CN112975308B - 一种管端带密封槽挤压成型的加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明是先利用墩口工艺挤压管端使其形成一圈环形的鼓包，再利用内高压成型工艺预成形出密封槽的轮廓，最后再进行车削，鼓包位置的管壁显著厚于其他部分，可以在车削过程中起到支撑，而内高压胀形预成型出的密封槽可以保证切削后的密封槽壁厚均匀，使得本发明的生产工艺可以大批量地在管件内壁上加工出具有较高平整度且具有较深深度的方形密封槽，该环形密度槽的槽壁也由于鼓包而得到了显著加厚，相比于旋压工艺加工出的方形密封槽，密封强度大幅提升，且报废率显著降低。

Description

一种管端带密封槽挤压成型的加工工艺

技术领域

本发明涉及一种管端带密封槽挤压成型的加工工艺，具体地来说，它是涉及一种CDC减震器的中筒内壁密封槽的加工工艺，通过本发明加工出来的密封槽，具有较高的密封强度，能在10兆帕的内部液压下不发生变形，且加工较为简单、精度高。

本发明涉及的CDC减震器中筒，其管端的中段形成有鼓包，管件内壁在鼓包所对应的位置形成有密封槽。该密封槽接近为方形槽，其槽底与两侧槽壁接合部形成的R角要小于0.2，这种设计的目的在于方便安装密封圈挡圈，密封圈挡圈是用于对密封圈的轴向位置进行限位，这么小的R角很难用传统的旋压工艺加工出来，而槽底和槽壁的表面精度（表面粗糙度）为1.6， 另外在管件的端部还形成有同心度为0.15的阶梯状管口，这么小的同心度，也是很难用旋压工艺挤压出来的。

具体来说，本发明是通过墩口、内高压胀形和车削三道工序代替传统的旋压工艺，在提升加工质量的同时，能大幅降低报废率，节约成本，提升大批量生产的工作效率。

背景技术

现有技术中，对于管件内壁密封槽的开设，一般采用的是旋压工艺进行，例如，在专利申请号为CN201910342840.9的中国发明专利中（以下简称对比文件1）就公开了一种CDC减震器的中筒加工工艺，在该专利中的权利要求1中提及了对方形密封槽的加工方法，具体的，它是使用旋槽机配合旋槽模对中筒坯管两端分别进行旋槽加工，以便在中筒坯管两端内孔侧壁上分别加工出一条方形密封槽；旋槽模的结构包括：安装于旋槽机上的两个旋槽外模和一个旋槽内模，在两个旋槽外模的加工端内侧均设置有旋压槽，两个旋槽外模对拼后能环绕于中筒坯管端部外侧，并且两个旋压槽还能对拼成一个环绕于中筒坯管端部上的环形旋压槽，旋槽内模的加工端侧壁上设置有环形旋压凸台，旋槽内模加工端伸入至被两个旋槽外模环绕的中筒坯管端部中后能通过偏心旋转来使环形旋压凸台将管壁旋压入环形旋压槽中，从而在中筒坯管端部内孔侧壁上加工出一条方形密封槽。

在上述专利的说明书图1中公开了旋槽内模（其实质上就是旋压头）的结构，可以看到，在旋槽内模上形成有旋压凸台6，旋压凸台通过偏心旋压的方式（该专利说明书【0015】段步骤5）向外挤压管件，从而形成方形密封槽。该专利图1中的旋压凸台轮廓并不准确，现有通用的旋压头其外圈一般都是圆弧形的，例如，本发明的发明人陆志伟在专利号ZL201310079803.6的中国发明专利中就公开了一种偏心旋压设备，如该发明图1所示，旋压头外圈呈现为圆弧面，这是因为旋压的过程是旋压头拉伸管件的一个过程，如果将旋压头设计成具有方形的棱角，则在旋压的过程中，方形的棱角与管件内壁的接触面很小，单位面积收到的压强过大，会导致方形棱角所对应位置的管壁容易发生凹陷、划痕。而圆弧形的旋压头就不会存在这些问题，但从另一方面看，圆弧形旋压头加工出的方形密封槽，其槽底与槽壁之间的过渡区域也呈现为圆弧面，这不利于对密封圈的轴线位置进行限位，在内压的作用下，密封圈容易沿圆弧面打滑。

