CN1895807A - 可微调式管件液压成形冲头机构 - Google Patents

Abstract

一种可微调式管件液压成形冲头机构，包括冲头本体、冲头前端及转接单元。该冲头本体具有第二水道，其中该第二水道具有进口及出口，且该第二水道的进口与出口方向是成特定角度。该冲头前端具有第一水道连通该第二水道的出口，并通过水密管螺纹密封方式固定于该冲头本体上。该转接单元是固定于该冲头本体上，并包括接头及密封用管，其中该接头具有第三水道，该冲头本体的第二水道依序连通于该密封用管、该第三水道及外部高压管，且该密封用管具有密封倾斜面接触于该第二水道的进口。该可微调式管件液压成形冲头机构另包括冲头位置调整单元及冲头角度调整单元。

Description

可微调式管件液压成形冲头机构

技术领域

本发明是有关于一种管件液压成形冲头机构，更特别有关于一种可微调式管件液压成形冲头机构，其转接单元、冲头本体及冲头前端之间具有超高压的密封效果，并包括冲头位置调整单元及冲头角度调整单元，用以调整冲头本体的位置及角度。

背景技术

管件液压成形(Tube Hydroforming，简称THF)制程，顾名思义是先将管材置于具形状的模具中，通过管件内部加入高压流体(目前主要以水为主)，搭配轴向施加压力补偿管料，把管料压入到模具腔体内成形。具有减轻重量、节省能源、产品一体成型化、刚性佳、提高产品性能/精度及创新性等优点。参考图1，已知管件液压成形冲头机构12是应用于管件液压成形设备10，其使用目的为：(1)该冲头机构12使待加工的管件14两侧密封，产生液密效果，甚至可辅助管件材料流动补料。(2)该冲头机构12上需设置有水道(图中未示)，可灌入高压流体而使管件14液压成形。轴向进给的侧缸16为冲头机构12的动力来源，可通过计算机来控制冲头机构的进给量。

美国专利第5,511,404号，标题为“用于管件延伸设备的水头密封(Seal HeadFor Tube Expansion Apparatus)”，揭示一种设备，其充入流体并加压管件。该设备具有高压低流速管道，其形成于轴内。该轴心具有纵向孔，其连通于高压流体源。管件密封装置紧邻于该轴的前端，用于当该轴啮合于该管件且高压流体进入该管件时密封该管件。用以将该轴往复运动的装置，可朝该管件的方向前进或后退。高流速低压管道具有套管，用于当后退时容纳该轴的前端，且后开口可滑动且密封地啮合该管件密封装置的轴后。该套管的内部是连通于高流速低压流体源，用以密封紧邻于该管件端部的外部表面。在操作时，该套管是前进以密封该外部表面，该管件是在高流速状态下充满低压流体，该轴前进以密封该管件，该管件加压，最后将上述制成反向操作以释放该管件。然而，上述用于管件延伸设备的水头密封结构复杂，增加设备成本。

再者，再参考图1，冲头机构12如何精确对正模具20的模穴18和待成形的管件14是液压成形设备设计与组装最常见的问题，两者间的间隙公差通常只有0.1～0.3mm左右，如果冲头机构12产生偏心，将增加冲头机构12的挫曲应力，和相互间的摩擦耗损，会大幅地削减冲头机构12和模具20的寿命。

因此，便有需要提供一种可微调式管件液压成形冲头机构，能够解决前述的缺点。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种可微调式管件液压成形冲头机构，其转接单元、冲头本体及冲头前端之间具有超高压的密封效果。

本发明的另一目的在于提供一种可微调式管件液压成形冲头机构，其包括冲头位置调整单元及冲头角度调整单元，用以调整冲头本体的位置及角度。

为达到上述目的，本发明提供一种可微调式管件液压成形冲头机构，其包括冲头本体、冲头前端及转接单元。该冲头本体具有第二水道，其中该第二水道具有进口及出口，且该第二水道的进口与出口方向成特定角度。该冲头前端具有第一水道连通该第二水道的出口，并通过水密管螺纹密封方式固定于该冲头本体上。该转接单元是固定于该冲头本体上，并包括接头及密封用管，其中该接头具有第三水道，该冲头本体的第二水道依序连通于该密封用管、该第三水道及外部高压管，且该密封用管具有密封倾斜面接触于该第二水道的进口。该冲头机构另包括冲头位置调整单元及冲头角度调整单元。

