权利要求3所述的扩口锥面台阶管端成型加工工装，其特征是：所述棒体呈套状，所述棒体的另一端抵触在所述成型模的端部。

5.根据权利要求1所述的扩口锥面台阶管端成型加工工装，其特征是：所述弹性体为聚氨基甲酸脂材质。

6.根据权利要求1所述的扩口锥面台阶管端成型加工工装，其特征是：所述成型孔内壁沿轴向形成由内至外的外圆柱定型段、外圆锥定型段、圆柱过度段。

7.根据权利要求6所述的扩口锥面台阶管端成型加工工装，其特征是：所述外圆柱定型段、外圆锥定型段的表面粗糙度≤Ra0.4。

8.根据权利要求1所述的扩口锥面台阶管端成型加工工装，其特征是：所述棒头具有圆锥挤压面。

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