CN117464977A - 一种管材扩口装置及其扩口方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管材扩口装置及其扩口方法，涉及管材加工技术领域。该管材扩口装置包括机架、预热机构、夹持机构、平移机构和芯模。预热机构、夹持机构和平移机构均安装于机架上，平移机构与芯模连接，预热机构用于对管材的端口段进行预热，夹持机构用于对预热后的管材进行夹持固定，以使管材与芯模同轴且间隔设置，平移机构用于带动芯模从端口段插入管材，以将端口段沿其径向向外撑开扩口，芯模设置有锁紧组件，锁紧组件用于将扩口后的端口段锁紧，以防止端口段沿其轴向回缩。本发明提供的管材扩口装置能够防止管材的端口段在后续管材成型过程中发生轴向回缩，保证扩口管材的强度、韧性和耐冲击性能，提高良品率，保证产品稳定性。

Description

一种管材扩口装置及其扩口方法

技术领域

本发明涉及管材加工技术领域，具体而言，涉及一种管材扩口装置及其扩口方法。

背景技术

目前，在管材的扩口加工过程中，一般是先将管材的一端加热软化，再从加热端插入扩口模具，以使加热端在插入过程中被撑开扩口，随后对管材进行成型。但是对于双轴取向聚氯乙烯管材(PVC-O管材)而言，其在高温加热的过程中双轴取向结构会发生回缩，丧失取向特性，甚至被轴向压缩，从而使得双轴取向聚氯乙烯管材后续成型的承口段位的强度、韧性和耐冲击性能大幅降低，导致不良品率偏高，产品性能不够稳定。

有鉴于此，设计出一种能够防止回缩的管材扩口装置及其扩口方法特别是在管材加工中显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种管材扩口装置，能够防止管材的端口段在后续管材成型过程中发生轴向回缩，保证扩口管材的强度、韧性和耐冲击性能，提高良品率，保证产品稳定性。

本发明的另一目的在于提供一种管材扩口装置的扩口方法，能够防止管材的端口段在后续管材成型过程中发生轴向回缩，保证扩口管材的强度、韧性和耐冲击性能，提高良品率，保证产品稳定性。

本发明是采用以下的技术方案来实现的。

一种管材扩口装置，包括机架、预热机构、夹持机构、平移机构和芯模，预热机构、夹持机构和平移机构均安装于机架上，平移机构与芯模连接，预热机构用于对管材的端口段进行预热，夹持机构用于对预热后的管材进行夹持固定，以使管材与芯模同轴且间隔设置，平移机构用于带动芯模从端口段插入管材，以将端口段沿其径向向外撑开扩口，芯模设置有锁紧组件，锁紧组件用于将扩口后的端口段锁紧，以防止端口段沿其轴向回缩。

可选地，芯模包括芯模本体和成型镶块，成型镶块套设于芯模本体外，且与芯模本体固定连接，成型镶块与芯模本体共同围成成型槽，芯模本体用于插入管材，并在插入过程中将端口段向外撑开，成型槽用于供端口段伸入成型，锁紧组件安装于芯模本体和/或成型镶块上。

可选地，锁紧组件包括冷却水道，冷却水道设置于芯模本体内，冷却水道的位置与成型槽的位置相对应，冷却水道用于供冷却水流通，以对成型槽内的端口段进行冷却，使其沿径向收缩并紧密贴合于芯模本体外。

可选地，锁紧组件包括第一气压膨胀圈，成型镶块开设有安装槽，安装槽与成型槽连通，第一气压膨胀圈安装于安装槽内，第一气压膨胀圈用于在充气后发生膨胀，以将成型槽内的端口段压紧于芯模本体外。

可选地，芯模本体包括第一模段、第二模段、第三模段、第一隔热垫和第二隔热垫，第一模段、第二模段和第三模段依次连接，第一隔热垫设置于第一模段和第二模段之间，第二隔热垫设置于第二模段和第三模段之间，第三模段与平移机构连接，成型镶块套设于第三模段外。

可选地，管材扩口装置还包括滑移机构和加热器，滑移机构安装于机架上，且与加热器连接，加热器设置于夹持机构和芯模之间，滑移机构用于带动加热器运动至预设位置，以使加热器对管材的承口段进行加热，其中，承口段位于端口段的内侧。

