CN111389951B - 一种管材滚胀成形液压机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种管材滚胀成形液压机，包括框架，所述框架上设置有上滚压机构、下滚压机构、固定液胀液压缸和移动液胀液压缸，所述上滚压机构与所述下滚压机构相对设置，所述上滚压机构和所述下滚压机构用于对待加工管材的表面进行滚压，所述固定液胀液压缸和所述移动液胀液压缸相对设置，所述固定液胀液压缸和所述移动液胀液压缸用于对所述待加工管材进行液压胀形。本发明使待加工管材在内压液压胀形和外部滚压成形的同时作用下进行成形，待加工管材缩径与扩径同时进行，并进行相互协调，既可实现形状成形，又尽量使胀形区壁厚不过度减薄，增强成形制品壁厚和性能的均匀性。

Description

一种管材滚胀成形液压机
技术领域
本发明涉及金属塑性成形技术领域，特别是涉及一种管材滚胀成形液压机。
背景技术
液压机是利用液压传动技术进行压力加工的设备。它与机械压力机相比，具有压力和速度可在广泛的范围内无级调整，可在任意位置输出全部功率和保持所需压力，结构布局灵活，各执行机构动作协调配合等优点。同时液压元件具有高度的通用化、标准化，设计和制造均较为简单。所以液压机在国民经济各部门得到了日益广泛的应用。
目前中小型管材成形绝大部分均采用橡胶胀形或液压胀形技术，能实现管坯在内部压力下产生径向扩张成形，但这种胀形工艺容易导致管材壁厚分布不均匀，造成管材胀形变形部位的厚度减薄严重，影响管材的成形性能和使用性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种管材滚胀成形液压机，使待加工管材在内压液压胀形和外部滚压成形的同时作用下进行成形，待加工管材缩径与扩径同时进行，并进行相互协调，既可实现形状成形，又尽量使胀形区壁厚不过度减薄，增强成形制品壁厚和性能的均匀性。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供了一种管材滚胀成形液压机，包括框架，所述框架上设置有上滚压机构、下滚压机构、固定液胀液压缸和移动液胀液压缸，所述上滚压机构与所述下滚压机构相对设置，所述上滚压机构和所述下滚压机构用于对待加工管材的表面进行滚压，所述固定液胀液压缸和所述移动液胀液压缸相对设置，所述固定液胀液压缸和所述移动液胀液压缸用于对所述待加工管材进行液压胀形。
优选的，所述框架包括若干立柱、上横梁、下横梁、中间固定梁和液压缸运动导轨，所述上横梁与若干所述立柱的上端固定连接，所述下横梁与若干所述立柱的下端固定连接，所述中间固定梁通过双紧固螺母与所述立柱固定连接，所述液压缸运动导轨与所述立柱固定连接。
优选的，所述上滚压机构设置在所述上横梁上，所述下滚压机构设置在所述下横梁上，所述固定液胀液压缸固定设置在所述中间固定梁上，所述移动液胀液压缸与所述液压缸运动导轨滑动连接。
优选的，所述上横梁上固定连接有上活动横梁导轨，所述上活动横梁导轨上滑动连接有上活动横梁内滑块，所述上活动横梁内滑块的一侧与上主运动缸的柱塞固定连接，所述上滚压机构固定在所述上活动横梁内滑块的另一侧；所述下横梁包括滑动连接的下活动横梁导轨和下活动横梁内滑块，所述下活动横梁内滑块的一侧与下主运动缸的柱塞固定连接，所述下滚压机构固定在所述下活动横梁内滑块的另一侧。