此外，采用旋压工艺加工出的方形密封槽，其密封强度不高。所谓密封强度，是指在较高内部液压的作用下，方形密封槽不会受压变形，这就需要对密封槽进行增厚处理，如对比文件1的图1所示，管件上形成有一圈向外凸出的鼓包，在鼓包中镂空设置有一圈方形密封槽，如果要增强密封槽的密封强度，就需要对整个鼓包区域的管壁进行增厚，即对密封槽的槽壁进行了增厚处理，这是旋压工艺所无法实现的，因为旋压的过程是一个管壁减薄的过程，这显然与增厚密封槽槽壁的目的相悖。并且旋压的过程中的材料流动趋势是将密封槽两侧的管件向密封槽位置拉动，在槽口位置也会形成R角较大的弧面，这也不利于密封圈的固定，此外，在加工深度较深的密封槽时，密封槽两侧的管件被拉伸的幅度较大，容易使得管壁出现裂痕。

采用车削加工的方式很容易加工出接近方形的密封槽，但与上述的旋压工艺相似，车削加工是一个切除材料的加工过程，车削加工出的密封槽，其壁厚要显著薄于其他区域的管件，也很难达到高密封强度的要求。

本发明的申请人在实践的过程中，曾经考虑在管件外部焊接一圈环形的加强筋以增厚鼓包，再使用车削的工艺加工出截面呈方形的方形密封槽，但实际加工出来的管件密封强度依然较小，这是因为车削后密封槽槽底的壁厚很薄，虽然在密封槽槽底的外圈焊接了一圈加强筋，但以目前的焊接工艺，很难确保加强筋完全贴合在管件的外壁上，即在加强筋与密封槽槽底之间会存在间隙，在内压的作用下，密封槽的槽底会向间隙凸出变形，导致密封强度下降甚至密度槽的槽底有破裂风险。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述技术现状而提供一种管端带密封槽挤压成型的加工工艺，它是通过墩口、内高压胀形和车削三道工序代替传统的旋压工艺，在提升加工质量的同时，能大幅提升密封槽的密封强度，降低报废率，节约成本，提升大批量生产的工作效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

方案一：

一种管端带密封槽挤压成型的加工工艺，包括有如下步骤，

1）、利用内高压模具将管件锁紧，所述管件内部中空形成有管腔，在内高压模具两侧均设置有堵头，堵头固定在液压缸上，所述堵头能在液压缸的驱动下顶住管件的两端，从而将管腔密封，在至少一个堵头的内部形成有流道，所述流道一端与管腔连通，另一端通过管道与外部的水源相连，水源中的水经过所述流道进入管腔直至充满管腔；

2）、墩口，在所述内高压模具中形成有模腔，模腔在管件的两端区域形成有凹陷部，当水充满管腔后，液压缸继续驱动堵头同时向内挤压管件端部，使得管件的长度变短同时管壁增厚，由于模腔中存在着凹陷部，在墩口的过程中，管件坯料向凹陷部堆积，而其他位置的管件由于有外部内高压模具的挤压以及管腔内部液压的作用，使得其他位置的管件壁厚增厚速度要小于凹陷部的管件壁厚增厚速度，从而使得凹陷部所对应的管件位置管壁厚度要明显大于管件的其他位置，即在凹陷部所对应的管件位置形成了一圈环形的鼓包作为加强肋，为后续的车削加工提供支撑；

3）、内高压胀形，所述流道在堵头的端部与堵头的侧壁上分别形成注水口和入水口，入水口通过管道与外部的水源连接，在管道上设置有增压泵，增压泵用于提升管道向管腔输水的压力，注水口则与管腔连通，外部的水源通过增压泵快速且持续地向管腔中注入液体，使得管腔中的液压迅速升高，在管腔中高液压的作用下，能使得凹陷部位置所对应的管件向外膨胀，进一步地，可以使得步骤1）中的鼓包能完全与模腔凹陷部的内壁贴合，并在管件内壁上预成形出方形密封槽的轮廓；

4）、车削加工，移开堵头解除对管件的密封后，管腔中的水泄压流出，使得管腔中的液压迅速下降，随后将管件移出内高压模具，然后将管件固定在转轴上并夹紧，将车床的切削刀具延伸进管件内部，随后由电机驱动所述转轴转动，进而带动所述管件高速旋转，同时切削刀具沿管件的径向进给，从而在管件内壁上加工出平整的方形密封槽。

作为上述加工工艺的改进，所述内高压模具包括上模和下模，当上模和下模合模时，两者能形成圆筒形的模腔，模腔的内径与管件的外径相等，当管件在管腔内部液压的作用下向外膨胀时，可以利用上模和下模的合模力将管件锁紧在模腔中。

作为上述加工工艺的优选，所述堵头包括呈圆柱状的撑芯和安装部，所述安装部连接在液压缸上，所述撑芯连接在所述安装部上，所述撑芯的外径接近但要略小于所述管件的内径，所述安装部的外径要大于所述管件的内径，在所述撑芯和所述安装部之间形成有台阶面，管件的端部能抵靠在所述台阶面上，所述撑芯能全部延伸在管腔中。