可选地，芯模内设置有加热模块，加热模块的位置与承口段的位置相对应，加热模块用于对承口段进行加热。

可选地，管材扩口装置还包括成型模具，成型模具连接于滑移机构上，且设置于加热器和夹持机构之间，滑移机构用于在对承口段加热完成后带动成型模具运动至预设位置，成型模具用于合模并形成型腔，以使承口段设置于型腔内，芯模设置有气流通道，气流通道用于供高压气体通入，以使承口段膨胀成型，且贴合于型腔的内表面。

可选地，芯模的周面上开设有定位槽，定位槽内设置有第二气压膨胀圈，第二气压膨胀圈用于在充气后发生膨胀，以密封芯模和管材之间的间隙，防止从气流通道通入的高压气体向外溢出。

一种管材扩口装置的扩口方法，应用于上述的管材扩口装置，管材扩口装置的扩口方法包括：利用预热机构对管材的端口段进行预热；利用夹持机构对管材进行夹持固定；利用平移机构带动芯模从端口段插入管材，以将端口段沿其径向向外撑开扩口；利用锁紧组件将端口段锁紧，以防止端口段沿其轴向回缩。

可选地，利用锁紧组件将端口段锁紧，以防止端口段沿其轴向回缩的步骤后，管材扩口装置的扩口方法还包括：利用滑移机构带动加热器运动至预设位置，以使加热器对管材的承口段进行加热，其中，承口段位于端口段的内侧。

可选地，利用滑移机构带动加热器运动至预设位置，以使加热器对管材的承口段进行加热，其中，承口段位于端口段的内侧的步骤后，管材扩口装置的扩口方法还包括：利用滑移机构带动成型模具运动至预设位置；控制成型模具合模并形成型腔，以使承口段设置于型腔内；利用芯模的气流通道通入高压气体，以使承口段膨胀成型，且贴合于型腔的内表面。

本发明提供的管材扩口装置及其扩口方法具有以下有益效果：

本发明提供的管材扩口装置，预热机构、夹持机构和平移机构均安装于机架上，平移机构与芯模连接，预热机构用于对管材的端口段进行预热，夹持机构用于对预热后的管材进行夹持固定，以使管材与芯模同轴且间隔设置，平移机构用于带动芯模从端口段插入管材，以将端口段沿其径向向外撑开扩口，芯模设置有锁紧组件，锁紧组件用于将扩口后的端口段锁紧，以防止端口段沿其轴向回缩。与现有技术相比，本发明提供的管材扩口装置由于采用了与平移机构连接的芯模以及设置于芯模上的锁紧组件，所以能够防止管材的端口段在后续管材成型过程中发生轴向回缩，保证扩口管材的强度、韧性和耐冲击性能，提高良品率，保证产品稳定性。

本发明提供的管材扩口装置的扩口方法，应用于管材扩口装置，能够防止管材的端口段在后续管材成型过程中发生轴向回缩，保证扩口管材的强度、韧性和耐冲击性能，提高良品率，保证产品稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例提供的管材扩口装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的管材扩口装置的剖视图；

图3为本发明实施例提供的管材扩口装置在对管材的承口段进行加热时的剖视图；

图4为本发明实施例提供的管材扩口装置在对管材的承口段进行扩口成型时的剖视图；

图5为本发明实施例提供的管材扩口装置应用的管材在扩口前的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的管材扩口装置应用的管材在端口段扩口完成时的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的管材扩口装置应用的管材在端口段和承口段均扩口完成时的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的管材扩口装置中预热机构的剖视图；

图9为本发明实施例提供的管材扩口装置中芯模的剖视图。

图标：100-管材扩口装置；110-机架；120-预热机构；121-预热刚体；122-电加热棒；123-预热槽；130-夹持机构；140-平移机构；150-芯模；151-锁紧组件；1511-冷却水道；1512-第一气压膨胀圈；152-芯模本体；1521-第一模段；1522-第二模段；1523-第三模段；1524-第一隔热垫；1525-第二隔热垫；153-成型镶块；1531-安装槽；154-成型槽；155-气流通道；156-流体过滤芯；157-定位槽；158-第二气压膨胀圈；159-加热模块；160-滑移机构；170-加热器；180-成型模具；182-安装架；183-第一驱动件；184-第二驱动件；185-上模板；186-下模板；200-管材；210-端口段；220-承口段。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“水平”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例中的特征可以相互组合。