本发明具有可更换冲头前端的模块化设计。该冲头本体与冲头前端之间通过水密该螺纹密封方式及密封填料以形成可承受超高压的密封效果。该冲头本体与该转接单元之间是利用金属的接触变形，形成可承受超高压的密封效果。本发明设计两种位置的调整机构和一种角度的调整机构，使冲头于对正组装时可适当地微调，可降低模具加工和组装上精度的要求。

为了让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显，下文将配合所附图示，作详细说明如下。

附图说明

图1为现有技术的管件液压成形设备示意图。

图2为本发明的一实施例的冲头机构的剖面示意图，其显示该冲头机构是应用于管件液压成形设备。

图3a及3b为本发明的一实施例的冲头机构的侧视及前视示意图。

图4为本发明的一实施例的冲头机构的组合示意图。

图5为本发明的一实施例的冲头机构的侧视示意图，其显示螺栓固定该高压管的两根钢缆。

图6为本发明的一实施例的冲头机构的侧视示意图，其显示本发明的另冲头位置调整单元。

图7为本发明的一实施例的冲头机构的侧视示意图，其显示本发明的一实施例的冲头角度调整单元。

图8为本发明的一实施例的冲头机构的侧视示意图，其显示将该冲头位置调整单元与冲头角度调整单元相结合。

图9为本发明的一实施例的冲头机构的剖面示意图，其显示该冲头机构包括另一种型式的接头。

附图标记说明

10   液压成形设备       12   冲头机构

14   管件               16   侧缸

18   模穴               20   模具

100  冲头机构           102  模具

104  模穴               106  管件

108  侧缸

110  冲头本体           112  圆孔

120  冲头前端           122  凸出部

124  挟持用孔           126  斜面

128  检视孔

132  第一水道           134  第二水道

136  进口               138  出口

140  前盖               142  底座

144  定位圆孔              146  定位销

152  第一锁扣孔            154  第二锁扣孔

156  第三锁扣孔            158  第一锁扣件

160  保护环                162  安全螺孔

164  螺栓                  166  高压管

168  钢缆

172  第一圆弧面            174  第二圆弧面

176  第四锁扣件

180  转接单元              182  接头

184  第二锁扣件            186  密封用管

187  斜面                  188  检视孔

192  第三水道              194  进口

196  出口

262  第一斜面              264  楔形块

266  第二斜面              268  第三锁扣件

具体实施方式

参考图2、3a、3b及4，其显示本发明的一实施例的冲头机构100，其可用于管件液压成形设备或高压测试设备。以下仅以管件液压成形设备说明本发明的实施例，任何本发明所属技术领域中具有通常知识者可知该冲头机构亦可应用于其它高压测试设备，诸如用于耐压测试。

再参考图2，本发明的可微调式管件液压成形冲头机构100包括冲头本体110、冲头前端120及转接单元180。该冲头前端120及冲头本体110分别包括凸出部122及圆孔112，且该凸出部122的阳螺纹是对应于该圆孔112的阴螺纹。于组装时，该凸出部122是可通过水密管螺纹密封方式，诸如水密胶带螺纹密封方式，固定该冲头本体110的圆孔112内，并于该凸出部122与该圆孔112之间配置密封填料124以增加密封效果。该冲头前端120包括挟持用孔124，用于操作者将该冲头前端120锁紧或放松。该冲头前端120是可设有密封用斜面126，诸如利用金属直接接触密封(亦即金属变形)或放入金属密合垫，用于该冲头前端120插入该管件液压成形设备的模具102的模穴104时该冲头前端120与待加工管件106的接触面形成密封。该冲头本体110及该冲头前端120之间是可设有泄漏检视孔128，用以检查有无泄漏。

该冲头前端120及冲头本体110分别具有第一水道132及第二水道134，其中该第二水道134具有进口136及出口138。于组装后，该第一水道132是连通该第二水道134的出口138。该第二水道134的进口136与出口138方向成特定角度，诸如90度，用以方便通过该转接单元180将外部高压管连接于该第二水道134的进口136。具有转折的该第二水道134，是可通过该转接单元180连接该高压管，使高压液体流经该第一水道132而注入待加工管件106的内部。

