CN211247904U - 一种管材轴向超声振动液压胀形结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种管材轴向超声振动液压胀形结构，包括上下平行设置的上模座和下模座，上模座与下模座之间设有第一导柱和第二导柱，上模座上设有分别与第一导柱和第二导柱套装的第一导套和第二导套，上模座设有穿过上模座的变幅杆，变幅杆的上端端头设有换能器，下端端头设有轴压头，下模座的上表面由下往上依次设有充液底座、定距圈和定位圈。这种装置结构简单，拆装方便、易操作，管材成形效率高，所需的轴压力和液压力低，还可调节管材的胀形的长度以及实现异形截面管件胀形。

Description

一种管材轴向超声振动液压胀形结构

技术领域

本实用新型涉及超声振动辅助管材液压成形设备，具体是一种管材轴向超声振动液压胀形结构。

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。目前，常见的管材轴压胀形结构主要有两种，一种是“外控充液增压式”，如中国专利ZL00208694.8公开了一种内高压成形机，专用的外部供液系统为管材提供液压力，同时配置一台压力机为管材施加轴压力，并通过合理匹配液压力和压力机压头的轴向位移实现管材轴压胀形，该装置的轴压作用，促进了管材胀形区的补料，提高了管材的成形性能，但是采用两套独立的系统来控制管材的成形过程，结构复杂，操作不便，成本极高，而且需要很快的补液速度，增加了褶皱的风险。另外一种是“内补液增压式”，如中国专利ZL200820104296.1公开了一种管材液压胀形装置，在不需要外部供液系统的前提下通过增压活塞挤压增压刚体中的液体为管材提供成形所需的液压力，同时增压活塞推动设在增压缸下体的空心压头为管材提供轴向力，液压力与轴压力的共同作用实现了管材的轴压胀形，该装置结构简单、补液速度快，不需要外部液压供给系统，操作方便、制造成本低，但是在成形过程中，由于管材两端与模具之间摩擦力的存在，使得成形管件材胀形区两端在轴向上存在差别。为了改变管材成形时的摩擦状态，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，成形过程中，发现高频的超声振动使模具与管材存在一个高频的接触-分离状态，改变了成形的摩擦状态，成形截面的角半径减小7.7%，提高了管材的角填充性，但是成形过程中需要压力设备和昂贵的传动系统和供液系统，成本较高，而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，另外，超声振动通过模具间接作用于管材，振动能量不能最大限度的作用到管材。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术中的不足，提出一种管材轴向超声振动液压胀形结构。这种装置结构简单，拆装方便、易操作，管材成形效率高，所需的轴压力和液压力低，还可调节管材的胀形长度以及实现异形截面胀形。

实现本实用新型目的的技术方案是：

一种管材轴向超声振动液压胀形结构，包括上下平行设置的上模座和下模座，上模座与下模座之间设有第一导柱和第二导柱，上模座上设有分别与第一导柱和第二导柱套装的第一导套和第二导套，上模座设有穿过上模座的变幅杆，变幅杆的上端端头设有换能器，下端端头设有轴压头，下模座的上表面由下往上依次设有充液底座、定距圈和定位圈，定位圈的轴心位于轴压头下端端头的正下方，定位圈轴向设有定位孔，定距圈轴向设有定距孔，定距圈下端部径向设有穿孔，定距孔与穿孔连通，定距孔与定位孔相通，充液底座径向设有螺纹盲孔，轴向设有呈阶梯状的充液孔，螺纹盲孔与充液孔连通，充液孔与定距孔相通，充液孔内设有充液头，充液头外壁设有环形密封槽，充液头上端端头的直径往充液头密封槽方向依次减小，充液头下端侧面设有第一缺口，第一缺口的顶部呈弧形，充液头的密封槽内设有O形密封圈，充液头轴向设有通孔，通孔的轴心线与充液孔的轴心线重合。

所述上模座上设有套住变幅杆和换能器的压套，压套与变幅杆和换能器无接触，压套上端头部设有第二缺口，第二缺口的底部呈弧形，第二缺口用于穿过换能器的信号线，避免换能器的信号线被压住。

所述第一缺口延伸至通孔，便于使用工具通过通孔勾住第一缺口取出充液头。

所述定位圈呈阶梯状，定位圈下端部伸入定距圈的定距孔内并与定距圈穿孔的上边平齐，且定位圈下端部与定距圈定距孔间隙配合。

所述充液底座呈阶梯状，充液底座上端部伸入定距圈的定距孔内并与定距圈穿孔的下边平齐，充液底座上端部与定距圈定距孔间隙配合。

所述上模座沿着第一导柱和第二导柱滑动。

所述换能器的型号为FSU2010GI-20K-2000W。

这种装置结构简单，拆装方便，易操作，超声振动直接作用于管材，振动能量损失少、利用率高，所需的轴压力和液压力低，还可调节管材的胀形长度以及实现异形截面构件胀形。

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为实施例中定位圈的剖视图；

图4为实施例中定距圈的剖视图；

图5为实施例中充液底座的剖视图；

图6为实施例中充液头的示意图；

图7为图6中c-c处剖视图。

图中，1.上模座 2.下模座 21.压块 3.第一导柱 31.第二导柱 4.第一导套 41.第二导套 5.变幅杆 6.换能器 7.轴压头 8.充液底座 81.螺纹盲孔 82.充液孔 83.充液头831.密封槽 832.第一缺口 833.O形密封圈 834.通孔9.定距圈 91.定距孔 92.穿孔10.定位圈 101.定位孔 11.压套 111.第二缺口。