请结合参照图1至图9，本发明实施例提供了一种管材扩口装置100，用于对管材200进行扩口加工。其能够防止管材200的端口段210在后续管材200成型过程中发生轴向回缩，保证扩口管材200的强度、韧性和耐冲击性能，提高良品率，保证产品稳定性。

本实施例中，管材扩口装置100应用于管材200的扩口加工，管材200为双轴取向聚氯乙烯管材(PVC-O管材)，管材200的端部依次设置有端口段210和承口段220，端口段210和承口段220均需要进行扩口，其中，承口段220位于端口段210的内侧。但并不仅限于此，在其它实施例中，管材扩口装置100也可以应用于其它材质的管材200的扩口加工，对管材200的材质不作具体限定。

管材扩口装置100包括机架110、预热机构120、夹持机构130、平移机构140、芯模150、滑移机构160、加热器170和成型模具180。其中，预热机构120、夹持机构130和平移机构140均安装于机架110上，平移机构140与芯模150连接。预热机构120用于对管材200的端口段210进行预热，以使端口段210软化，便于其发生扩口变形。夹持机构130用于对预热后的管材200进行夹持固定，以使管材200与芯模150同轴且间隔设置，此时管材200的端口段210靠近芯模150设置，以便于芯模150从端口段210插入管材200。平移机构140用于带动芯模150从端口段210插入管材200，以将端口段210沿其径向向外撑开扩口，从而实现端口段210的扩口功能；当芯模150插入管材200一段长度时，端口段210扩口完成，此后平移机构140保持不动，芯模150对端口段210进行支撑和定位，并且芯模150和夹持机构130共同作用，以进一步地固定管材200的位置，防止管材200发生位移或者转动。具体地，芯模150设置有锁紧组件151，锁紧组件151用于将扩口后的端口段210锁紧，以防止端口段210在后续管材200成型过程中沿其轴向回缩，保证扩口管材200的强度、韧性和耐冲击性能，提高良品率，保证产品稳定性。

预热机构120包括预热刚体121和电加热棒122。电加热棒122嵌设于预热刚体121内，预热刚体121开设有预热槽123，预热槽123用于供管材200的端口段210插入，端口段210与预热槽123紧密配合，电加热棒122用于在通电后对端口段210进行加热。具体地，在对端口段210预热的过程中，电加热棒122得电发出热量，该热量通过预热刚体121传递至端口段210，以实现对端口段210的接触加热，在此过程中，由于端口段210与预热槽123紧密配合，所以预热刚体121能够抑制端口段210沿其轴向向内收缩；在预热机构120将端口段210加热到适合塑性变形的温度后，将端口段210从预热槽123中拔出，并将整个管材200转移至夹持机构130。

需要说明的是，滑移机构160安装于机架110上，且与加热器170连接，加热器170设置于夹持机构130和芯模150之间，滑移机构160用于带动加热器170运动至预设位置，以使加热器170对管材200的承口段220进行加热，从而使得承口段220软化，便于其发生扩口变形。具体地，在加热器170对承口段220进行高温加热的过程中，承口段220中的双轴取向结构会丧失取向特性，并具有一轴向回缩趋势(朝远离端口段210的方向)，而由于此时锁紧组件151已经将端口段210锁紧，所以承口段220不会发生轴向回缩，也就不会出现承口段220性能降低的情况，保证良品率。

本实施例中，加热器170为远红外加热器170，加热器170呈环状，管材200穿过加热器170设置，加热器170能够在运动至预设位置时对管材200的承口段220的外周面进行均匀加热，保证承口段220温升的均匀性，提高后续承口段220的扩口效果。

进一步地，芯模150内设置有加热模块159，加热模块159的位置与承口段220的位置相对应，加热模块159用于对承口段220进行辅助加热，以使承口段220软化，便于其发生扩口变形。具体地，当芯模150插入管材200至端口段210扩口完成时，承口段220正好套设于加热模块159外，此时加热模块159能够对承口段220的内周面进行均匀加热，以进一步地提高承口段220温升的均匀性。本实施例中，加热模块159为电阻块，加热模块159呈环状。