优选的，所述上滚压机构与所述上活动横梁内滑块之间、所述下滚压机构与所述下活动横梁内滑块之间均设置有楔形块，所述上滚压机构上可拆卸连接有上滚压模具，所述下滚压机构上可拆卸连接有下滚压模具。
优选的，所述上活动横梁导轨和所述下活动横梁导轨平行设置，所述液压缸运动导轨与所述上活动横梁导轨垂直设置。
优选的，所述固定液胀液压缸和所述移动液胀液压缸的结构相同，所述固定液胀液压缸和所述移动液胀液压缸均包括活塞杆、活塞、滚珠轴承、胀形压头、缸筒、压盖、缸盖、导向套和法兰，其中所述导向套与所述缸筒连接，且所述导向套的主体部分设置于所述缸筒内，所述压盖封堵于所述缸筒的一端，所述压盖的外端连接有所述法兰，所述缸盖封堵于缸筒的另一端，所述滚珠轴承嵌于所述缸盖内，所述胀形压头插入所述滚珠轴承，所述胀形压头轴向固定，所述胀形压头能够通过所述滚珠轴承转动，所述活塞设置于所述缸筒内且位于所述导向套与所述压盖之间，所述活塞杆一端插入所述缸盖内，所述活塞杆另一端依次穿过所述导向套、所述活塞、所述压盖和所述法兰伸出于所述缸筒外；所述法兰的侧部开有进油口，内部设置有油池，所述活塞杆上设置有进油口，所述活塞杆内轴向设置有与所述进油口相通的油路，外部液压油通过法兰上的进油口进入所述油池，然后通过所述活塞杆的进油口进入所述活塞杆的油路内，所述缸盖、所述胀形压头内轴向开设有相通的油路，且所述缸盖、所述胀形压头内的油路与所述活塞杆内的油路连通，液压油进入所述活塞杆的油路内，从而通过所述缸盖和所述胀形压头上的油路向所述待加工管材内充油；所述缸筒侧部开设进油口，为所述活塞杆往复直线运动提供机械能；
所述固定液胀液压缸前端的胀形压头伸入所述待加工管材的一端，所述移动液胀液压缸前端的胀形压头伸入所述待加工管材的另一端；所述待加工管材与所述固定液胀液压缸前端的胀形压头和所述移动液胀液压缸前端的胀形压头之间均设置有密封件。
优选的，所述缸筒包括缸筒A和缸筒B，所述导向套的主体部分的一端伸入所述缸筒A，并与所述缸筒A固定连接，所述缸筒B位于所述导向套的另一端与所述压盖之间，所述导向套与所述压盖上配有连接法兰，所述导向套与所述压盖上的所述连接法兰通过等长双头螺柱固定连接，所述连接法兰将所述缸筒A和缸筒B压紧。
优选的，所述缸盖与所述缸筒通过螺栓连接；
所述滚珠轴承与所述胀形压头之间通过螺栓周向固定；
所述活塞杆与其贯穿的所述导向套、所述活塞、所述法兰之间均设置有密封圈。
优选的，所述移动液胀液压缸的缸体通过第一连接件固定设置在液压缸滑块的一侧，移动液胀液压缸辅运动缸的柱塞通过第二连接件固定设置在所述液压缸滑块的另一侧，所述液压缸滑块与所述液压缸运动导轨滑动连接。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明通过上滚压机构和下滚压机构分别对待加工管材的上表面和下表面进行滚压，通过固定液胀液压缸和移动液胀液压缸对待加工管材内部进行液压胀形，本发明将内压液压胀形和外部滚压成形结合起来，使待加工管材缩径与扩径同时进行，并进行相互协调，既可实现形状成形，又尽量使胀形区壁厚不过度减薄，增强成形制品壁厚和性能的均匀性，极大地提高了管材产品的质量，提高了生产效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的管材滚胀成形液压机的主视图；
图2为本发明的管材滚胀成形液压机的左视图；
图3为本发明的管材滚胀成形液压机的俯视图；
图4为本发明中的固定液胀液压缸和移动液胀液压缸内部结构示意图；
