CN110976609B - 一种电加热式密封推头及金属成形工艺 - Google Patents

一种电加热式密封推头及金属成形工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及内高压成形技术领域，提供了一种电加热式密封推头，包括密封部和推进部；密封部具有可沿轴向做往复运动的芯棒，还具有环设在周向上且可沿径向做往复运动的若干夹紧块；芯棒及夹紧块上分别对应设有内夹头和外夹头；芯棒还设有用于压力介质通过的通孔；内夹头及芯棒均为导电材质，且芯棒连接导电板。借此，本发明通过夹紧方式实现管坯的密封。降低了管坯端口的精度要求，降低加工难度及成本。密封推头还具备电加热功能。本发明还提供了一种采用该密封推头的金属成形工艺，在涨形前通过电加热的方式将管坯加热至热加工温度，避免涨形后出现冷作硬化现象。

Description

一种电加热式密封推头及金属成形工艺
技术领域
本发明属于内高压成形技术领域，尤其涉及一种电加热式密封推头。
背景技术
随着汽车轻量化的趋势，内高压成形工艺逐渐成为汽车零部件加工行业的重要技术之一。
目前内高压成形工艺常用的推头为内密封方式，参见图1，推头的突出部伸入管坯1并配合模具11的内壁夹住管坯1的管壁，同时设置密封圈12完成密封。为保证密封效果，管坯1的管壁与推头的间隙要尽量小，因此对管坯1端口管径的加工精度要求较高，提高了加工难度及加工成本。涨形补料时，推头和管坯1与模具11之间存在较大的摩擦力，因此需要较大的补料推进力。
常温状态下的内高压成形工艺只能用于部分材质，无法直接应用于冷硬指数高的管坯材料(如铝镁合金、镁铝合金以及高强度钢等)。目前的常用方法是先将金属坯料加热，然后利用机械手将热态坯料运送至内高压成形工位进行胀形，以便实现热加工。
但是，内高压成形的金属管坯料厚度不大，坯料蓄热低；加之机械手的夹取及转运过程中也有散热。因此胀形时，坯料的温度难以控制，降低了成形工艺的稳定性及成形质量的一致性。
综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。
发明内容
针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种电加热式密封推头，通过在密封部内设置可沿轴向伸缩的芯棒以及可沿径向伸缩的夹紧块；芯棒和夹紧块分别对应连接内夹头和外夹头，二者夹住管坯的管壁实现密封。降低了管坯端口的加工精度要求，从而降低了加工难度及加工成本。密封效果好无需采用密封圈。补料方式为自由补料，降低了补料的推进力。芯棒还连接导电板，使密封推头具备电加热功能。本发明还提供了一种采用该密封推头的金属成形工艺，在涨形前通过电加热的方式将管坯加热至热加工温度，避免涨形后出现冷作硬化现象。
为了实现上述目的，本发明提供一种电加热式密封推头，包括相互连接的密封部和推进部；
所述密封部具有可沿轴向做往复运动的芯棒，还具有环设在周向上且可沿径向做往复运动的若干夹紧块；所述芯棒及夹紧块上分别对应设有内夹头和外夹头；
所述芯棒还设有用于压力介质通过的通孔；
所述内夹头及芯棒均为导电材质，且芯棒连接导电板。
根据本发明的电加热式密封推头，所述密封部的芯棒和夹紧块为联动伸缩。
根据本发明的电加热式密封推头，所述芯棒套接驱动其沿轴向做往复运动的夹紧推动件；所述夹紧块上具有导向斜面；所述夹紧推动件具有一用于推动抵接夹紧块的导向斜面的伸出部。
根据本发明的电加热式密封推头，所述夹紧块还连接回复杆，所述回复杆套接弹簧。
根据本发明的电加热式密封推头，所述芯棒上还套接有括径件；所述外夹头及括径件上分别设有相互对应的斜面。
根据本发明的电加热式密封推头，所述夹紧块的数量为4～8个。
根据本发明的电加热式密封推头，所述内夹头为环形结构，且固定套接在芯棒的外部。
一种采用电加热式密封推头的金属成形工艺，包括如下步骤：