值得注意的是，成型模具180连接于滑移机构160上，且设置于加热器170和夹持机构130之间，滑移机构160用于在对承口段220加热完成后带动成型模具180运动至预设位置，成型模具180用于在预设位置合模并形成型腔(图未示)，以使承口段220设置于型腔内。具体地，芯模150设置有气流通道155，气流通道155用于供高压气体通入，以使承口段220在高压气体的作用下膨胀成型，且贴合于型腔的内表面，从而实现承口段220的扩口功能。

成型模具180包括安装架182、第一驱动件183、第二驱动件184、上模板185和下模板186。安装架182与滑移机构160连接，第一驱动件183和第二驱动件184均安装于安装架182上，第一驱动件183与上模板185连接，第二驱动件184与下模板186连接，上模板185平行间隔地设置于下模板186的上方，滑移机构160能够通过安装架182同步带动第一驱动件183、第二驱动件184、上模板185和下模板186同步运动，上模板185和下模板186能够在合模时共同围成型腔，以便于实现承口段220的扩口成型。

具体地，当滑移机构160带动成型模具180运动至预设位置后，第一驱动件183带动上模板185下降，第二驱动件184带动下模板186上升，以使上模板185和下模板186合拢，从而实现成型模具180的合模功能，使得承口段220设置于型腔内；当承口段220扩口完成后，第一驱动件183带动上模板185上升，第二驱动件184带动下模板186下降，以使上模板185和下模板186分离，从而实现成型模具180的开模功能，便于管材200出料。

芯模150包括芯模本体152和成型镶块153。成型镶块153套设于芯模本体152外，且与芯模本体152固定连接，成型镶块153与芯模本体152共同围成成型槽154，芯模本体152与平移机构140连接。芯模本体152用于插入管材200，并在插入过程中将端口段210向外撑开，成型槽154用于供端口段210伸入成型。锁紧组件151安装于芯模本体152和/或成型镶块153上，锁紧组件151用于对位于成型槽154内的端口段210进行锁紧。

具体地，成型槽154呈环状，在平移机构140带动芯模本体152从端口段210插入管材200的过程中，首先芯模本体152将端口段210向外撑开，以使端口段210的直径与成型槽154所呈环形的直径相同；随后端口段210伸入成型槽154；当端口段210的自由端与成型槽154的侧壁抵持时，管材200运动到位，端口段210扩口完成，此后平移机构140不再带动芯模本体152运动。

本实施例中，锁紧组件151同时安装于芯模本体152和成型镶块153上，锁紧组件151用于从成型槽154的两侧同时将端口段210锁紧，以增强锁紧效果，进一步地防止端口段210发生轴向回缩。但并不仅限于此，在其它实施例中，锁紧组件151可以只安装于芯模本体152上，也可以只安装于成型镶块153上，此时锁紧组件151从成型槽154的其中一侧将端口段210锁紧。

锁紧组件151包括冷却水道1511和第一气压膨胀圈1512。冷却水道1511设置于芯模本体152内，冷却水道1511的位置与成型槽154的位置相对应，冷却水道1511设置于成型槽154的内侧，冷却水道1511用于供冷却水流通，以对成型槽154内的端口段210进行冷却，使其沿径向收缩并紧密贴合于芯模本体152外。这样一来，在冷却水的冷却作用下，端口段210沿其径向收缩，并紧密贴合于芯模本体152外，利用端口段210本身的收缩力将其锁紧于芯模本体152外，以防止端口段210在后续承口段220扩口成型过程中发生轴向回缩。

进一步地，成型镶块153开设有安装槽1531，安装槽1531与成型槽154连通，第一气压膨胀圈1512安装于安装槽1531内，第一气压膨胀圈1512用于在充气后发生膨胀，以将成型槽154内的端口段210压紧于芯模本体152外。这样一来，在第一气压膨胀圈1512的压持作用下，端口段210紧密贴合于芯模本体152外，利用第一气压膨胀圈1512的压力将端口段210锁紧于芯模本体152外，以防止端口段210在后续承口段220扩口成型过程中发生轴向回缩。