再参考图2及4，该冲头机构100另可包括前盖140及底座142。该前盖140是环绕该冲头本体110，且该前盖140、该冲头本体110及该底座142分别设有多个第一锁扣孔152、第二锁扣孔154及第三锁扣孔156。于组装时，通过多个第一锁扣件158，诸如4个螺栓(如图3b所示)，依序穿过将该前盖140的第一锁扣孔152、该冲头本体110的第二锁扣孔154及该底座142的第三锁扣孔156而将该冲头机构100固锁于一侧缸108上(如图2所示)。该底座142设有一定位圆孔144，可置入一定位销146，用以将该冲头机构100与该侧缸108定位及对准。该冲头机构100另可包括一保护环160，其环绕该冲头本体110，并通过上述第一锁扣件158固锁于该前盖140及该底座142之间，用以保护该冲头本体110与该转接单元180的连接。该保护环160是可设有一安全螺孔162，并通过螺栓164固定该高压管166的两根钢缆168(如图5所示)，防止该高压管166脱落后乱甩。再者，由于该冲头前端120具有大面积的接触面，可使反作用力传达至冲头本体110后面的侧缸108去。

再参考图4，其显示本发明的一实施例的冲头位置调整单元。该冲头位置调整单元包括该前盖140的第一锁扣孔152及该冲头本体110的第二锁扣孔154，其中该第一锁扣孔152及该第二锁扣孔154的尺寸是较大于该第一锁扣件158的尺寸，如此该冲头机构100便可通过该第一锁扣孔152及第二锁扣孔154与该第一锁扣件158的位置间隙，进行该冲头本体110位置的调整。

参考图6，其显示本发明的另一实施例的冲头位置调整单元。该冲头本体110的底部四周围是形成四个第一斜面262，且该冲头位置调整单元包括四块楔形块264及多个第三锁扣件268，其中该四块楔形块分别具有第二斜面266紧密接触于该四个第一斜面262，藉此该冲头本体110可通过该第三锁扣件268的调整，使该四块楔形块264的位置变动，便可进行该冲头本体110位置的调整，并经由该第三锁扣件268固定该四个楔形块264，便可固定住该冲头本体110。

参考图7，其显示本发明的一实施例的冲头角度调整单元。该冲头本体110底部是形成第一圆弧面172，该底座142上部亦形成第二圆弧面174紧密接触于该第一圆弧面172，且该冲头角度调整单元包括多个第四锁扣件176，藉此该冲头本体110可通过该第一圆弧面172及第二圆弧面174的相对滑动，以进行一角度的调整，然后采用该第四锁扣件176将该冲头本体110固锁在该底座142上。若将该冲头位置调整单元与冲头角度调整单元相结合，便可同时作冲头位置与角度的调整，如图8所示。

再参考图2、4及5，该转接单元180包括接头182、第二锁扣件184及密封用管186。该接头182是连接于该高压管166，且该高压管166是连接于一高压液体源(图中未示)，诸如高压水源。该第二锁扣件184提供紧锁力将该接头182及该密封用管186固定于该冲头本体110，以密封该转接单元180与该冲头本体110的连接，并设有一泄漏检视孔188，用以查看有无漏水。该密封用管186具有密封倾斜面187接触于该第二水道134的进口136，以金属变形方式来密封约2000至4000大气压的高压液体。该接头182具有第三水道192依序连通于该密封用管186及该第二水道134。该第三水道192具有进口194及出口196，且该第三水道192的进口194与出口196方向是成特定角度，诸如90度，用以方便将该高压管连接于该第三水道192的进口194，如图9所示。