作为上述加工工艺的进一步改进，在步骤2）中，先由液压缸驱动堵头朝向管件进给，使得堵头的安装部顶住管件的端部，此时，管件的端部抵靠在所述台阶面上由台阶面进行硬密封，堵头的撑芯延伸在管腔中且覆盖所述凹陷部，随后由液压缸继续驱动堵头向管件进给，堵头的挤压使得管件的长度变短，由于在步骤1）后管腔中已经充满了水，使得管件中段的管壁同时受到外部内高压模具和管腔中液压的挤压，管件中段的管壁会发生减薄，管件的材料体积是固定的，在长度缩短，管件中段管壁减薄的情况下，多余的材料向凹陷部涌入直至填充满凹陷部，堵头的撑芯可以对凹陷部所对应位置的管端变形起到内部支撑的作用。

作为本发明的改进，在所述撑芯与管件内壁之间形成有环形间隙，管腔中的水能流入所述环形间隙中，在步骤1）中，水源中的水在充满管腔后就停止注入，故在步骤2）中，水虽然流入了环形间隙但液压较小，无法推动整个鼓包向外膨胀，在步骤3）中，利用增压泵快速提升管腔中的液压，此时，环形间隙中的液压也快速升高挤压管件向外膨胀，直至鼓包的外壁与凹陷部的内壁贴合。

作为本发明的具体技术方案，在所述台阶面上设置有软密封机构。

方案二：

一种管端带密封槽挤压成型的加工工艺，其特征在于：包括有如下步骤，

a、利用内高压模具将管件锁紧，所述管件内部中空形成有管腔，在内高压模具两侧均设置有堵头，堵头固定在液压缸上，所述堵头能在液压缸的驱动下顶住管件的两端，从而将管腔密封，在至少一个堵头的内部形成有流道，所述流道一端与管腔连通，另一端通过管道与外部的水源相连，水源中的水经过所述流道进入管腔直至充满管腔，所述堵头包括撑芯和安装部，所述安装部固定在液压缸上，所述撑芯能延伸在管腔中，所述撑芯的外径与所述管件的内径相等，所述安装部的外径要大于所述管件的外径；

b、墩口，在所述内高压模具中形成有模腔，模腔在管件的两端区域形成有凹陷部，当水充满管腔后，液压缸继续驱动堵头同时向内挤压管件端部，使得管件的长度变短同时管壁增厚，由于模腔中存在着凹陷部，在墩口的过程中，管件坯料向凹陷部堆积，而其他位置的管件由于有外部内高压模具的挤压以及管腔内部液压的作用，使得其他位置的管件壁厚增厚速度要小于凹陷部的管件壁厚增厚速度，从而使得凹陷部所对应的管件位置管壁厚度要明显大于管件的其他位置，即在凹陷部所对应的管件位置形成了一圈环形的鼓包作为加强肋，为后续的车削加工提供支撑，由于堵头的撑芯外径与管件的内径相等，使得撑芯可以起到密封作用，阻止管件的内部液压作用到凹陷部所对应的管件，从而使得所述鼓包的内壁与管件其他位置的内壁平齐；

c、车削加工，移开堵头解除对管件的密封后，管腔中的水泄压流出，使得管腔中的液压迅速下降，随后将管件移出内高压模具，然后将管件固定在转轴上并夹紧，将车床的切削刀具延伸进管件内部，随后由电机驱动所述转轴转动，进而带动所述管件高速旋转，同时切削刀具沿管件的径向进给，从而在管件内壁上加工出平整的方形密封槽。

作为本发明的改进，所述堵头包括呈圆柱状的撑芯和安装部，所述安装部连接在液压缸上，所述撑芯连接在所述安装部上，所述撑芯的外径等于所述管件的内径，所述安装部的外径要大于所述管件的内径，在所述撑芯和所述安装部之间形成有台阶面，管件的端部能抵靠在所述台阶面上，所述撑芯能全部延伸在管腔中。

作为本发明的进一步改进，在所述台阶面上设置有楔形压块，所述楔形压块贴靠在所述撑芯的侧壁上，所述楔形压块具有楔形斜面，所述楔形斜面能挤压管件的端部并形成密封。

上述工艺中所公开的一种管端带密封槽挤压成型的加工设备，包括上压板和下压板，下压板固定在水平的工作台面上，上压板固定在压力机上并能在压力机的驱动下升降，上压板和下压板相互平行，在上压板底部固定着上模架，在下压板顶部固定着下模架，在上模架底部固定着上模，在下模架顶部固定着下模，由所述上模和所述下模构成了一副内高压模具，当上模和下模合拢时，在所述内高压模具中形成了模腔，待加工的管件固定在模腔中；

