CN205551185U - 管坯起皱装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种管坯起皱装置。它包括底座、磁吸盘、支撑I、支撑II、滑槽、滚轴、轴承I、轴承II、顶杆,底座一端装有支撑Ⅱ,支撑Ⅱ上装有轴承Ⅱ,底座另一端上面开有滑槽,滑槽内滑动装有支撑Ⅰ,支撑Ⅰ上装有轴承Ⅰ和电机,安装在底座上的磁吸盘位于支撑I与支撑II之间,管坯被轴承Ⅰ和轴承Ⅱ夹持,顶杆前端与轴承I的滚珠内圈固接,顶杆后端连接电机,电机安装在支撑I上,底座后端连接伸缩气缸或油缸,管坯内装有滚珠且滚珠位于磁吸盘上方。优点是设计巧妙,使用方便,解决管坯内高压成形补料位置、补料量和壁厚均匀性的难题,避免出现非预期的锐弯、死皱和应力集中,在模内直接高压胀扩至最终形状,成品率和生产效率明显提高。
Description
技术领域
本实用新型涉及内高压成形领域,特别是金属管坯内高压成形的预成形领域,具体是一种管坯起皱装置。
背景技术
内高压成形技术是装备零部件轻量化的主流技术之一,其原理是利用高压流体,将置于封闭模腔内的空心管坯,胀扩成模腔的形状,以高效、节能、复杂弯曲与变截面优势,迅速成为汽车等行业一体化设计、轻量化制造的新技术。
管坯胀扩产生塑变会导致管壁减薄,为保证成形强度,减薄过程中需要将管坯两端向模腔内推送,补充一部分壁厚损失(又称补料),防止过度减薄造成强度下降或破裂。
通常情况下,越接近管坯端的塑变区域,补料的效果越好;离管坯端越远或拐弯后的区域,补料效果越差,导致管坯壁的厚薄和强度不均,成品率降低。
为此,内高压成形工艺不得不增加预胀工序,即先初胀再成形,初胀时向模内大力推送管端,管坯在模内被挤压,产生随机弯曲、内陷或隆起的皱纹。最终成形时,弯曲或皱纹被展平,就近补充壁厚损失,完成内部补料。这种补料方式仅限于直管胀扩,对拐弯后的成形段补料效果就非常有限。
即便如此,初胀被实践证明是极难操控的,哪怕是预先进行了大量的塑变模拟及应力计算。根本原因在于管坯的材质与批次质量参差不齐,以及挤压变形位置的随机性,同一工艺下仍出现非预期的锐弯、死皱和应力过度集中等情况,造成最终成形时的破损、裂纹和皱褶,严重影响了成品合格率。增加初胀工艺动作,也降低了主设备的生产效率。
发明内容
本发明解决了管坯内高压成形补料位置、补料量和壁厚均匀性的难题,避免出现非预期的锐弯、死皱和应力集中,可以在模内直接高压胀扩至最终形状,成品率和设备生产效率明显提高。
为了达到上述发明目的,本实用新型提出了以下技术方案:
管坯起皱装置,它包括底座、磁吸盘、支撑I、支撑II、滑槽、滚轴、轴承I、轴承II、顶杆,底座一端装有支撑Ⅱ,支撑Ⅱ上装有轴承Ⅱ,底座另一端上面开有滑槽,滑槽内滑动装有支撑Ⅰ,支撑Ⅰ上装有轴承Ⅰ和电机,安装在底座上的磁吸盘位于支撑I与支撑II之间,管坯被轴承Ⅰ和轴承Ⅱ夹持,顶杆前端与轴承I的滚珠内圈固接,顶杆后端连接电机,电机安装在支撑I上,底座后端连接伸缩气缸或油缸,管坯内装有滚珠且滚珠位于磁吸盘上方。
所述的磁吸盘是长方体状,中间开有一个半圆弧形槽,半圆弧形槽两侧分别设计有滚轴。
本实用新型的优点是设计巧妙,使用方便,解决了管坯内高压成形补料位置、补料量和壁厚均匀性的难题,避免出现非预期的锐弯、死皱和应力集中,可以在模内直接高压胀扩至最终形状,成品率和设备生产效率明显提高。
附图说明
图1是本实用新型的示意图。
图2是本实用新型的局部剖视图。
具体实施方式
参照附图1-2,管坯起皱装置,它包括底座1、磁吸盘2、支撑I3、支撑II4、滑槽5、轴承I7、轴承II8、顶杆9,底座1一端装有支撑Ⅱ4,支撑Ⅱ4上装有轴承Ⅱ8,底座1另一端上面开有滑槽5,滑槽5内滑动装有支撑Ⅰ3,支撑Ⅰ3上装有轴承Ⅰ7和电机,安装在底1座上的磁吸盘2位于支撑I3与支撑II4之间,管坯10被轴承Ⅰ7和轴承Ⅱ8夹持,顶杆9前端与轴承I7的滚珠内圈固接,顶杆9后端连接电机,电机安装在支撑I3上,底座1后端连接伸缩气缸或油缸,管坯10内装有滚珠12且滚珠12位于磁吸盘2上方。