芯模本体152包括第一模段1521、第二模段1522、第三模段1523、第一隔热垫1524和第二隔热垫1525。第一模段1521、第二模段1522和第三模段1523依次连接，第一隔热垫1524设置于第一模段1521和第二模段1522之间，第一隔热垫1524用于隔绝第一模段1521和第二模段1522之间的热量传递，第二隔热垫1525设置于第二模段1522和第三模段1523之间，第二隔热垫1525用于隔绝第二模段1522和第三模段1523之间的热量传递。第三模段1523与平移机构140连接，平移机构140能够通过第三模段1523带动整个芯模本体152运动。成型镶块153套设于第三模段1523外，成型镶块153与第三模段1523共同围成成型槽154。

进一步地，气流通道155依次穿过第三模段1523、第二隔热垫1525和第二模段1522设置，且在第二模段1522的周面上设置有出气口(图未示)，出气口用于供高压气体吹出。气流通道155内设置有流体过滤芯156，该流体过滤芯156位于第二隔热垫1525和第二模段1522内，流体过滤芯156用于对高压空气进行过滤除杂，以提高从出气口吹出的高压气体的洁净度，流体过滤芯156还用于使高压气体均匀分散，以使其对承口段220进行环向均匀吹胀。本实施例中，加热模块159设置于第二模段1522内，加热模块159套设于流体过滤芯156外，以实现第二模段1522的合理布局，在不影响功能性的情况下减小第二模段1522的体积。

具体地，当芯模150插入管材200至端口段210扩口完成时，端口段210套设于第三模段1523外，且设置于成型槽154内，并与成型槽154的侧壁抵持；承口段220套设于第二模段1522外，且遮盖于出气口外，并与加热模块159的位置相对应。

值得注意的是，芯模150的第一模段1521的周面上开设有定位槽157，定位槽157内设置有第二气压膨胀圈158，第二气压膨胀圈158用于在充气后发生膨胀，以密封芯模150和管材200之间的间隙，防止从气流通道155通入的高压气体向外溢出，从而保证扩口效率和扩口效果。

具体地，当成型模具180在预设位置合模完成后，首先对第二气压膨胀圈158充气，以使其膨胀，从而密封第一模段1521和管材200之间的间隙；随后依次通过气流通道155和出气口向第二模段1522和承口段220之间通入高压气体，使得承口段220在气压作用下膨胀变形，且贴合于型腔的内表面，在此过程中，由于端口段210在锁紧组件151的作用下紧密贴合于第三模段1523外，端口段210和第三模段1523之间的间隙已被密封，所以高压气体无法溢出第二模段1522和承口段220之间，只能完全对承口段220做功，使其发生膨胀变形，扩口效率高，扩口效果好。

本实施例中，平移机构140、滑移机构160、第一驱动件183和第二驱动件184均为液压油缸，但并不仅限于此，在其它实施例中，平移机构140、滑移机构160、第一驱动件183和第二驱动件184可以均为电缸，也可以均为气缸，对平移机构140、滑移机构160、第一驱动件183和第二驱动件184的类型不作具体限定。

本发明实施例还提供了一种管材扩口装置100的扩口方法，应用于管材扩口装置100，该管材扩口装置100的扩口方法包括以下步骤：

步骤S110：利用预热机构120对管材200的端口段210进行预热。

需要说明的是，在步骤S110中，将管材200的端口段210插入预热刚体121的预热槽123，利用电加热棒122对其进行加热软化，并通过预热槽123与端口段210的配合抑制端口段210的收缩变形。当端口段210加热到适合塑性变形的温度时，将端口段210从预热槽123中拔出，完成预热。

步骤S120：利用夹持机构130对管材200进行夹持固定。

需要说明的是，在步骤S120中，将管材200依次穿过夹持机构130、成型模具180和加热器170，并利用夹持机构130将管材200夹持固定，以使管材200与芯模150同轴且间隔设置。本实施例中，管材200和芯模150的轴向均为水平方向。

步骤S130：利用平移机构140带动芯模150从端口段210插入管材200，以将端口段210沿其径向向外撑开扩口。

需要说明的是，在步骤S130中，利用平移机构140带动芯模150运动，以使芯模150插入管材200，在此过程中，芯模150将端口段210向外撑开，以实现端口段210的扩口功能。当端口段210与成型槽154的侧壁抵持时，端口段210扩口完成，此时平移机构140不再带动芯模150运动，芯模150和夹持机构130共同固定管材200的位置。