还包括有两台液压缸，两台液压缸分别位于所述上模架的左侧和右侧，在液压缸上固定着堵头，其中任意一台或者两台液压缸的堵头中开设有流道，流道在堵头的端部与堵头的侧壁上分别形成注水口和入水口，入水口通过管道与外部的水源连接，在管道上设置有增压泵，增压泵用于提升管道向管腔输水的压力，注水口则与管腔连通，外部的水源通过增压泵快速且持续地向管腔中注入液体，使得管腔中的液压迅速升高；

所述堵头包括安装部和撑芯，安装部包括安装前部和安装后部，安装后部与液压缸相连，安装前部与撑芯相连，撑芯延伸在管腔中，安装前部和撑芯之间形成有台阶面，管件的端部抵靠在台阶面上并被所述台阶面密封。

与现有技术相比，本发明的优点在于：车削的过程是一个径向挤压管件的过程，对于管件的车削区域尤其是薄壁管件的车削区域而言，其受到的径向剪切力较大，容易受挤压变形而影响车削质量，本发明先利用墩口工艺挤压管端使其形成一圈环形的鼓包，再利用内高压成型工艺预成形出密封槽的轮廓，最后再进行车削，鼓包位置的管壁显著厚于其他部分，可以在车削过程中起到支撑，而内高压胀形预成型出的密封槽可以保证切削后的密封槽壁厚均匀，使得本发明的生产工艺可以大批量地在管件内壁上加工出具有较高平整度且具有较深深度的方形密封槽，该环形密度槽的槽壁也由于鼓包而得到了显著加厚，相比于旋压工艺加工出的密封槽，密封强度大幅提升，且报废率显著降低。

附图说明

图1为本发明实施例中管端带密封槽挤压成型的加工设备的结构示意图；

图2为本发明实施例中所要加工的CDC减震器中筒的立体结构示意图；

图3为图2的内部剖视图；

图4为图1中堵头在内高压模具上密封住管件时的局部结构示意图；

图5为图4的内部剖视图；

图6为本发明实施例中堵头与管件端部的局部结构放大图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步的详细描述。

如附图1所示，本实施例中公开了一种管端带密封槽挤压成型的加工设备，该加工设备主要用于加工CDC减震器上的中筒，中筒的结构如附图2和附图3所示，它是一根管件1，在管件1两端的外壁上均形成有一圈鼓包2，鼓包2的作用类似于加强肋，目的在后序车削密封槽3的工序中起到一个支撑的作用，此外，可以增厚密封槽3的槽壁、槽底，提升该密封槽3的密封强度。这里所述的密封强度是指在高液压的环境下，密封槽3的槽壁和槽底位置有足够的抗变形强度，不会在液压的作用下发生形变，导致密封槽3的轮廓发生改变而引起密封失效。

在本实施例中，密封槽3的深度优选为与管件1的管壁厚度一致，密封槽3的深度越深，则其槽壁的表面积越大，即与密封圈的接触面积越大，当液压将密封圈的局部挤入密封槽3时，密封圈与密封槽3的接触面积越大，则密封圈受挤压破裂的风险越小。另外，为了防止密封圈在密封槽3中打滑，在本实施例中，密封槽3为一方形槽，其槽壁和槽底的夹角形成为接近直角，即要求夹角位置的R角小于0.2，这指的是，受到现有加工工艺的技术限制，是很难加工出绝对直角的，或多或少都会存在倒圆角，R角就是倒圆角的圆弧部分半径，小于0.2即该圆弧部分半径小于0.2mm,这在视觉上就已经非常接近直角了。加工出方形槽后，就可以在槽底沿周向设置一个方形的环状挡圈，用于对密封圈的轴向位置进行限位，由此防止密封圈沿着密封槽3的槽底打滑。

这种尺寸要求的密封槽3是很难用传统的偏心旋压工艺加工出来的，具体理由见本发明的背景技术，针对于此，本实施例提供了一种专门用于加工管端带高深度方形密封槽的加工设备和加工工艺。

该加工设备的结构如附图1、附图4、附图5和附图6所示，包括上压板4和下压板5，其中，上压板4固定在外部压力机（图中未示出）的底部，该压力机能驱动上压板4竖直升降，下压板5则固定在水平的工作台面上不动，这里所述的水平工作台面可以为地面。

上压板4和下压板5相互平行设置，在上压板的底部固定着上模架6，在下压板5的顶部固定着下模架7，上模架6和下模架7均采用模具钢制成。在上模架6的底面上可拆卸地固定着上模8，在下模架7的顶面上可拆卸地固定着下模9，通过这种可拆卸地固定方式，可以便于快速更换不同规格尺寸的上模8、下模9以适应不同长度、管径的管件1。

