CN111299979B - 一种冷挤压活塞管的制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冷挤压活塞管的制备工艺，包括如下步骤：首先按照设计尺寸准备清洁干净的管体，管体用于制备活塞管；然后对管体的一端进行扩口加厚处理工序，使管体的扩口段的壁厚达到设计厚度；最后采用机械加工设备对加厚的管体外轮廓的扩口段进行环形槽处理，在加厚的管体的扩口段设置一个与管体同轴向中心轴的环形槽，环形槽用于放置活塞环。本发明摒弃了传统活塞管的管体和活塞头的螺纹连接技术，简化了活塞管的生产工序，极大地降低了单个产品的生产工序，提高了生产效率；而且省去了折弯压平处理，缩减了一个加工工序，进一步提高了生产效率。

Description

一种冷挤压活塞管的制备工艺

技术领域

本发明涉及活塞管技术领域，具体涉及一种冷挤压活塞管的制备工艺。

背景技术

活塞管包括管体以及管体上设置的活塞头，其传统生产工艺主要采用螺纹连接技术，即活塞头采用圆柱块，圆柱块设置同中心轴且轴向贯穿的连接孔，活塞头的连接孔进行攻丝，同时管体与活塞头连接的一端也进行攻丝，管体和活塞头的连接孔采用螺纹连接；然后，在活塞头的弧形面设置与活塞头同中心轴的环形槽，环形槽用于放置活塞环。然而，活塞管的管体和活塞头的螺纹段若精度控制不好，管体和活塞头联接的抗拉强度将受到严重影响，而形成安全隐患，同时现有活塞管生产效率低。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种冷挤压活塞管的制备工艺，极大地提高了管体和活塞头联接的抗拉强度，降低了安全隐患，同时提高了活塞管生产效率。

本发明提供了一种冷挤压活塞管的制备工艺，包括如下步骤：

S1：按照设计尺寸准备清洁干净的管体，管体用于制备活塞管；

S2：对管体的一端进行扩口加厚处理工序，使管体的扩口段的壁厚达到设计厚度；

S3：采用机械加工设备对加厚的管体外轮廓的扩口段进行环形槽处理，在加厚的管体的扩口段设置一个与管体同轴向中心轴的环形槽，环形槽用于放置活塞环。

优选地，步骤S2中，加厚处理工序包括如下子步骤：

S21：进行一次扩口加厚处理，将管体放入第一扩口加厚模具中对管体的对应端进行扩口和挤压加厚；

S22：将步骤S21重复n次，但是每次扩口加厚处理对应的扩口加厚模具不同；一次扩口加厚处理对应第一扩口加厚模具，二次扩口加厚处理对应第二扩口加厚模具···n次扩口加厚处理对应第n扩口加厚模具；n≥1，管体的扩口加厚端经过n次扩口挤压加厚变形后，管体的扩口段的壁厚达到设计厚度。

优选地，所述第一扩口加厚模具包括定模、动模和扩口模，定模设有管体放置腔和加厚孔，管体放置腔和加厚孔呈同中心轴布置且连通；管体放置腔用于放置管体，加厚孔用于放置管体的待扩口加厚段；动模设有压环，压环与定模的加厚孔同中心轴布置且呈间隙配合；动模设有沿运动方向贯穿的通孔，通孔与压环同中心轴，通孔位于压环内，扩口模插设在动模的通孔内，且扩口模与动模的通孔轴向活动配合。

优选地，步骤S21中，将管体放入定模的管体放置腔和加厚孔，驱动动模和扩口模向定模移动，先使扩口模对管体进行扩口，然后动模的压环进入定模的加厚孔并对管体的扩口段进行挤压，管体的扩口段进行金属变形和金属流动，最后填充满扩孔膜、压环与定模的加厚孔围成的环形空间。

优选地，所述第n扩口加厚模具与第一扩口加厚模具的部件及各部件的连接关系相同；随着n的增大，压环的外径不变，压环的内径逐渐变小，扩口模的外径逐渐变小；或者随着n的增大，定模的加厚孔的直径逐渐增大，压环的外径逐渐增大，压环的内径不变，扩口模的外径不变；或者随着n的增大，定模的加厚孔的直径逐渐增大，压环的外径逐渐增大，压环的内径逐渐变小，扩口模的外径逐渐变小。