步骤S140：利用锁紧组件151将端口段210锁紧，以防止端口段210沿其轴向回缩。

需要说明的是，在步骤S140中，首先向锁紧组件151的冷却水道1511中通入冷却水，以使端口段210沿其径向收缩，并紧密贴合于芯模本体152外，与此同时，端口段210受到冷却硬化定型；随后向锁紧组件151的第一气压膨胀圈1512充气，以使第一气压膨胀圈1512膨胀且将端口段210压紧于芯模本体152外，在此过程中，由于端口段210已经硬化定型，所以其不会再在第一气压膨胀圈1512的压持作用下发生变形。

步骤S150：利用滑移机构160带动加热器170运动至预设位置，以使加热器170对管材200的承口段220进行加热，其中，承口段220位于端口段210的内侧。

需要说明的是，在步骤S150中，首先利用滑移机构160带动加热器170运动；当加热器170运动至预设位置时，滑移机构160暂停；随后启动加热器170，以使加热器170对承口段220进行均匀加热，从而使得承口段220软化；当承口段220加热到适合塑性变形的温度时，关闭加热器170。

步骤S160：利用滑移机构160带动成型模具180运动至预设位置。

需要说明的是，在步骤S160中，首先利用滑移机构160带动成型模具180运动；当成型模具180运动至预设位置时，滑移机构160暂停，此时成型模具180的位置与承口段220的位置相对应。

步骤S170：控制成型模具180合模并形成型腔，以使承口段220设置于型腔内。

需要说明的是，在步骤S170中，利用第一驱动件183带动上模板185下降，同时利用第二驱动件184带动下模板186上升，以使成型模具180合模，此时上模板185和下模板186共同围成型腔，且承口段220设置于型腔内。

步骤S180：利用芯模150的气流通道155通入高压气体，以使承口段220膨胀成型，且贴合于型腔的内表面。

需要说明的是，在步骤S180中，通过气流通道155和出气口向芯模150和承口段220之间通入高压气体，以使承口段220在高压气体的作用下发生膨胀成型，且贴合于型腔的内表面，从而实现承口段220的扩口功能，整个管材200的扩口作业完成。

本发明实施例提供的管材扩口装置100，预热机构120、夹持机构130和平移机构140均安装于机架110上，平移机构140与芯模150连接，预热机构120用于对管材200的端口段210进行预热，夹持机构130用于对预热后的管材200进行夹持固定，以使管材200与芯模150同轴且间隔设置，平移机构140用于带动芯模150从端口段210插入管材200，以将端口段210沿其径向向外撑开扩口，芯模150设置有锁紧组件151，锁紧组件151用于将扩口后的端口段210锁紧，以防止端口段210沿其轴向回缩。与现有技术相比，本发明提供的管材扩口装置100由于采用了与平移机构140连接的芯模150以及设置于芯模150上的锁紧组件151，所以能够防止管材200的端口段210在后续管材200成型过程中发生轴向回缩，保证扩口管材200的强度、韧性和耐冲击性能，提高良品率，保证产品稳定性。使得管材扩口装置100的扩口方法扩口效率高，扩口效果好。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种管材扩口装置，其特征在于，包括机架、预热机构、夹持机构、平移机构和芯模，所述预热机构、所述夹持机构和所述平移机构均安装于所述机架上，所述平移机构与所述芯模连接，所述预热机构用于对管材的端口段进行预热，所述夹持机构用于对预热后的所述管材进行夹持固定，以使所述管材与所述芯模同轴且间隔设置，所述平移机构用于带动所述芯模从所述端口段插入所述管材，以将所述端口段沿其径向向外撑开扩口，所述芯模设置有锁紧组件，所述锁紧组件用于将扩口后的所述端口段锁紧，以防止所述端口段沿其轴向回缩。

2.根据权利要求1所述的管材扩口装置，其特征在于，所述芯模包括芯模本体和成型镶块，所述成型镶块套设于所述芯模本体外，且与所述芯模本体固定连接，所述成型镶块与所述芯模本体共同围成成型槽，所述芯模本体用于插入所述管材，并在插入过程中将所述端口段向外撑开，所述成型槽用于供所述端口段伸入成型，所述锁紧组件安装于所述芯模本体和/或所述成型镶块上。