所述的上模8和下模9构成了一副内高压模具，当压力机驱动上压板4下降时，上模8和下模9相互靠拢，该过程为合模过程，反之，当压力机驱动上压板4上升时，上模8和下模9相互分离，该过程为分模过程。当上模8和下模9合拢时，两者之间形成有模腔10，该模腔10呈现为中空的圆柱形孔洞，待加工的管件1被夹紧在模腔10 中。

在内高压模具的两侧分别固定有一台液压缸11，在液压缸的活塞杆上固定着堵头12，可以由液压缸提供驱动力，驱动堵头12朝内高压模具的方向进给，具体的，当上模架6和下模架7合拢时，两者之间形成有导向通道13，该导向通道13的中轴线与模腔10的中轴线以及管件1的中轴线均重合，堵头12包括安装部14和撑芯15，安装部14又包括安装前部141和安装后部142，安装后部142与液压缸11相连，安装前部141与撑芯15相连，撑芯15延伸在管件1内部的管腔中。安装后部142的外径与导向通道13的内径相等，由此，导向通道13可以对安装后部142的进给起到导向和限位的作用。

安装前部141的外径与模腔10的内径相等，使得安装前部141能部分延伸在模腔10中，在安装前部11和撑芯15之间形成有台阶面16，管件1的端部抵靠在台阶面16上，由此可以通过堵头12将管件1的端部硬密封。受到现有加工工艺的限制，管端以及台阶面16很难加工成绝对水平面，故为了提升密封效果，在台阶面16与撑芯15侧部的接合部设置有楔形压块17，楔形压块17截面呈三角形，其两条直角边分别贴靠在台阶面16和撑芯15的侧壁上，其斜边连接在两条直角边之间，该斜边所对应的是楔形斜面，该楔形斜面可以挤压管件1的端部，使得管件1的端部内壁发生形变形成一圈与楔形斜面相匹配的斜面，在这一过程中，管件1的端部被挤压将管端与台阶面16之间的缝隙填满，由此确保密封效果。为了进一步提升密封效果，可以在台阶面16上设置软密封机构（图中省略），该软密封机构可以为一层薄薄的橡胶垫，粘接在台阶面16上，管端抵靠在台阶面16上时，橡胶垫被挤压在管端与台阶面16之间，由此提升密封效果。

在其中至少一台液压缸11所对应的堵头12中开设有流道18，流道18一端在堵头12的端部即撑芯15的端面上形成有注水口151，当堵头12顶住管件1端部时，注水口151与管腔连通，流道18的另一端在安装后部142的侧壁上开设有入水口181，入水口181通过管道与外部的水源连接，在管道上设置有增压泵，增压泵用于提升管道向管腔输水的压力，注水口151则与管腔连通，外部的水源通过增压泵快速且持续地向管腔中注入液体，使得管腔中的液压迅速升高，图中省略了管道、增压泵和水源，因为这些均为常规结构，具体的可以参考本发明申请人之前的授权发明专利“一种内高压成形设备”的说明书图1，专利号为ZL201310331382.1。

下文介绍两种管端带密封槽挤压成型的加工工艺，两种工艺方法（以下简称方案一和方案二）都是采用上述的加工设备进行的，但具体结构略有不同，在方案一中，撑芯15的外径要略小于管件1的内径，使得在管件1内壁与撑芯15之间形成有环形间隙，而在方案二中，撑芯15的外径等于管件1的内径，即撑芯15的外壁是与管件1的内壁贴合的。针对上述的不同结构，两种加工工艺的步骤也是不同的，以下进行详细阐述。

方案一：

一种管端带密封槽挤压成型的加工工艺，包括有如下步骤，

1）、利用内高压模具将管件1锁紧，所述管件1内部中空形成有管腔，在内高压模具两侧均设置有堵头12，堵头12固定在液压缸上11，所述堵头12能在液压缸11的驱动下顶住管件1的两端，从而将管腔密封，在其中一个堵头12的内部形成有流道18，流道18一端与管腔连通，另一端通过管道与外部的水源相连，水源中的水经过所述流道18进入管腔直至充满管腔，待充满管腔后，水源就停止向管腔内部供水。

2）、墩口，在内高压模具中形成有模腔10，模腔10在管件的两端区域形成有凹陷部19，当水充满管腔后，内高压模具两侧的液压缸11继续驱动堵头12同时向内挤压管件1的两端，在这一过程中，