优选地，步骤S3中，采用车床对管体外轮廓的扩口段进行环形槽加工，并对环形槽的外边缘和内底缘进行倒圆，倒圆半径记为R，R≤0.3mm。

优选地，冷挤压活塞管的制备工艺还包括S4：对管体的远环形槽一端进行内螺纹攻丝。

优选地，步骤S4中，对管体的远环形槽一端进行缩口，对管体的缩口段的内壁进行内螺纹攻丝；对管体的缩口端进行扩口，然后对管体的缩口端的扩口段进行折弯压平；或者对管体的缩口端进行翻边。

优选地，步骤S21中，管体的扩口段挤压加厚变形量为20％-80％。

优选地，管体进行扩口加厚后的一端设有同中心轴的内六角孔或者内十二角孔或者防滑顶尖孔或者内梅花孔。

本发明具有如下的有益效果：

1、本发明技术方案摒弃了传统活塞管的管体和活塞头的螺纹连接技术，简化了活塞管的生产工序，极大地降低了单个产品的生产工序，提高了生产效率。

2、通过对管体的扩口段进行单次或者多次加厚处理，提高了管体的扩口段的结构强度。

3、该技术方案省去了折弯压平处理，缩减了一个加工工序，进一步提高了生产效率；同时，在该工艺下，管体的加厚扩口段与管体呈锥面过渡，该锥面的母线呈外凸弧线，进一步增强了该结构下的活塞杆的管体及其加厚扩口段的连接强度，提高了活塞杆的使用寿命。

附图说明

图1为本发明一实施例中管体的加工段一次扩口增厚后的结构示意图；

图2为本发明一实施例中管体的加工段二次扩口增厚后的结构示意图；

图3为本发明一实施例中管体的产品结构示意图；

图4为本发明一实施例中第一扩口加厚模具的结构示意图。

附图标记：

1-管体,11-环形槽，2-第一扩口加厚模具，21-定模，211-上模，2111-上放置腔，2112-上加厚孔，212-下模，2121-下放置腔，2122-下加厚孔，213-管体放置腔，214-加厚孔，22-动模，221-压环，222-通孔，23-扩口模。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1至图4所示，本实施例提供的一种冷挤压活塞管的制备工艺，包括如下步骤：

S1：按照设计尺寸准备清洁干净的管体，管体1用于制备活塞管；如图

S2：对管体1的一端进行扩口加厚处理工序，使管体1的扩口段的壁厚达到设计厚度；如图1和图2所示；

S3：采用机械加工设备对加厚的管体外轮廓的扩口段进行环形槽处理，在加厚的管体1的扩口段设置一个与管体同轴向中心轴的环形槽11，环形槽11用于放置活塞环，如图3所示。

该技术方案摒弃了传统活塞管的管体和活塞头的螺纹连接技术，简化了活塞管的生产工序，极大地降低了单个产品的生产工序，提高了生产效率。同时，该技术方案省去了折弯压平处理，缩减了一个加工工序，进一步提高了生产效率；同时，在该工艺下，管体1的加厚扩口段与管体1呈锥面过渡，该锥面的母线呈外凸弧线，进一步增强了该结构下的活塞杆的管体及其加厚扩口段的连接强度，提高了活塞杆的使用寿命。

步骤S2中，加厚处理工序包括如下子步骤：

S21：进行一次扩口加厚处理，将管体1放入第一扩口加厚模具2中，对管体的对应端进行扩口和挤压加厚；

S22：将步骤S21重复n次，但是每次扩口加厚处理对应的扩口加厚模具不同；一次扩口加厚处理对应第一扩口加厚模具2，二次扩口加厚处理对应第二扩口加厚模具···n次扩口加厚处理对应第n扩口加厚模具；n≥1，管体的扩口加厚端经过n次扩口挤压加厚变形后，管体的扩口段的壁厚达到设计厚度。

采用上述方案，对管体1的扩口段进行单次或者多次加厚处理，使得管体1的扩口段和管体呈一体结构，提高了管体1的扩口段的结构强度。

如图4所示，第一扩口加厚模具2包括定模21、动模22和扩口模23，定模21设有管体放置腔213和加厚孔214，管体放置腔213和加厚孔214呈同中心轴布置且连通；管体放置腔213用于放置管体1，加厚孔214用于放置管体1的待扩口加厚段；动模22设有压环211，压环211与定模21的加厚孔214同中心轴布置且呈间隙配合；动模22设有沿运动方向贯穿的通孔222，通孔222与压环221同中心轴，通孔222位于压环221内，扩口模23插设在动模22的通孔222内，且扩口模23与动模22的通孔222轴向活动配合。

