CN210966608U - 一种超声振动辅助管材液压成形的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种超声振动辅助管材液压成形的装置，包括上下平行间隔设置的第一平板和第二平板，第一平板与第二平板之间设有传动底座，第一平板与第二平板之间设有一组支撑柱，第一平板上设有第一导柱，第一导柱底部设有第一定位圈，第一定位圈的空心处设有第一密封柱，第二平板朝上的一面由下到上依次设有充液底座和第二定位圈，第二定位圈的空心处设有第二密封柱，传动底座上设有一组横板，横板朝内的端头设有竖板，横板与传动底座的传动杆连接。这种装置结构简单，拆装方便、易操作，所需合模力和成形力低，管坯成形效率高，成形截面规则性、填充性、贴模性和壁厚均匀性好，还可实现管坯上不同位置的成形。

Description

一种超声振动辅助管材液压成形的装置

技术领域

本实用新型涉及超声振动辅助管材成形设备，具体是一种超声振动辅助管材液压成形的装置。

背景技术

超声振动管材液压成形技术是在管材液压成形技术的基础上，利用超声振动装置的高频振动改善管材液压胀形的成形环境，提高管材成形性能的新技术。当前，在管材液压成形技术中，最典型的工艺有自然胀形、轴压胀形和挤胀成形。但是以上三种工艺对于尺寸较大的异形截面中空构件，由于受成形过程中摩擦力的影响，使得轴向和周向补料困难，降低了成形件壁厚的均匀性，容易出现褶皱、极端减薄、甚至破裂等缺陷，并且所需的成形液压力及合模力较大。对此有学者提出了内部液体压力及外部径向压力共同作用的径压胀形，如中国专利ZL200820113486.X公开了一种管材径压胀形装置，该装置通过内部高压液体和径向挤压的共同作成形了各种截面的中空构件，虽然降低了合模力和成形液压力，提高了管坯的贴模性，但是在成形过程中需要压力设备的配合，合模过程中，由于是单向挤压，在摩擦力的影响下，使得成形截面各个角的填充量不同，增加了成形截面的不规则性，在角与直边的过渡处还容易出现极端减薄的现象，增加了破裂的风险，并且管端采用了螺栓螺母副这样的紧固方式，增加了管件成形前后拆装的复杂程度，效率低。还有学者提出在管材胀形过程中辅以超声振动，以期改善摩擦环境，提高管材的成形性能。如美国学者Bauget开发了一套超声振动管材液压成形装置，将一侧连接有超声振动装置的模具放置在管坯的胀形区，通过自由胀形的工艺来成形异形截面中空件，胀形过程中通过压力机对模具进行固定，采用丝杠传动带动金属密封头和充液头对管材进行密封和充液。成形后发现成形截面的角半径减小7.7%，提高了管材的角填充性，但由于振动和摩擦的作用成形截面并不规则，成形过程中还需要压力设备和昂贵的传动系统和供液系统，并且模具在压力机下固定后，超声振动系统处于悬空状态，振动能量损失严重，不能最大限度的作用到管材上。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术中存在的不足，提供一种超声振动辅助管材液压成形的装置。这种装置结构简单，拆装方便、易操作，管材成形效率高，管材成形截面规则性、填充性、贴模性和壁厚均匀性好，还可实现管材上不同位置的成形。

实现本实用新型目的的技术方案是：

一种超声振动辅助管材液压成形的装置，包括上下平行间隔设置的第一平板和第二平板，第一平板与第二平板之间设有与第一平板平行的传动底座，第一平板与第二平板之间设有一组可活动穿过传动底座且垂直于第一平板的支撑柱，

第一平板上设有穿过第一平板且朝下的第一导柱，第一导柱底部设有空心的第一定位圈，第一导柱与第一定位圈之间设有第一O形密封圈，第一定位圈的空心处设有第一密封柱，第一密封柱设有穿过第一密封柱与第一导柱连接的第一紧固件，

第二平板朝上的一面由下到上依次设有充液底座和空心的第二定位圈，充液底座与第二定位圈之间设有第二O形密封圈，第二定位圈空心处设有第二密封柱，第二密封柱设有穿过第二密封柱与充液底座连接的空心的第二紧固件，冲液底座上设有与第二紧固件垂直的穿孔，穿孔与第二紧固件下端部的开口连通，