3.根据权利要求2所述的管材扩口装置，其特征在于，所述锁紧组件包括冷却水道，所述冷却水道设置于所述芯模本体内，所述冷却水道的位置与所述成型槽的位置相对应，所述冷却水道用于供冷却水流通，以对所述成型槽内的所述端口段进行冷却，使其沿径向收缩并紧密贴合于所述芯模本体外。

4.根据权利要求2所述的管材扩口装置，其特征在于，所述锁紧组件包括第一气压膨胀圈，所述成型镶块开设有安装槽，所述安装槽与所述成型槽连通，所述第一气压膨胀圈安装于所述安装槽内，所述第一气压膨胀圈用于在充气后发生膨胀，以将所述成型槽内的所述端口段压紧于所述芯模本体外。

5.根据权利要求2所述的管材扩口装置，其特征在于，所述芯模本体包括第一模段、第二模段、第三模段、第一隔热垫和第二隔热垫，所述第一模段、所述第二模段和所述第三模段依次连接，所述第一隔热垫设置于所述第一模段和所述第二模段之间，所述第二隔热垫设置于所述第二模段和所述第三模段之间，所述第三模段与所述平移机构连接，所述成型镶块套设于所述第三模段外。

6.根据权利要求1所述的管材扩口装置，其特征在于，所述管材扩口装置还包括滑移机构和加热器，所述滑移机构安装于所述机架上，且与所述加热器连接，所述加热器设置于所述夹持机构和所述芯模之间，所述滑移机构用于带动所述加热器运动至预设位置，以使所述加热器对所述管材的承口段进行加热，其中，所述承口段位于所述端口段的内侧。

7.根据权利要求6所述的管材扩口装置，其特征在于，所述芯模内设置有加热模块，所述加热模块的位置与所述承口段的位置相对应，所述加热模块用于对所述承口段进行加热。

8.根据权利要求6所述的管材扩口装置，其特征在于，所述管材扩口装置还包括成型模具，所述成型模具连接于所述滑移机构上，且设置于所述加热器和所述夹持机构之间，所述滑移机构用于在对所述承口段加热完成后带动所述成型模具运动至所述预设位置，所述成型模具用于合模并形成型腔，以使所述承口段设置于所述型腔内，所述芯模设置有气流通道，所述气流通道用于供高压气体通入，以使所述承口段膨胀成型，且贴合于所述型腔的内表面。

9.根据权利要求8所述的管材扩口装置，其特征在于，所述芯模的周面上开设有定位槽，所述定位槽内设置有第二气压膨胀圈，所述第二气压膨胀圈用于在充气后发生膨胀，以密封所述芯模和所述管材之间的间隙，防止从所述气流通道通入的高压气体向外溢出。

10.一种管材扩口装置的扩口方法，其特征在于，应用于如权利要求1至9任一项所述的管材扩口装置，所述管材扩口装置的扩口方法包括：

利用所述预热机构对所述管材的所述端口段进行预热；

利用所述夹持机构对所述管材进行夹持固定；

利用所述平移机构带动所述芯模从所述端口段插入所述管材，以将所述端口段沿其径向向外撑开扩口；

利用所述锁紧组件将所述端口段锁紧，以防止所述端口段沿其轴向回缩。

11.根据权利要求10所述的管材扩口装置的扩口方法，其特征在于，所述利用所述锁紧组件将所述端口段锁紧，以防止所述端口段沿其轴向回缩的步骤后，所述管材扩口装置的扩口方法还包括：

利用滑移机构带动加热器运动至预设位置，以使所述加热器对所述管材的承口段进行加热，其中，所述承口段位于所述端口段的内侧。

12.根据权利要求11所述的管材扩口装置的扩口方法，其特征在于，所述利用滑移机构带动加热器运动至所述预设位置，以使所述加热器对所述管材的承口段进行加热，其中，所述承口段位于所述端口段的内侧的步骤后，所述管材扩口装置的扩口方法还包括：

利用滑移机构带动成型模具运动至所述预设位置；

控制所述成型模具合模并形成型腔，以使所述承口段设置于所述型腔内；

利用所述芯模的气流通道通入高压气体，以使所述承口段膨胀成型，且贴合于所述型腔的内表面。