图5为本发明中的固定液胀液压缸和移动液胀液压缸外部结构示意图；
图6为采用本发明的管材滚胀成形液压机进行外部滚压的示意图；
图7为采用本发明的管材滚胀成形液压机进行内部胀形的示意图；
图8为本发明中的固定液胀液压缸和移动液胀液压缸与待加工管材连接示意图；
其中：1-上活动横梁导轨，2-悬臂梁，3-上主运动缸，4-楔形块，5-上滚压机构，6-锁紧螺母，7-下活动横梁导轨，8-下滚压机构，9-固定液胀液压缸，10-上横梁，11-上活动横梁内滑块，12-立柱，13-胀形压头，14-移动液胀液压缸，15-液压缸运动导轨，16-移动液胀液压缸辅运动缸，17-下横梁，18-下活动横梁内滑块，19-下主运动缸，20-中间固定梁，21-待加工管材，22-上滚压模具，23-下滚压模具，24-密封件，25-进油阀，26-液压胀形管接头，27-滚珠轴承，28-缸筒A，29-缸盖，30-缸筒B，31-等长双头螺柱，32-活塞，33-活塞杆，34-法兰，35-压盖，36-O型橡胶密封圈，37-导向套，38-油路。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种管材滚胀成形液压机，使待加工管材在内压液压胀形和外部滚压成形的同时作用下进行成形，待加工管材缩径与扩径同时进行，并进行相互协调，既可实现形状成形，又尽量使胀形区壁厚不过度减薄，增强成形制品壁厚和性能的均匀性。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1-图5所示：本实施例提供了一种管材滚胀成形液压机，包括框架，框架上设置有上滚压机构5、下滚压机构8、固定液胀液压缸9和移动液胀液压缸14，上滚压机构5与下滚压机构8相对设置，上滚压机构5和下滚压机构8用于对待加工管材21的表面进行滚压，固定液胀液压缸9和移动液胀液压缸14相对设置，固定液胀液压缸9和移动液胀液压缸14用于对待加工管材21进行液压胀形。
本实施例通过上滚压机构5和下滚压机构8分别对待加工管材21的上表面和下表面进行滚压，通过固定液胀液压缸9和移动液胀液压缸14对待加工管材21内部进行液压胀形，本实施例将内压液压胀形和外部滚压成形结合起来，使待加工管材21缩径与扩径同时进行，并进行相互协调，既可实现形状成形，又尽量使胀形区壁厚不过度减薄，增强成形制品壁厚和性能的均匀性，极大地提高了管材产品的质量，提高了生产效率。
具体地，本实施例的框架包括若干立柱12、上横梁10、下横梁17、中间固定梁20和液压缸运动导轨15，本实施例中的立柱12为四个，上横梁10与四个立柱12的上端固定连接，下横梁17与四个立柱12的下端固定连接，上横梁10与下横梁17平行且上下相对设置，中间固定梁20通过锁紧螺母6与中间固定梁20一侧的两立柱12固定连接，液压缸运动导轨15与中间固定梁20另一侧的两立柱12固定连接。上滚压机构5设置在上横梁10上，下滚压机构8设置在下横梁17上，固定液胀液压缸9固定设置在中间固定梁20上，移动液胀液压缸14与液压缸运动导轨15滑动连接。