所述传动底座为多爪联动的带传动杆的卡盘，传动底座上设有一组横板，横板朝内的端头设有竖板，横板与竖板形成一体的呈L形的支撑板，横板底面与传动底座的传动杆连接，竖板设有垂直穿过竖板的变幅杆，变幅杆朝内的端头设有第一模具，朝外的端头设有换能器，换能器位于横板正上方。

所述横板数量与传动底座的传动杆数量相同，第一模具数量与横板数量相同。

所述第一定位圈的底面与第二定位圈的上端面之间的距离与第一模具的长度适配，避免管坯成形时从第一定位圈的底面与第一模具的上端面和第一模具的底面与第二定位圈的上端面之间的间隙漏出。

所述第一模具可替换为第二模具。

第一定位圈的空心壁与第一密封柱的外壁之间设有第一间隙。

第二定位圈的空心壁与第二密封柱的外壁之间设有第二间隙。

支撑柱外侧面为平面，便于将传动底座用紧固件固定在支撑柱上。

所述传动底座的型号为中空液压卡盘SBS-215、中空气动卡盘 KL400TQ-4、中空电动卡盘KD11250和中空手动卡盘K72320中的一种。

这种装置结构简单，管材成形率高，拆装方便、易操作，管材成形截面规则性、填充性、贴模性和壁厚均匀性好，还可实现管材上不同位置的胀形。

附图说明

图1为实施例的结构示意图；

图2为实施例的剖视图；

图3为实施例中第一导柱的剖面图；

图4为实施例中充液底座的剖面图；

图5为实施例中传动底座与第一模具的结构示意图；

图6为实施例中传动底座与第二模具的结构示意图。

图中，1.第一平板 2.第二平板 3.传动底座 31传动杆 4.支撑柱 6.第一导柱 7.第一定位圈 8.第一O形密封圈 9.第一密封柱 10.第一紧固件 11.冲液底座 111.穿孔12.第二定位圈 13.第二O形密封圈 14.第二密封柱 15.第二紧固件 16.横板 161.竖板17.换能器 18.变幅杆 19.第一模具 20.第二模具。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的内容作进一步的阐述，但不是对本实用新型的限定。

实施例：

参照图1，一种超声振动辅助管材液压成形的装置，包括上下平行间隔设置的第一平板1和第二平板2，第一平板1与第二平板2之间设有与第一平板1平行的传动底座3，第一平板1与第二平板2之间设有一组可活动穿过传动底座3且垂直于第一平板1的支撑柱4，

如图2、图3所示，第一平板1上设有穿过第一平板1且朝下的第一导柱6，第一导柱6底部设有空心的第一定位圈7，第一导柱6与第一定位圈7之间设有第一O形密封圈8，第一定位圈7的空心处设有第一密封柱9，第一密封柱9设有穿过第一密封柱9与第一导柱6连接的第一紧固件10，

如图4所示，第二平板2朝上的一面由下到上依次设有充液底座11和空心的第二定位圈12，充液底座11与第二定位圈12之间设有第二O形密封圈13，第二定位圈12空心处设有第二密封柱14，第二密封柱14设有穿过第二密封柱14与充液底座11连接的空心的第二紧固件15，冲液底座11上设有与第二紧固件15垂直的穿孔111，穿孔111与第二紧固件15下端部的开口连通，

如图5所示，本例传动底座3的型号为四爪中空液压卡盘SBS-215 ，同时配备一个电动试压泵，传动底座3上设有一组横板16，横板16朝内的端头设有竖板161，横板16底面与传动底座3的传动杆31连接，竖板161设有垂直穿过竖板161的变幅杆18，变幅杆18朝内的端头设有第一模具19，朝外的端头设有换能器17，换能器17位于横板16正上方，换能器17同时配备一个超声波发生器。

本例横板16数量为4块，横板16数量与传动底座3的传动杆31数量相同，因此第一模具19数量也为4块。

所述第一定位圈7的底面与第二定位圈13的上端面之间的距离与第一模具19的长度适配，避免管坯成形时从第一定位圈7的底面与第一模具19的上端面和第一模具19的底面与第二定位圈13的上端面之间的间隙漏出。