第一步，将管坯装夹到模具上；
第二步，管坯两端的密封推头的推进部推动密封部至预定位置；
第三步，内夹头及外夹头夹住管坯的端部；
第四步，通电将管坯加热至预定温度；
第五步，从芯棒的通孔通入压力介质完成管坯的涨形。
根据本发明的金属成形工艺，所述压力介质为气体。
本发明通过的目的在于提供一种电加热式密封推头，通过在密封部内设置可沿轴向伸缩的芯棒以及可沿径向伸缩的夹紧块；芯棒和夹紧块分别对应连接内夹头和外夹头，二者夹住管坯的管壁实现密封。降低了管坯端口的加工精度要求，从而降低了加工难度及加工成本。密封效果好无需采用密封圈。补料方式为自由补料，降低了补料的推进力。芯棒还连接导电板，使密封推头具备电加热功能。本发明还提供了一种采用该密封推头的金属成形工艺，在涨形前通过电加热的方式将管坯加热至热加工温度，避免涨形后出现冷作硬化现象。
附图说明
图1是现有技术的结构示意图；
图2是本发明的结构示意图；
图3是图1中局部区域的结构示意图；
图4是本发明一工作状态示意图；
图5是本发明一工作状态示意图；
图6是本发明一工作状态示意图；
图7是本发明一工作状态示意图；
图中：1-管坯，11-模具，12-密封圈，2-推进部，21-支架，22-导块；3-密封部，31-端盖，32-芯棒，321-通孔，322-导电板；33-内夹头，331-括径件；34-夹紧块，341-外夹头，342-回复杆；35-夹紧推动件，351-推进孔，352-后退孔；36-让位孔，37-连接板。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。本说明书提到的上、下、左、右等方向或位置关系，是为更好的结合附图描述技术方案，以便读者理解，实际实施的情形包括但不限于此描述。
参见图2，本发明提供了一种电加热式密封推头，包括相互连接的密封部3和推进部2；
本发明的推进部2为液压缸，用于推动密封部3贴近模具11；在补料时进一步推进，完成管坯1的涨形补料；推进部2固定在导块22上，导块22滑动连接在支架21上，可在垂直方向上调节高度。
参见图3，密封部3的端部具有端盖31，尾部具有连接推进部2的连接板37。
参见图4，所述密封部3具有可在轴向伸缩的芯棒32，再结合图5，还具有环设在周向上的可沿径向运动的若干夹紧块34；所述芯棒32及夹紧块34上分别对应设有内夹头33和外夹头341。夹紧块34的数量优选为6个，本领域技术人员可以根据密封推头的规格做适应性的设定，如4～8个。
参见图6和图7，芯棒32带动内夹头33沿轴向伸出，夹紧块34带动外夹头341沿径向收缩，二者共同将管坯1的管壁夹住。内夹头33优选为环形结构套接在芯棒32外部，夹紧后与管坯1的内壁呈面接触，从而实现管坯1端部的密封。进一步的，为增加密封效果，芯棒32上还套接有括径件331；外夹头341及括径件331上分别设有相互对应的斜面。夹紧时管坯1的端口管壁扩张被夹在外夹头341与括径件331之间，从而增加了管坯1端部的密封性。
更好的，内夹头33及芯棒32均为导电材质，且芯棒32连接导电板322；导电板322从密封部3的让位孔36伸出连接外部电源。管坯1的两端分别采用本发明的密封推头密封后，通电加热使管坯1达到热加工温度，之后再进行涨形，避免管坯1加工后出现冷作硬化。
芯棒32上还设有用于压力介质通过的通孔321。本发明可用于液压成形或气胀成形。
更好的，本发明的密封部3的芯棒32和夹紧块34为联动伸缩。做为一种实施方式，参见图4，芯棒32套接驱动其沿轴向做往复运动的夹紧推动件35；所述夹紧块34上具有导向斜面；所述夹紧推动件35具有一用于推动抵接夹紧块34的导向斜面的伸出部。
夹紧块34还连接回复杆342，回复杆342套接弹簧，用于夹紧块34的复位。
更好的，夹紧推动件35采用液压方式驱动。从推进孔351进油，夹紧推动件35前进并带动芯棒32和夹紧块34同步伸出；从后退孔352进油，夹紧推动件35后退并带动芯棒32后退，此时夹紧块34在弹簧的作用下复位。
