CN111872212A - 一种管材密封方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种管材密封方法，其适于通过模具将管坯加工形成异形变径管，其包括如下步骤：S1、排气：液体介质从冲头的穿孔注入管坯的内腔，同时将管坯内的气体排出；S2、建立低压密封面：冲头往靠近管坯的内腔移动，同时向管坯的内腔注入液体介质，其中，液体介质的压力不大于管坯的屈服强度，直至管坯的端部抵接于高压密封段；S3、建立高压密封面：冲头继续往靠近管坯的内腔移动，冲头对管坯的端部进行挤压，同时，继续向管坯的内腔注入液体介质，其中，液体介质的压力大于管坯的屈服强度，直至管坯的端部发生弯曲变形，且弯曲变形后的管坯端部贴合于高压密封段。本发明能达到超高压密封、无限压力密封和冲头寿命长的目的。

Description

一种管材密封方法
技术领域
本发明涉及管材加工密封方法技术领域，特别是涉及一种管材密封方法。
背景技术
目前，随着现代工业领域对异形变径管的需求越来越多，内高压成型设备、水胀设备和充液成型设备的应用越来越广。其中，管坯在成型过程中的密封形式主要有钢性密封、内密封、外部软密封和外部硬密封，其中，钢性密封存在的缺点是冲头损耗大，无法实现薄壁管的超高压密封，特别对于管壁厚度0.5mm以下的管材；内密封存在密封垫寿命短、更换频繁和无法实现超高压密封的缺点；外部软密封存在密封垫寿命短、密封垫更换频繁和无法实现超高压密封的缺点；外部硬密封存在成本高、设备体积大、需要外力驱动挤压块和无法实现超高压密封的缺点。
发明内容
本发明的目的是：本发明提供了一种管材密封方法，以达到用于管材成型的模具能实现超高压密封、无线压力密封和冲头寿命长的目的。
为了实现上述目的，本发明提供了一种管材密封方法，其适于通过模具将管坯加工形成异形变径管，所述模具包括定模、动模和至少一个冲头，所述定模设有与所述异形变径管的外表相适配的第一型腔，所述动模设有与所述异形变径管的外表相适配的第二型腔，所述第一型腔和所述第二型腔配合以形成用于异形变径管成型的模腔；所述冲头设有允许液体介质流通的穿孔，所述冲头具有从端部依次设置的扩口段、低压密封段和高压密封段，其包括如下步骤：
S1、排气：液体介质从所述冲头的穿孔注入所述管坯的内腔，同时将所述管坯内的气体排出；
S2、建立低压密封面：所述冲头往靠近所述管坯的内腔移动，同时向所述管坯的内腔注入液体介质，其中，所述液体介质的压力不大于所述管坯的屈服强度，直至所述管坯的端部抵接于所述高压密封段；
S3、建立高压密封面：所述冲头继续往靠近所述管坯的内腔移动，所述冲头对所述管坯的端部进行挤压，同时，继续向所述管坯的内腔注入液体介质，其中，所述液体介质的压力大于所述管坯的屈服强度，直至所述管坯的端部发生弯曲变形，且弯曲变形后的所述管坯的端部贴合于所述高压密封段。
本申请的一些实施例中，在所述步骤S2中，当所述管坯的内径小于所述扩口段的最大直径时，所述扩口段对所述管坯部分进行扩口，且当所述低压密封面建立后，经过扩口的所述管坯内壁抵接于所述低压密封段，经过扩口的所述管坯外壁与所述定模的外壁和所述动模的外壁之间具有间隙。
本申请的一些实施例中，在所述步骤S2中，当所述管坯的内径大于所述扩口段的最大直径时，且当所述低压密封面建立后，所述管坯的内壁与所述低压密封段之间具有间隙。
本发明实施例提供了一种管材密封方法，其与现有技术相比，其有益效果在于：
步骤S2中，在冲头进入管坯的内腔的过程中，同时往管坯的内腔注入压力不大于管坯的屈服强度的液体介质，直至管坯的端部抵接于高压密封段，从而完成低压密封面的建立；此外，由于液体介质的压力不大于管坯的屈服强度，管坯的内壁受到液体介质的支撑；
步骤S3中，在建立高压密封面的过程中，冲头的机械力与液体介质的压力共同作用于管坯的内壁，管坯发生弯曲变形，直至弯曲变形后的管坯的端部贴合于高压密封段，从而实现高压密封面的建立；此外，当液体介质的压力越大时，管坯的外壁与高压密封段、定模的外壁和动模的外壁的贴紧效果越好，从而实现超高压或者无限压力的密封；
另外，在步骤S3中，弯曲变形后的管坯贴合于高压密封段、动模的外壁和定模的外壁，不仅能使得液体介质作用于管坯的内壁，而且能补偿冲头的磨损，从而使得冲头的磨损大大减小，进而提高冲头的使用寿命；
因此，本发明实施例的管材密封方法具有密封可靠性高、冲头使用寿命长和适用于各种厚度的管材的优点。
附图说明
图1是本发明实施例的在管坯直径小于扩口段的最大直径的情况下的步骤S2所对应的管材加工示意图。
图2是图1在A处的结构示意图。
图3是本发明实施例的在管坯直径小于扩口段的最大直径的情况下的步骤S3所对应的管材加工示意图。
图4是图3在B处的结构示意图。
图5是本发明实施例的在管坯直径大于扩口段的最大直径的情况下的步骤S2所对应的管材加工示意图。
图6是图5在C处的结构示意图。
图7是本发明实施例的在管坯直径大于扩口段的最大直径的情况下的步骤S3所对应的管材加工示意图。
图8是图7在D处的结构示意图。