如图6所示，所述第一模具19可替换为第二模具20。

所述第一模具19位于传动底座3的中部，第一模具19组合形成胀形管胚的整体模具。

第一定位圈7的空心壁与第一密封柱9的外壁之间设有第一间隙。

第二定位圈12的空心壁与第二密封柱14的外壁之间设有第二间隙。

本例换能器17的型号为 FS-DZ18001GL。

本例超声波发生器型号为HC-CS2000C-QC。

装置工作时，先将管坯一端插入第一定位圈7与第一密封柱9之间的第一间隙处，再将连接好第一密封柱9的第一定位圈7穿过第一平板1，并在第一平板1上扣合，管坯的另一端插入第二定位圈12与第二密封柱14之间的第二间隙，直至第一导柱6的朝外一面与第一平板1的朝外一面在同一水平面，并用压力设备或重物压在第一导柱6的朝外一面上，即可将管材两端密封，同时还可防止整个装置的振动，充液底座11上的穿孔111的一端端头外接手动液压泵和溢流阀，另一端端头外接液压表，使用手动液压泵将液体通过与穿孔111连通的第二紧固件15接口输入到管坯内腔，高压液体挤压第一O形密封圈8和第二O形密封圈13并使第一O形密封圈8和第二O形密封圈13发生变形而将整个管腔密封，为管坯成形提供所需要的液压力，同时开启超声波发生器，使用超声波发生器控制换能器17，换能器17将超声频电振荡信号转换为超声频的机械振动，并通过变幅杆18带动第一模具19开始振动，传动杆31通过电动试压泵所提供的压力带动第一模具19径向移动，直至第一模具19合模，放置在合模后第一模具19轴心的管坯在超声振动、液压力和径向压力共同作用下逐步成形，若管坯的其他段位需要成形时，将传动底座3上下调整，同时更换相应长度的第一定位圈7和第二定位圈12，避免管坯成形时从第一定位圈7的底面与第一模具19的上端面和第一模具19的底面与第二定位圈12的上端面之间的间隙漏出，如需要胀形管坯的上段时，将传动底座3上调，更换相应长度的第一定位圈7和更换相应长度的第二定位圈12，使得第一模具19合模，胀形管坯时，第一模具19的上端面与第一定位圈7的底面之间的间隙和第一模具19的下底面与第二定位圈12的上端面之间的间隙不让管坯外漏即可，这样管坯在胀形时，管坯才不会从第一定位圈7的底面与第一模具19的上端面之间的间隙和第一模具19的底面与第二定位圈12的上端面之间的间隙漏出。

当需要将管坯胀形成不同规格的管件时，只需要将第一模具19更换成第二模具20，第二模具20合模，重复上述操作，即可胀形成所需的不同形状的管坯。

通过使用不同模具将管坯胀形成不同规格的管件，可以用于不同规格管材成形时的力学特性、摩擦特性、材料特性、成形极限、变形协调性、成形失效特性等性能的研究。

Claims (4)

1.一种超声振动辅助管材液压成形的装置，其特征在于，包括上下平行间隔设置的第一平板和第二平板，第一平板与第二平板之间设有与第一平板平行的传动底座，第一平板与第二平板之间设有一组可活动穿过传动底座且垂直于第一平板的支撑柱，

第一平板上设有穿过第一平板且朝下的第一导柱，第一导柱底部设有空心的第一定位圈，第一导柱与第一定位圈之间设有第一O形密封圈，第一定位圈的空心处设有第一密封柱，第一密封柱设有穿过第一密封柱与第一导柱连接的第一紧固件，

第二平板朝上的一面由下到上依次设有充液底座和空心的第二定位圈，充液底座与第二定位圈之间设有第二O形密封圈，第二定位圈空心处设有第二密封柱，第二密封柱设有穿过第二密封柱与充液底座连接的空心的第二紧固件，冲液底座上设有与第二紧固件垂直的穿孔，穿孔与第二紧固件下端部的开口连通，

所述传动底座为多爪联动的带传动杆的卡盘，传动底座上设有一组横板，横板朝内的端头设有竖板，横板与竖板形成一体的呈L形的支撑板，横板底面与传动底座的传动杆连接，竖板设有垂直穿过竖板的变幅杆，变幅杆朝内的端头设有第一模具，朝外的端头设有换能器。

2.根据权利要求1所述的超声振动辅助管材液压成形的装置，其特征在于，所述横板数量与传动底座的传动杆数量相同，第一模具数量与横板数量相同。

3.根据权利要求1所述的超声振动辅助管材液压成形的装置，其特征在于，第一定位圈的底面与第二定位圈的上端面之间的距离与第一模具的长度适配。

4.根据权利要求1所述的超声振动辅助管材液压成形的装置，其特征在于，所述第一模具可替换。

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