本领域技术人员可以采用芯棒32与夹紧块34分别独立伸缩的方式，如采用公知结构或方法，分别独立实现芯棒32与夹紧块34的伸缩。
本发明的密封推头采用夹紧方式密封，密封效果好且无需采用密封圈。夹紧块34沿径向运动夹住管坯1的管壁，因此降低了管坯1端口的加工精度要求，从而降低了加工难度及加工成本。补料方式为自由补料，降低了补料的推进力。
本发明还提供了一种采用该电加热式密封推头的金属成形工艺，包括如下步骤：
第一步，将管坯1装夹到模具上；
第二步，管坯1的两端的密封推头的推进部2推动密封部3贴近模具，并使管坯1的端部进入密封部3的夹紧工作位(参见图4)；密封部3与模具之间留有补料间距，本领域技术人员可以根据成形的管件所需的补料量预留合适的间距。
第三步，芯棒32及夹紧块34伸出，内夹头33及外夹头341共同夹住管坯1的端部；(参见图6)
第四步，通电将管坯1加热至预定温度；该加热温度需达到管坯1的热加工温度，避免涨形后出现冷作硬化现象。本领域技术人员可以根据成形的管件的材质及工艺要求设置所需加热的温度值或范围。
第五步，从芯棒32的通孔321通入压力介质完成管坯1的涨形。
该成形方法通常用于气胀成形工艺，即芯棒32的通孔321中通入的压力介质为气体。特殊情况下，也可以用于液压成形，即芯棒32的通孔321中通入的压力介质为水。用于液压成形时，本领域技术人员可以选用合适的现有技术做好成形设备或装置的绝缘，避免通电加热时出现漏电伤人事件。
综上所述，本发明提供了一种电加热式密封推头，通过在密封部内设置可沿轴向伸缩的芯棒以及可沿径向伸缩的夹紧块；芯棒和夹紧块分别对应连接内夹头和外夹头，二者夹住管坯的管壁实现密封。降低了管坯端口的加工精度要求，从而降低了加工难度及加工成本。密封效果好无需采用密封圈。补料方式为自由补料，降低了补料的推进力。芯棒还连接导电板，使密封推头具备电加热功能。本发明还提供了一种采用该密封推头的金属成形工艺，在涨形前通过电加热的方式将管坯加热至热加工温度，避免涨形后出现冷作硬化现象。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种电加热式密封推头，其特征在于，包括相互连接的密封部和推进部；
所述密封部具有可沿轴向做往复运动的芯棒，还具有环设在周向上且可沿径向做往复运动的若干夹紧块；所述芯棒及夹紧块上分别对应设有内夹头和外夹头；
所述芯棒还设有用于压力介质通过的通孔；
所述内夹头及芯棒均为导电材质，且芯棒连接导电板；
所述密封部的芯棒和夹紧块为联动伸缩；所述芯棒套接驱动其沿轴向做往复运动的夹紧推动件；所述夹紧块上具有导向斜面；所述夹紧推动件具有一用于推动抵接夹紧块的导向斜面的伸出部。
2.根据权利要求1所述的电加热式密封推头，其特征在于，所述夹紧块还连接回复杆，所述回复杆套接弹簧。
3.根据权利要求1所述的电加热式密封推头，其特征在于，所述芯棒上还套接有括径件；所述外夹头及括径件上分别设有相互对应的斜面。
4.根据权利要求1所述的电加热式密封推头，其特征在于，所述夹紧块的数量为4～8个。
5.根据权利要求1所述的电加热式密封推头，其特征在于，所述内夹头为环形结构，且固定套接在芯棒的外部。
6.一种采用权利要求1～5任意一项所述的电加热式密封推头的金属成形工艺，其特征在于，包括如下步骤：
第一步，将管坯装夹到模具上；
第二步，管坯两端的密封推头的推进部推动密封部至预定位置；
第三步，内夹头及外夹头夹住管坯的端部；
第四步，通电将管坯加热至预定温度；
第五步，从芯棒的通孔通入压力介质完成管坯的涨形。
7.根据权利要求6所述的金属成形工艺，其特征在于，所述压力介质为气体。
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