图中，1、管坯；2、异形变径管；3、定模；4、动模；5、冲头；51、扩口段；52、低压密封段；53、高压密封段；54、穿孔；6、第一型腔；7、第二型腔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1－8所示，本发明实施例优选实施例提供的一种管材密封方法，其适于通过模具将管坯1加工形成异形变径管2，模具包括定模3、动模4和至少一个冲头5，定模3设有与异形变径管2的外表相适配的第一型腔6，动模4设有与异形变径管2的外表相适配的第二型腔7，第一型腔6和第二型腔7配合以形成用于异形变径管2成型的模腔；冲头5设有允许液体介质流通的穿孔54，冲头5具有从端部依次设置的扩口段51、低压密封段52和高压密封段53，其包括如下步骤：
S1、排气：液体介质从冲头5的穿孔54注入管坯1的内腔，同时将管坯1内的气体排出；
S2、建立低压密封面：冲头5往靠近管坯1的内腔移动，同时向管坯1的内腔注入液体介质，其中，液体介质的压力不大于管坯1的屈服强度，直至管坯1的端部抵接于高压密封段53；
S3、建立高压密封面：冲头5继续往靠近管坯1的内腔移动，冲头5对管坯1的端部进行挤压，同时，继续向管坯1的内腔注入液体介质，其中，液体介质的压力大于管坯1的屈服强度，直至管坯1的端部发生弯曲变形，且弯曲变形后的管坯1的端部贴合于高压密封段53。
基于上述设置，步骤S2中，在冲头5进入管坯1的内腔的过程中，同时往管坯1的内腔注入压力不大于管坯1的屈服强度的液体介质，直至管坯1的端部抵接于高压密封段53，从而完成低压密封面的建立；此外，由于液体介质的压力不大于管坯1的屈服强度，管坯1的内壁受到液体介质的支撑；
步骤S3中，在建立高压密封面的过程中，冲头5的机械力与液体介质的压力共同作用于管坯1的内壁，管坯1发生弯曲变形，直至弯曲变形后的管坯1的端部贴合于高压密封段53，从而实现高压密封面的建立；此外，当液体介质的压力越大时，管坯1的外壁与高压密封段53、定模3的外壁和动模4的外壁的贴紧效果越好，从而实现超高压或者无限压力的密封；
另外，在步骤S3中，弯曲变形后的管坯1贴合于高压密封段53、动模4的外壁和定模3的外壁，不仅能使得液体介质作用于管坯1的内壁，而且能补偿冲头5的磨损，从而使得冲头5的磨损大大减小，进而提高冲头5的使用寿命；
因此，本发明实施例的管材密封方法具有密封可靠性高、超高压密封、无线压力密封、冲头寿命长和适用于各种厚度的管材的优点。
在一些实施例中，可选地，如图1－4所示，为了扩大本发明实施例的管材密封方法的使用范围，在步骤S2中，当管坯1的内径小于扩口段51的最大直径时，扩口段51对管坯1部分进行扩口，且当低压密封面建立后，经过扩口的管坯1内壁抵接于低压密封段52，经过扩口的管坯1外壁与定模3的外壁和动模4的外壁之间具有间隙。由此，经过扩口的管坯1内壁与低压密封段52形成低压密封面，从而对液体介质具有很好的密封作用；此外，本发明实施例的管材密封方法适用于单卡卡压管和双卡卡压管的成型。
在一些实施例中，可选地，如图5－8所示，为了扩大本发明实施例的管材密封方法的使用范围，在步骤S2中，当管坯1的内径大于扩口段51的最大直径时，且当低压密封面建立后，管坯1的内壁与低压密封段52之间具有间隙。由此，当管坯1的端部与冲头5的高压密封段53抵接时，管坯1与冲头5形成低压密封面，从而对液体介质具有很好的密封作用。
综上，本发明实施例的管材密封方法具有密封可靠性高、超高压密封、无线压力密封、冲头寿命长和适用于各种厚度的管材的优点。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种管材密封方法，其适于通过模具将管坯加工形成异形变径管，所述模具包括定模、动模和至少一个冲头，所述定模设有与所述异形变径管的外表相适配的第一型腔，所述动模设有与所述异形变径管的外表相适配的第二型腔，所述第一型腔和所述第二型腔配合以形成用于异形变径管成型的模腔；所述冲头设有允许液体介质流通的穿孔，所述冲头具有从端部依次设置的扩口段、低压密封段和高压密封段，其特征在于，包括如下步骤：
S1、排气：液体介质从所述冲头的穿孔注入所述管坯的内腔，同时将所述管坯内的气体排出；
S2、建立低压密封面：所述冲头往靠近所述管坯的内腔移动，同时向所述管坯的内腔注入液体介质，其中，所述液体介质的压力不大于所述管坯的屈服强度，直至所述管坯的端部抵接于所述高压密封段；
S3、建立高压密封面：所述冲头继续往靠近所述管坯的内腔移动，所述冲头对所述管坯的端部进行挤压，同时，继续向所述管坯的内腔注入液体介质，其中，所述液体介质的压力大于所述管坯的屈服强度，直至所述管坯的端部发生弯曲变形，且弯曲变形后的所述管坯的端部贴合于所述高压密封段。
2.根据权利要求1所述的管材密封方法，其特征在于，在所述步骤S2中，当所述管坯的内径小于所述扩口段的最大直径时，所述扩口段对所述管坯部分进行扩口，且当所述低压密封面建立后，经过扩口的所述管坯内壁抵接于所述低压密封段，经过扩口的所述管坯外壁与所述定模的外壁和所述动模的外壁之间具有间隙。
3.根据权利要求1所述的管材密封方法，其特征在于，在所述步骤S2中，当所述管坯的内径大于所述扩口段的最大直径时，且当所述低压密封面建立后，所述管坯的内壁与所述低压密封段之间具有间隙。
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