具体地，本实施例中，上横梁10上固定连接有上活动横梁导轨1，上活动横梁导轨1上滑动连接有上活动横梁内滑块11，上活动横梁内滑块11的一侧与上主运动缸3的柱塞通过悬臂梁2固定连接，上主运动缸3固定在上横梁10上，上滚压机构5固定在上活动横梁内滑块11的另一侧，上主运动缸3的柱塞带动上活动横梁内滑块11沿上活动横梁导轨1滑动，进而带动上活动横梁内滑块11上的上滚压机构5沿待加工管材21的轴向运动，对待加工管材21的上表面进行滚压；下横梁17包括滑动连接的下活动横梁导轨7和下活动横梁内滑块18，下活动横梁内滑块18的一侧与下主运动缸19的柱塞通过悬臂梁2固定连接，下滚压机构8固定在下活动横梁内滑块18的另一侧，下主运动缸19的柱塞带动下活动横梁内滑块18沿下活动横梁导轨7滑动，进而带动下活动横梁内滑块18上的下滚压机构8沿待加工管材21的轴向运动，对待加工管材21的下表面进行滚压。
本实施例中，上活动横梁导轨1和下活动横梁导轨7平行设置，液压缸运动导轨15与上活动横梁导轨1垂直设置。
本实施例中，上滚压机构5与上活动横梁内滑块11之间、下滚压机构8与下活动横梁内滑块18之间均设置有楔形块4，上滚压机构5上可拆卸连接有上滚压模具22，下滚压机构8上可拆卸连接有下滚压模具23。
本实施例中，移动液胀液压缸14的缸体通过第一连接件固定设置在液压缸滑块的一侧，移动液胀液压缸辅运动缸16的柱塞通过第二连接件固定设置在液压缸滑块的另一侧，液压缸滑块与液压缸运动导轨15滑动连接。固定液胀液压缸9的柱塞前端的胀形压头13可以直接伸入待加工管材21的一端，移动液胀液压缸14的液胀液压缸柱塞前端的胀形压头13可以直接伸入待加工管材21的另一端。待加工管材21与固定液胀液压缸9的柱塞前端的胀形压头13和移动液胀液压缸14的液胀液压缸柱塞前端的胀形压头13之间均设置有密封件24。
具体地，本实施例中，固定液胀液压缸9和移动液胀液压缸14的结构相同，均包括活塞杆33、活塞32、滚珠轴承27、胀形压头13、缸筒、压盖35、缸盖29、导向套37和法兰34；其中导向套37与缸筒连接，且主体部分设置于缸筒内，导向套37用于活塞杆33的导向；压盖35封堵于缸筒的一端，压盖35的外端通过螺栓连接有法兰34；缸盖29封堵于缸筒的另一端，通过螺栓与缸筒连接；滚珠轴承27嵌于缸盖29内，胀形压头13插入滚珠轴承27，胀形压头13通过螺栓与滚珠轴承27连接实现轴向固定，并能够通过滚珠轴承27转动，当待加工管材21转动时，胀形压头13能够一起转动；活塞32设置于缸筒内，且位于导向套37与压盖35之间，活塞杆33一端插入缸盖29内，活塞杆33另一端依次穿过导向套37、活塞32、压盖35和法兰34伸出于缸筒外；法兰34的侧部开有进油口，内部设置有油池，活塞杆33上设置有进油口，活塞杆33内轴向设置有与进油口相通的油路38，外部液压油通过法兰34上的进油口进入油池，然后通过活塞杆33的进油口进入活塞杆33的油路38内，缸盖29、胀形压头13内轴向开设有相通的油路，且此油路与活塞杆33内的油路38连通，液压油进入活塞杆33的油路内，从而通过缸盖29和胀形压头13上的油路向待加工管材21内充油。
于本具体实施例中，缸筒包括缸筒A28和缸筒B30，导向套37的主体部分的一端伸入缸筒A28，并与缸筒A28固定连接，缸筒B30位于导向套37的另一端与压盖35之间，导向套37与压盖35上配有连接法兰34，二者的连接法兰34通过等长双头螺柱31固定连接，且将二者之间的缸筒A28和缸筒B30压紧。
缸筒A28和缸筒B30侧部开设进油口，液压油通过油管进入缸筒A28和缸筒B30内，为活塞杆33往复直线运动提供机械能。
于本具体实施例中，活塞杆33与其贯穿的导向套37、活塞32、法兰34之间均设置有密封圈，导向套37与缸筒A28内壁之间也设置有密封圈，其他位置为了实现密封的密封圈本实施例中不再赘述。