具体地，定模21包括上模211和下模212，上模211设有连通的上加厚孔2112和上放置腔2111，下模212设有连通的下加厚孔2122和下放置腔2121，上加厚孔2112、上放置腔2111、下加厚孔2122和下放置腔2121均呈半圆形，且上模211和下模212接触时，上放置腔2111和下放置腔2121形成管体放置腔213，上加厚孔2112和下加厚孔2122形成加厚孔214。此外，第一扩口加厚模具2还包括机架、第一液压缸、第二液压缸和第三液压缸，第一液压缸、第二液压缸和第三液压缸均安装在机架上，第一液压缸的活塞杆与动模22连接，第二液压缸与扩口模23远定模的一端连接；第三液压缸位于上模211的上方，且第三液压缸的活塞杆与上模211连接；下模212安装在机架上。

值得注意是，第n扩口加厚模具与第一扩口加厚模具2的部件及各部件的连接关系相同。而对管体1的待加工端进行扩口加厚通常采用三种方法，其一，随着n的增大，压环的外径不变，压环的内径逐渐变小，扩口模的外径逐渐变小；其二，随着n的增大，定模的加厚孔的直径逐渐增大，压环的外径逐渐增大，压环的内径不变，扩口模的外径不变；其三，随着n的增大，定模的加厚孔的直径逐渐增大，压环的外径逐渐增大，压环的内径逐渐变小，扩口模的外径逐渐变小。根据管体的扩口段的所需加厚尺寸及单次或者多次加厚处理，采用前述三种方法中的任何一种方法，然后设定压环、扩口模以及定模的加厚孔的直径，均可为管体对应端的扩口及加厚提供加工方案，且便于应用到实际生产中。

步骤S21中，将管体1放入定模21的管体放置腔213和加厚孔214，驱动动模22和扩口模23向定模21移动，先使扩口模23对管体1进行扩口；然后动模22的压环221进入定模21的加厚孔214并对管体1的扩口段进行挤压，管体1的扩口段进行金属变形和金属流动，最后填充满扩孔膜23、压环221与定模21的加厚孔214围成的环形空间，从而实现管体1的扩口段内壁的增厚。

步骤S21中，管体的扩口段挤压加厚变形量为20％-80％。实践表明，管体1的扩口段的单次挤压加厚变形量优选为20％-80％；当管体1的扩口段的单次挤压加厚变形量低于20％时，会增加工序，从而降低生产效率；当管体1的扩口段的单次挤压加厚变形量大于80％时，管体的扩口段易发生龟裂或者其他缺陷，从而增加废品的产生。管体的扩口段挤压加厚变形量为(管体的扩口段加厚后的壁厚-管体的扩口段当次加厚前的壁厚)/管体的扩口段当次加厚前的壁厚。

步骤S3中，采用车床对管体外轮廓的扩口段进行环形槽11加工，并对环形槽11的外边缘和内底缘进行倒圆，倒圆半径记为R，R≤0.3mm。倒圆半径的该范围选择一方面是为了便于上活塞环，另一方面是为了避免活塞环从环形槽11中脱落。

同时，为了便于工具对管体1的扩口段进行旋拧，管体1进行扩口加厚后的一端设有同中心轴的内六角孔或者内十二角孔或者防滑顶尖孔或者内梅花孔。本实施例中，管体1的扩孔加厚端设有同中心轴的内六角孔。

此外，冷挤压活塞管的制备工艺还包括S4：对管体1的远环形槽一端进行内螺纹攻丝。具体地，步骤S4中，对管体1的远环形槽一端进行缩口，对管体的缩口段的内壁进行内螺纹攻丝；对管体1的缩口端进行扩口，然后对管体1的缩口端的扩口段进行折弯压平；或者对管体1的缩口端进行翻边。通过前述工艺加工即可得到活塞管成品，如图3所示。管体1的远环形槽一端进行缩口且其内壁设置内螺纹，以便于与对应驱动装置的驱动杆连接。

为了进一步了解该技术方案提出的单次或多次加厚处理，举一例子如下：

其一，针对该技术方案提出的单次加厚处理；根据管体的扩口段的加厚尺寸需要，设计好压环、扩口模以及定模的加厚孔的直径，只需要将管体放入定模的管体放置腔和加厚孔内；然后，扩口模和动模工作，便可对管体的加工段进行一次扩口加厚成型。