管件1的长度受到挤压而缩短，由于管件1的材料总体积是固定的，当管件1的长度变短时，缩短的那部分管件1的材料就形成了两个流动方向，一个是去增厚管壁，另一个是去填充凹陷部19，由于管件1内部充满了水，具有液压，在管件1的长度缩短时，管件1两端的堵头12始终保持对管件1端部的密封，这使得管件1内部的液压也会增大，管件1的内部液压可以推动管件1的管壁向外膨胀，但管件1的外部被模腔10的内壁锁紧，这使得管件1内部的液压大部分用来抑制管件1的管壁增厚趋势，在此消彼长的情况下，管件1的材料会更快地向凹陷部19内堆积，其他位置的管件1壁厚增厚速度要小于凹陷部19所对应位置的管件1壁厚增厚速度，从而使得凹陷部19所对应的管件1位置管壁厚度要明显大于管件的其他位置，即在凹陷部19所对应的管件1位置形成了一圈环形的鼓包2作为加强肋，为后续的车削加工提供支撑，这里，管件1的内部液压也对管壁起到了一个支撑作用，防止在堵头12向内挤压管件1时，管壁会发生向内的塌陷，影响管件1内壁的平整度。

3）、内高压胀形，实质上，在步骤2）中，管件1内部的液压可以顺着环形间隙作用于凹陷部19所对应的管件1位置，但由于在步骤1）最后水源已经停止向管腔供水，故仅靠管件1长度缩短而提升的管件1内部液压幅度有限，而鼓包2位置的管壁厚度较厚，故在步骤2）中的管件1内部液压并不会对鼓包2位置造成显著的形变，但可以利用液压来夯实堆积在凹陷部19中的管件1材料；

而在步骤3）中，流道18在堵头12的端部与堵头12的侧壁上分别形成注水口151和入水口181，入水口181通过管道与外部的水源连接，在管道上设置有增压泵，增压泵用于提升管道向管腔输水的压力，注水口151则与管腔连通，外部的水源通过增压泵快速且持续地向管腔中注入液体，使得管腔中的液压迅速升高，在管腔中高液压的作用下，能使得凹陷部19位置所对应的管件向外膨胀，进一步地，可以使得步骤1）中的鼓包2能完全与模腔10中凹陷部19的内壁贴合，并在管件1的内壁上预成形出环形的密封槽3轮廓。

4）、车削加工，移开堵头12解除对管件1的密封，管腔中的水泄压流出，使得管腔中的液压迅速下降，随后将管件1移出内高压模具，然后将管件固定在市购的数控车床的转轴上并夹紧，将车床的切削刀具延伸进管件1内部，随后由电机驱动转轴转动，进而带动管件1高速旋转，同时切削刀具沿管件1的径向向外进给，从而在管件1内壁上加工出一圈平整的方形的密封槽3。

方案一的优点在于，步骤3）中对密封槽3进行了预成形，使得该段区域的管件1内壁在液压胀形的作用下向凹陷部19凸出，即相对于管件1的其他位置形成了一个凹槽，该凹槽即为密封槽3的雏形，这种工艺可以减少步骤4）中的车削加工切削量，提升工作效率，同时也降低了车床上切削刀具的磨损程度，延长了切削刀具的使用寿命。

方案二：

一种管端带密封槽挤压成型的加工工艺，包括有如下步骤，

a、利用内高压模具将管件1锁紧，所述管件1内部中空形成有管腔，在内高压模具两侧均设置有堵头12，堵头12固定在液压缸11上，所述堵头12能在液压缸11的驱动下顶住管件1的两端，从而将管腔密封，在至少一个堵头12的内部形成有流道18，所述流道18一端与管腔连通，另一端通过管道与外部的水源相连，水源中的水经过所述流道18进入管腔直至充满管腔，所述堵头12包括撑芯15和安装部14，所述安装部14固定在液压缸11上，所述撑芯15能延伸在管腔中，所述撑芯15的外径与所述管件1的内径相等，所述安装部14的外径要大于所述管件1的外径，由于在方案二中，撑芯15的外径是等于管件1的内径，为了使得撑芯15能顺利伸入管腔，在撑芯15端部的边缘形成有一圈倒圆角；

b、墩口，在所述内高压模具中形成有模腔10，模腔10在管件1的两端区域形成有凹陷部19，当水充满管腔后，水源继续向管腔供水提升液压，内高压模具两侧的液压缸11继续驱动堵头12同时向内挤压管件1端部，使得管件1的长度变短同时管壁增厚，由于模腔中存在着凹陷部19，在墩口的过程中，管件1坯料向凹陷部19堆积，而其他位置的管件1由于有外部内高压模具的挤压以及管腔内部液压的作用，使得其他位置的管件1壁厚增厚速度要小于凹陷部19所对应位置的管件1壁厚增厚速度，从而使得凹陷部19所对应的管件1位置管壁厚度要明显大于管件1的其他位置，即在凹陷部19所对应的管件1位置形成了一圈环形的鼓包2作为加强肋，为后续的车削加工提供支撑，由于堵头12的撑芯15外径与管件1的内径相等，使得撑芯15可以起到密封作用，阻止管件1的内部液压作用到凹陷部19所对应的管件1管壁，从而使得所述鼓包2的内壁与管件1其他位置的内壁平齐。

c、车削加工，移开堵头12解除对管件1的密封后，管腔中的水泄压流出，使得管腔中的液压迅速下降，随后将管件1移出内高压模具，然后将管件1固定在数控车床的转轴上并夹紧，将车床的切削刀具延伸进管件1内部，随后由电机驱动转轴转动，进而带动管件1高速旋转，同时切削刀具沿管件1的径向进给，从而在管件内壁上加工出一圈平整的方形密封槽。