本实施例中，活塞32游离置于缸筒内腔中，在内能作用下可沿轴向进行往复运动，活塞杆33贯穿于缸筒中，通过阶梯轴形式由活塞32带动进行往复直线运动，从而实现液压缸整体的机械运动，液压油通过进油阀25充入缸筒及活塞杆33内油路，为液压缸机械运动提供内能，同时可通过胀形压头13内油路充入待加工管材21中，为胀形工序提供液压胀形力。缸盖29首端安装滚珠轴承27，胀形压头13插入轴承中，待加工管材21转动能够带动胀形压头13转动。
如图6和图7所示，对中间直径d0为102mm、两端直径d1为67mm的阶梯形待加工管材21进行加工，将待加工管材21置于下滚压模具23上，一端插入固定液胀液压缸9柱塞前端的胀形压头13上，然后使移动液胀液压缸14运动，使移动液胀液压缸14柱塞前端的胀形压头13进入待加工管材21的另一端，将上滚压模具22和下滚压模具23调整好位置，上活动横梁内滑块11在上主运动缸3的推动下，沿上活动横梁导轨1往复运动，从而带动上滚压机构5沿上活动横梁导轨1方向进行水平往复运动，通过与待加工管材21的接触摩擦和压力下，使待加工管材21发生塑性变形，实现对待加工管材21的滚压工艺过程，与此同时，下滚压机构8进行与之相同的运动，完成对待加工管材21的上下同时滚压成形，从而实现在进行管材滚压成形的同时，在外部压紧的同时，各个进油口均通过油管连接到油泵，开启油泵向缸筒和缸筒内腔及活塞杆33内油路充入液压油，保持液压力大小在一定范围内，具体数值根据加工件金属类别确定，缸筒腔内油压将内能转化为机械能，推动活塞32带动活塞杆33进行往复直线运动，活塞杆33内液压油通过内部油路进入胀形压头13，进而充入待加工管材21提供内压，同时内能也可转化为胀形压头13做旋转运动的机械能，带动待加工管材21完成转动工序，通过内高压及绕中心轴转动，与其他外部作用力相结合，完成内部的液压胀形工艺，使待加工管材21完成最终的塑性变形，得到成品管材，通过整个工作过程的不断反复进行，实现新型管材的批量生产工作。
如图8所示，内部液压胀形时，还可以将胀形压头13插入液压胀形管接头26中，液压胀形管接头26另一端开设槽口，将待加工管材21插入槽口，接口处均用O型橡胶密封圈36密封，保证管内液压胀形力。
本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种管材滚胀成形液压机，其特征在于：包括框架，所述框架上设置有上滚压机构、下滚压机构、固定液胀液压缸和移动液胀液压缸，所述上滚压机构与所述下滚压机构相对设置，所述上滚压机构和所述下滚压机构用于对待加工管材的表面进行滚压，所述固定液胀液压缸和所述移动液胀液压缸相对设置，所述固定液胀液压缸和所述移动液胀液压缸用于对所述待加工管材进行液压胀形；
所述框架包括若干立柱、上横梁、下横梁、中间固定梁和液压缸运动导轨，所述上横梁与若干所述立柱的上端固定连接，所述下横梁与若干所述立柱的下端固定连接，所述中间固定梁通过双紧固螺母与所述立柱固定连接，所述液压缸运动导轨与所述立柱固定连接；
所述上滚压机构设置在所述上横梁上，所述下滚压机构设置在所述下横梁上，所述固定液胀液压缸固定设置在所述中间固定梁上，所述移动液胀液压缸与所述液压缸运动导轨滑动连接；