本发明的可微调式管件液压成形冲头机构，具有组装便利、安全无虞、结构简单坚固及模块化等优点。该转接单元是直接固定该冲头机构上，不会有泄漏问题，且提高水道的整体刚性。本发明设计两种位置的调整机构和一种角度的调整机构，使冲头于对正组装时可适当地微调，可降低模具加工和组装上精度的要求，于量产时，也可根据实际模具状况，随时的调整，避免修模的费用。以此设计的位置微调量约2～3mm，角度的微调量为小于5度，已可有效应付量产上的各种状况，且其刚性也远胜于其它结构设计，可应付几十吨的冲头压负荷。本发明具有可更换冲头前端的模块化设计，本发明于试模时，以快速置换方式可随时地修改或更换该冲头前端，以测试各种冲头前端的密封效果，于磨耗损伤时，也可只更换冲头前端，甚至可适用于各种不同的模穴(如椭圆、方形等等)，而无须更换冲头本体，减少开发费用。而量产时，冲头前端和冲头本体则采以一体形设计，可提高刚性、防止泄漏。该冲头本体与冲头前端之间通过水密该螺纹密封方式及密封填料以形成可承受超高压的密封效果。该冲头本体与该转接单元之间是利用金属的接触变形，形成可承受超高压的密封效果，并可随时检查是否已经泄漏，另具有安全用的螺丝，可固定高压管上的钢缆，避免当快速接头脱落时，瞬间快速甩动，伤害到人或设备。

虽然本发明已以前述实施例揭示，然其并非用以限定本发明，任何本发明所属技术领域中的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与修改。因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (17)

1、一种冲头机构，包括：

冲头本体，具有第二水道，其中该第二水道具有进口及出口，且该第二水道的进口与出口方向是成特定角度；

冲头前端，具有第一水道连通该第二水道的出口，并通过水密管螺纹密封方式固定于该冲头本体上；以及

转接单元，固定于该冲头本体上，并包括接头及密封用管，其中该接头具有第三水道，该冲头本体的第二水道依序连通于该密封用管、该第三水道及外部高压管。

2、如权利要求1所述的冲头机构，另包括密封填料，其配置于该冲头本体与冲头前端之间。

3、如权利要求1所述的冲头机构，其中该冲头前端是设有密封用斜面。

4、如权利要求1所述的冲头机构，其中该密封用管具有密封倾斜面接触于该第二水道的进口。

5、如权利要求1所述的冲头机构，另包括第一泄漏检视孔配置于该冲头本体及该冲头前端之间。

6、如权利要求1所述的冲头机构，另包括：

前盖，环绕该冲头本体，并设有多个第一锁扣孔，其中该冲头本体设有多个第二锁扣孔；

底座，设有多个第三锁扣孔；以及

多个第一锁扣件，依序穿过将该第一锁扣孔、该第二锁扣孔及该第三锁扣孔而将该冲头机构固锁于侧缸上。

7、如权利要求6所述的冲头机构，另包括环绕该冲头本体的保护环，其固锁于该前盖及该底座之间，并包括螺孔及螺栓，用以防止该高压管脱落后乱甩。

8、如权利要求1所述的冲头机构，另包括第二泄漏检视孔，其配置于该转接单元与该冲头本体之间。

9、如权利要求1所述的冲头机构，其中该第三水道具有进口及出口，且该第三水道的进口与出口方向是成特定角度。

10、如权利要求9所述的冲头机构，其中该第三水道的进口与出口方向所形成的特定角度是90度。

11、如权利要求1所述的冲头机构，另包括冲头位置调整单元，用以调整该冲头本体的位置。

12、如权利要求11所述的冲头机构，其中该冲头位置调整单元包括该前盖的第一锁扣孔及该冲头本体的第二锁扣孔，且该第一锁扣孔及该第二锁扣孔的尺寸是较大于该第一锁扣件的尺寸。

13、如权利要求12所述的冲头机构，其中冲头本体包括四个第一斜面，该冲头位置调整单元包括四块楔形块及多个第三锁扣件，该四块楔形块分别具有第二斜面接触于该四个第一斜面，并通过该第三锁扣件固定该四个楔形块及该冲头本体。

14、如权利要求1或11所述的冲头机构，另包括冲头角度调整单元，用以调整该冲头本体的角度。

15、如权利要求14所述的冲头机构，其中该冲头本体包括第一圆弧面，该底座包括第二圆弧面紧密接触该第一圆弧面，且该冲头角度调整单元包括多个第四锁扣件，用以将该冲头本体固锁在该底座上。

16、如权利要求1所述的冲头机构，其中该冲头机构是用于管件液压成形设备。

17、如权利要求1所述的冲头机构，其中该冲头机构是用于高压测试设备。

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