方案二与方案一最大的区别点在于方案二少了内高压胀形的步骤，另外，在方案一中，在墩口工序之前，水源在管腔中充满水后就停止向管腔供水，但在方案二中，水源在管腔充满水后仍持续向管腔内部供水，这使得在方案二的步骤b中，管件1其他位置的管壁实际上并没有增厚反倒是减薄的，减薄时多余的管件1坯料也向凹陷部19流动并堆积，利用两侧同时向凹陷部19堆积管件1坯料来夯实鼓包2。

由于少了内高压胀形的步骤，方案二对于管件1密封性的要求要大大低于方案一，因为内高压胀形需要10兆帕左右的较高液压，这种较高液压对密封性的要求会显著高于低液压，所以方案二的加工难度要明显低于方案一，但方案二中车削量要显著大于方案一，对于车床切削刀具的损耗会比较大。相对来说，方案二比较适合加工一些密封槽3深度较浅的管件，两个方案各种优缺点，但两者的原理实质上是一致的，都是利用墩口工序在管件1上形成鼓包2，从而为后续的车削工序提供支撑，并且通过鼓包的增厚来提升密封槽3的密封强度。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种管端带密封槽挤压成型的加工工艺，其特征在于：包括有如下步骤，

1）、利用内高压模具将管件锁紧，所述管件内部中空形成有管腔，在内高压模具两侧均设置有堵头，堵头固定在液压缸上，所述堵头能在液压缸的驱动下顶住管件的两端，从而将管腔密封，在至少一个堵头的内部形成有流道，所述流道一端与管腔连通，另一端通过管道与外部的水源相连，水源中的水经过所述流道进入管腔直至充满管腔；

2）、墩口，在所述内高压模具中形成有模腔，模腔在管件的两端区域形成有凹陷部，当水充满管腔后，液压缸继续驱动堵头同时向内挤压管件端部，使得管件的长度变短同时管壁增厚，由于模腔中存在着凹陷部，在墩口的过程中，管件坯料向凹陷部堆积，而其他位置的管件由于有外部内高压模具的挤压以及管腔内部液压的作用，使得其他位置的管件壁厚增厚速度要小于凹陷部所对应的管件位置的壁厚增厚速度，从而使得凹陷部所对应的管件位置管壁厚度要明显大于管件的其他位置，即在凹陷部所对应的管件位置形成了一圈环形的鼓包作为加强肋，为后续的车削加工提供支撑；

3）、内高压胀形，所述流道在堵头的端部与堵头的侧壁上分别形成注水口和入水口，入水口通过管道与外部的水源连接，在管道上设置有增压泵，增压泵用于提升管道向管腔输水的压力，注水口则与管腔连通，外部的水源通过增压泵快速且持续地向管腔中注入液体，使得管腔中的液压迅速升高，在管腔中高液压的作用下，能使得凹陷部位置所对应的管件向外膨胀，进一步地，可以使得步骤1）中的鼓包能完全与模腔凹陷部的内壁贴合，并在管件内壁上预成形出方形密封槽的轮廓；

4）、车削加工，移开堵头解除对管件的密封后，管腔中的水泄压流出，使得管腔中的液压迅速下降，随后将管件移出内高压模具，然后将管件固定在转轴上并夹紧，将车床的切削刀具延伸进管件内部，随后由电机驱动所述转轴转动，进而带动所述管件高速旋转，同时切削刀具沿管件的径向进给，从而在管件内壁上加工出平整的方形密封槽。

2.根据权利要求1所述的管端带密封槽挤压成型的加工工艺，其特征在于：所述内高压模具包括上模和下模，当上模和下模合模时，两者能形成圆筒形的模腔，模腔的内径与管件的外径相等，当管件在管腔内部液压的作用下向外膨胀时，可以利用上模和下模的合模力将管件锁紧在模腔中。

3.根据权利要求1所述的管端带密封槽挤压成型的加工工艺，其特征在于：所述堵头包括呈圆柱状的撑芯和安装部，所述安装部连接在液压缸上，所述撑芯连接在所述安装部上，所述撑芯的外径接近但要略小于所述管件的内径，所述安装部的外径要大于所述管件的内径，在所述撑芯和所述安装部之间形成有台阶面，管件的端部能抵靠在所述台阶面上，所述撑芯能全部延伸在管腔中。