所述的磁吸盘2是长方体状,中间开有一个半圆弧形槽21,半圆弧形槽21两侧分别设计有滚轴6。
实施过程如下:
向管坯10内放入滚珠12,管坯10一端插入轴承II8,另一端插入轴承I7完成对管坯10的夹持。
磁吸盘2得电起磁,滚珠12被吸引到磁吸盘2的中间位置并产生磁压力。同时,安装在支撑I3上的电机驱动顶杆9旋转,带动被轴承I7和轴承II8夹持的管坯10旋转。滚珠12对管坯10内壁持续滚动碾压,使管坯10内壁产生一圈径向扩散的压应力。接着,底座1后端的气缸或油缸推动顶杆9,带动轴承I7和支撑I3沿滑槽5移动,对管坯10进行挤压。受挤压力作用,管坯10在压应力的位置渐渐产生周向隆起。管坯10旋转被滚珠12连续碾压,又被顶杆9挤压,隆起的皱纹越来越大,直至达到设计值。轴承其实只需要托住管坯就行的。轴承II的固定的,轴承I是可随支撑I滑动的。放管坯的时候,轴承I要让开一点,对正后再推回,这样既能托住,也可夹住。顶杆之所以要固接在轴承I的内圈,是因为旋转时能带动内圈旋转,放在内圈中的管坯也跟着旋转。由于旋转时,没有侧向的作用,管坯也不会左右窜动的,掉不下来。气缸或油缸的推力、电机转速、磁吸盘2的电流都可以精确调节。本发明增加磁吸盘2的数量,可对管坯10的任意段,完成多处精确起皱。最终模内成形时,规整的皱纹在指定位置被展平,达到精确补料的工艺目标,保证了管坯的成形质量和生产效率。
本发明适用于铜、铝、镍等弱磁感轻金属管坯的内高压预成形,但通过径向压应力实施的原理适用于所有材质的管坯内高压预成形。
本发明为外鼓式起皱,利用径向压应力实施的原理,同样适用于在管壁外施加压应力形成内陷式起皱,也在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.管坯起皱装置,它包括底座、磁吸盘、支撑I、支撑II、滑槽、滚轴、轴承I、轴承II、顶杆,其特征是底座一端装有支撑Ⅱ,支撑Ⅱ上装有轴承Ⅱ,底座另一端上面开有滑槽,滑槽内滑动装有支撑Ⅰ,支撑Ⅰ上装有轴承Ⅰ和电机,安装在底座上的磁吸盘位于支撑I与支撑II之间,管坯被轴承Ⅰ和轴承Ⅱ夹持,顶杆前端与轴承I的滚珠内圈固接,顶杆后端连接电机,电机安装在支撑I上,底座后端连接伸缩气缸或油缸,管坯内装有滚珠且滚珠位于磁吸盘上方。
2.根据权利要求1所述的管坯起皱装置,其特征是所述的磁吸盘是长方体状,中间开有一个半圆弧形槽,半圆弧形槽两侧分别设计有滚轴。
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CN201620378086.6U CN205551185U (zh) | 2016-04-29 | 2016-04-29 | 管坯起皱装置 |
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CN201620378086.6U CN205551185U (zh) | 2016-04-29 | 2016-04-29 | 管坯起皱装置 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN105798102A (zh) * | 2016-04-29 | 2016-07-27 | 苏州大学 | 管坯起皱装置 |
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2016
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