所述上横梁上固定连接有上活动横梁导轨，所述上活动横梁导轨上滑动连接有上活动横梁内滑块，所述上活动横梁内滑块的一侧与上主运动缸的柱塞固定连接，所述上滚压机构固定在所述上活动横梁内滑块的另一侧；所述下横梁包括滑动连接的下活动横梁导轨和下活动横梁内滑块，所述下活动横梁内滑块的一侧与下主运动缸的柱塞固定连接，所述下滚压机构固定在所述下活动横梁内滑块的另一侧。
2.根据权利要求1所述的管材滚胀成形液压机，其特征在于：所述上滚压机构与所述上活动横梁内滑块之间、所述下滚压机构与所述下活动横梁内滑块之间均设置有楔形块，所述上滚压机构上可拆卸连接有上滚压模具，所述下滚压机构上可拆卸连接有下滚压模具。
3.根据权利要求1所述的管材滚胀成形液压机，其特征在于：所述上活动横梁导轨和所述下活动横梁导轨平行设置，所述液压缸运动导轨与所述上活动横梁导轨垂直设置。
4.根据权利要求1所述的管材滚胀成形液压机，其特征在于：所述固定液胀液压缸和所述移动液胀液压缸的结构相同，所述固定液胀液压缸和所述移动液胀液压缸均包括活塞杆、活塞、滚珠轴承、胀形压头、缸筒、压盖、缸盖、导向套和法兰，其中所述导向套与所述缸筒连接，且所述导向套的主体部分设置于所述缸筒内，所述压盖封堵于所述缸筒的一端，所述压盖的外端连接有所述法兰，所述缸盖封堵于缸筒的另一端，所述滚珠轴承嵌于所述缸盖内，所述胀形压头插入所述滚珠轴承，所述胀形压头轴向固定，所述胀形压头能够通过所述滚珠轴承转动，所述活塞设置于所述缸筒内且位于所述导向套与所述压盖之间，所述活塞杆一端插入所述缸盖内，所述活塞杆另一端依次穿过所述导向套、所述活塞、所述压盖和所述法兰伸出于所述缸筒外；所述法兰的侧部开有进油口，内部设置有油池，所述活塞杆上设置有进油口，所述活塞杆内轴向设置有与所述进油口相通的油路，外部液压油通过法兰上的进油口进入所述油池，然后通过所述活塞杆的进油口进入所述活塞杆的油路内，所述缸盖、所述胀形压头内轴向开设有相通的油路，且所述缸盖、所述胀形压头内的油路与所述活塞杆内的油路连通，液压油进入所述活塞杆的油路内，从而通过所述缸盖和所述胀形压头上的油路向所述待加工管材内充油；所述缸筒侧部开设进油口，为所述活塞杆往复直线运动提供机械能；
所述固定液胀液压缸前端的胀形压头伸入所述待加工管材的一端，所述移动液胀液压缸前端的胀形压头伸入所述待加工管材的另一端；所述待加工管材与所述固定液胀液压缸前端的胀形压头和所述移动液胀液压缸前端的胀形压头之间均设置有密封件。
5.根据权利要求4所述的管材滚胀成形液压机，其特征在于：所述缸筒包括缸筒A和缸筒B，所述导向套的主体部分的一端伸入所述缸筒A，并与所述缸筒A固定连接，所述缸筒B位于所述导向套的另一端与所述压盖之间，所述导向套与所述压盖上配有连接法兰，所述导向套与所述压盖上的所述连接法兰通过等长双头螺柱固定连接，所述连接法兰将所述缸筒A和缸筒B压紧。
6.根据权利要求4所述的管材滚胀成形液压机，其特征在于：所述缸盖与所述缸筒通过螺栓连接；
所述滚珠轴承与所述胀形压头之间通过螺栓周向固定；
所述活塞杆与其贯穿的所述导向套、所述活塞、所述法兰之间均设置有密封圈。
7.根据权利要求1所述的管材滚胀成形液压机，其特征在于：所述移动液胀液压缸的缸体通过第一连接件固定设置在液压缸滑块的一侧，移动液胀液压缸辅运动缸的柱塞通过第二连接件固定设置在所述液压缸滑块的另一侧，所述液压缸滑块与所述液压缸运动导轨滑动连接。
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