4.根据权利要求3所述的管端带密封槽挤压成型的加工工艺，其特征在于：在步骤2）中，先由液压缸驱动堵头朝向管件进给，使得堵头的安装部顶住管件的端部，此时，管件的端部抵靠在所述台阶面上由台阶面进行硬密封，堵头的撑芯延伸在管腔中且覆盖所述凹陷部，随后由液压缸继续驱动堵头向管件进给，堵头的挤压使得管件的长度变短，由于在步骤1）后管腔中已经充满了水，使得管件中段的管壁同时受到外部内高压模具和管腔中液压的挤压，管件中段的管壁会发生减薄，管件的材料体积是固定的，在长度缩短，管件中段管壁减薄的情况下，多余的材料向凹陷部涌入直至填充满凹陷部，堵头的撑芯可以对凹陷部所对应位置的管端变形起到内部支撑的作用。

5.根据权利要求4所述的管端带密封槽挤压成型的加工工艺，其特征在于：在所述撑芯与管件内壁之间形成有环形间隙，管腔中的水能流入所述环形间隙中，在步骤1）中，水源中的水在充满管腔后就停止注入，故在步骤2）中，水虽然流入了环形间隙但液压较小，无法推动整个鼓包向外膨胀，在步骤3）中，利用增压泵快速提升管腔中的液压，此时，环形间隙中的液压也快速升高挤压管件向外膨胀，直至鼓包的外壁与凹陷部的内壁贴合。

6.根据权利要求3所述的管端带密封槽挤压成型的加工工艺，其特征在于：在所述台阶面上设置有软密封机构。

7.一种管端带密封槽挤压成型的加工工艺，其特征在于：包括有如下步骤，

a、利用内高压模具将管件锁紧，所述管件内部中空形成有管腔，在内高压模具两侧均设置有堵头，堵头固定在液压缸上，所述堵头能在液压缸的驱动下顶住管件的两端，从而将管腔密封，在至少一个堵头的内部形成有流道，所述流道一端与管腔连通，另一端通过管道与外部的水源相连，水源中的水经过所述流道进入管腔直至充满管腔，所述堵头包括撑芯和安装部，所述安装部固定在液压缸上，所述撑芯能延伸在管腔中，所述撑芯的外径与所述管件的内径相等，所述安装部的外径要大于所述管件的外径；

b、墩口，在所述内高压模具中形成有模腔，模腔在管件的两端区域形成有凹陷部，当水充满管腔后，液压缸继续驱动堵头同时向内挤压管件端部，使得管件的长度变短同时管壁增厚，由于模腔中存在着凹陷部，在墩口的过程中，管件坯料向凹陷部堆积，而其他位置的管件由于有外部内高压模具的挤压以及管腔内部液压的作用，使得其他位置的管件壁厚增厚速度要小于凹陷部的管件壁厚增厚速度，从而使得凹陷部所对应的管件位置管壁厚度要明显大于管件的其他位置，即在凹陷部所对应的管件位置形成了一圈环形的鼓包作为加强肋，为后续的车削加工提供支撑，由于堵头的撑芯外径与管件的内径相等，使得撑芯可以起到密封作用，阻止管件的内部液压作用到凹陷部所对应的管件，从而使得所述鼓包的内壁与管件其他位置的内壁平齐；

c、车削加工，移开堵头解除对管件的密封后，管腔中的水泄压流出，使得管腔中的液压迅速下降，随后将管件移出内高压模具，然后将管件固定在转轴上并夹紧，将车床的切削刀具延伸进管件内部，随后由电机驱动所述转轴转动，进而带动所述管件高速旋转，同时切削刀具沿管件的径向进给，从而在管件内壁上加工出平整的方形密封槽。

8.根据权利要求7所述的管端带密封槽挤压成型的加工工艺，其特征在于：所述堵头包括呈圆柱状的撑芯和安装部，所述安装部连接在液压缸上，所述撑芯连接在所述安装部上，所述撑芯的外径等于所述管件的内径，所述安装部的外径要大于所述管件的内径，在所述撑芯和所述安装部之间形成有台阶面，管件的端部能抵靠在所述台阶面上，所述撑芯能全部延伸在管腔中。

9.根据权利要求3或8所述的管端带密封槽挤压成型的加工工艺，其特征在于：在所述台阶面上设置有楔形压块，所述楔形压块贴靠在所述撑芯的侧壁上，所述楔形压块具有楔形斜面，所述楔形斜面能挤压管件的端部并形成密封。

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