其二，针对技术方案提出的多次加厚处理，本例子采用二次加厚处理，需要第一扩口加厚模具和第二扩口加厚模具进行配合；并且根据管体的扩口段的最终加厚尺寸、内径和外径，设计好第一扩口加厚模具和第二扩口加厚模具各自的压环、扩口模以及定模的加厚孔的直径；本例子的管体的壁厚为1.2mm，管体的扩口段的单次挤压加厚变形量为50％，经过第一扩口加厚模具对管体的扩口段进行加厚后，一次加厚后的管体的扩口段的壁厚为1.8mm，如图1所示；经过第二扩口加厚模具对管体的扩口段进行加厚后，二次加厚后的管体的扩口段的壁厚为2.7mm，如图2所示；然后，对二次加厚后的管体的扩口段的外轮廓进行环形槽加工即可。

需要说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (8)

1.一种冷挤压活塞管的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：

S1：按照设计尺寸准备清洁干净的管体，管体用于制备活塞管；

S2：对管体的一端进行扩口加厚处理工序，使管体的扩口段的壁厚达到设计厚度，加厚处理工序包括如下子步骤：

S21：进行一次扩口加厚处理，将管体放入第一扩口加厚模具中对管体的对应端进行扩口和挤压加厚；

S22：将步骤S21重复n次，但是每次扩口加厚处理对应的扩口加厚模具不同；一次扩口加厚处理对应第一扩口加厚模具，二次扩口加厚处理对应第二扩口加厚模具···n次扩口加厚处理对应第n扩口加厚模具；n≥1，管体的扩口加厚端经过n次扩口挤压加厚变形后，管体的扩口段的壁厚达到设计厚度；

所述第一扩口加厚模具包括定模、动模和扩口模，定模设有管体放置腔和加厚孔，管体放置腔和加厚孔呈同中心轴布置且连通；管体放置腔用于放置管体，加厚孔用于放置管体的待扩口加厚段；动模设有压环，压环与定模的加厚孔同中心轴布置且呈间隙配合；动模设有沿运动方向贯穿的通孔，通孔与压环同中心轴，通孔位于压环内，扩口模插设在动模的通孔内，且扩口模与动模的通孔轴向活动配合；

S3：采用机械加工设备对加厚的管体外轮廓的扩口段进行环形槽处理，在加厚的管体的扩口段设置一个与管体同轴向中心轴的环形槽，环形槽用于放置活塞环。

2.根据权利要求1所述的冷挤压活塞管的制备工艺，其特征在于：

步骤S21中，将管体放入定模的管体放置腔和加厚孔，驱动动模和扩口模向定模移动，先使扩口模对管体进行扩口，然后动模的压环进入定模的加厚孔并对管体的扩口段进行挤压，管体的扩口段进行金属变形和金属流动，最后填充满扩孔膜、压环与定模的加厚孔围成的环形空间。

3.根据权利要求2所述的冷挤压活塞管的制备工艺，其特征在于：

所述第n扩口加厚模具与第一扩口加厚模具的部件及各部件的连接关系相同；随着n的增大，压环的外径不变，压环的内径逐渐变小，扩口模的外径逐渐变小；或者随着n的增大，定模的加厚孔的直径逐渐增大，压环的外径逐渐增大，压环的内径不变，扩口模的外径不变；或者随着n的增大，定模的加厚孔的直径逐渐增大，压环的外径逐渐增大，压环的内径逐渐变小，扩口模的外径逐渐变小。

4.根据权利要求1所述的冷挤压活塞管的制备工艺，其特征在于：

步骤S3中，采用车床对管体外轮廓的扩口段进行环形槽加工，并对环形槽的外边缘和内底缘进行倒圆，倒圆半径记为R，R≤0.3mm。

5.根据权利要求1所述的冷挤压活塞管的制备工艺，其特征在于：

还包括S4：对管体的远环形槽一端进行内螺纹攻丝。

6.根据权利要求5所述的冷挤压活塞管的制备工艺，其特征在于：

步骤S4中，对管体的远环形槽一端进行缩口，对管体的缩口段的内壁进行内螺纹攻丝；对管体的缩口端进行扩口，然后对管体的缩口端的扩口段进行折弯压平；或者对管体的缩口端进行翻边。

7.根据权利要求2所述的冷挤压活塞管的制备工艺，其特征在于：

步骤S21中，管体的扩口段挤压加厚变形量为20％-80％。

8.根据权利要求1所述的冷挤压活塞管的制备工艺，其特征在于：

管体进行扩口加厚后的一端设有同中心轴的内六角孔或者内十二角孔或者防滑顶尖孔或者内梅花孔。

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