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、图2，一种管材轴向超声振动液压胀形结构，包括上下平行设置的上模座1和下模座2，上模座1与下模座2之间设有第一导柱3和第二导柱31，上模座1上设有分别与第一导柱3和第二导柱31套装的第一导套4和第二导套41，上模座1设有穿过上模座2的变幅杆5，变幅杆5的上端端头设有换能器6，下端端头设有轴压头7，换能器6配备连接超声波发生器，下模座2的上表面由下往上依次设有充液底座8、定距圈9和定位圈10，定位圈10的轴心位于轴压头7下端端头的正下方，如图3所示，定位圈10轴向设有定位孔101，如图4所示，定距圈9轴向设有定距孔91，定距圈9下端部径向设有穿孔92，定距孔91与穿孔92相通，定距孔91与定位孔101连通，如图5所示，充液底座8径向设有螺纹盲孔81，轴向设有呈阶梯状的充液孔82，螺纹盲孔81与充液孔82连通，充液孔82与定距孔91相通，充液孔82内设有充液头83，如图6、图7所示，充液头83外壁设有环形密封槽831，充液头83上端端头的直径往充液头密封槽831方向依次减小，充液头81下端侧面设有第一缺口832，第一缺口832的顶部呈弧形，充液头密封槽831内设有O形密封圈833，充液头83轴向设有通孔834，通孔834的轴心线与充液孔82的轴心线重合。

所述上模座1上设有套住变幅杆5和换能器6的压套11，压套11与变幅杆5和换能器6无接触，压套11上端头部设有第二缺口111，第二缺口111的底部呈弧形，第二缺口111用于穿过换能器6的信号线，避免换能器6的信号线被压住。

所述充液头83的第一缺口832延伸至充液头83的通孔834，便于使用工具通过通孔834勾住第一缺口832取出充液头83。

所述定位圈10呈阶梯状，定位圈10下端部伸入定距圈9的定距孔91内并与定距圈穿孔92的上边平齐，且定位圈10下端部与定距圈定距孔91间隙配合。

所述充液底座8呈阶梯状，充液底座8上端部伸入定距圈9的定距孔91内并与定距圈穿孔92的下边平齐，充液底座8上端部与定距圈定距孔91间隙配合。

所述上模座1沿着第一导柱3和第二导柱31滑动。

本例换能器6的型号为FSU2010GI-20K-2000W。

本例超声波发生器的型号为HC-CS2000C-QC。

胀形结构工作前，换能器6的信号线从压套11的第二缺口111引出接至超声波发生器，将整个胀形结构放置到压力机上，然后管坯插入到定位圈10的定位孔101中，并经过定距圈9的定距孔91，最后插入到充液底座8的充液孔82中，并将充液头83套住，在充液底座8的螺纹盲孔81上安装手动液压泵，打开压力机的电源使得压力机工作，同时开启超声波发生器，超声发生器控制换能器6，使轴压头7产生高频的超声振动，然后压力机的压头向下挤压压套11，使上模座1沿着第一导柱3和第二导柱31向下滑动，从而带动振动的轴压头7下行，直至轴压头7的下端端头与管坯接触，压力机继续施加压力，使得管坯的两端分别沿着轴压头7和充液头83发生变形而形成密封，此时摇动手动液压泵，使液体经充液头83的通孔834流入管坯内，装配在充液头密封槽831内的O形密封圈833在液压力和充液孔82内壁的挤压下也形成了密封，然后振动的轴压头7以一个与内部液压力合理匹配的轴向进给速度继续共同作用于管坯，最后，管坯在内部液体压力、压力机施加的轴压力和超声振动的共同作用下实现了管坯的超声振动轴压胀形。

通过调整定位圈10插入定距圈9的长度或更换相应长度的定距圈9，可实现管坯胀形区长度不同的胀形。

在定距圈9的穿孔92放置相应形状的模具，可实现管坯的异形截面构件的胀形。

管坯胀形完成后，使压力机的压头回到初始位置，并关闭压力机和超声波发生器，人工将上模座1沿着第一导柱3和第二导柱31上滑，直至轴压头7脱离定位圈10，然后将完成胀形的管坯从定距圈9内取出即可。

Claims (5)

1.一种管材轴向超声振动液压胀形结构，其特征在于，包括上下平行设置的上模座和下模座，上模座与下模座之间设有第一导柱和第二导柱，上模座上设有分别与第一导柱和第二导柱套装的第一导套和第二导套，上模座设有穿过上模座的变幅杆，变幅杆的上端端头设有换能器，下端端头设有轴压头，下模座的上表面由下往上依次设有充液底座、定距圈和定位圈，定位圈的轴心位于轴压头下端端头的正下方，定位圈轴向设有定位孔，定距圈轴向设有定距孔，定距圈下端部径向设有穿孔，定距孔与穿孔连通，定距孔与定位孔相通，充液底座径向设有螺纹盲孔，轴向设有呈阶梯状的充液孔，螺纹盲孔与充液孔连通，充液孔与定距孔相通，充液孔内设有充液头，充液头外壁设有环形密封槽，充液头上端端头的直径往充液头密封槽方向依次减小，充液头下端侧面设有第一缺口，第一缺口的顶部呈弧形，充液头的密封槽内设有O形密封圈，充液头轴向设有通孔，通孔的轴心线与充液孔的轴心线重合。

2.根据权利要求1所述的管材轴向超声振动液压胀形结构，其特征在于，所述上模座上设有套住变幅杆和换能器的压套，压套与变幅杆和换能器无接触，压套的上端头部设有第二缺口，第二缺口的底部呈弧形。

3.根据权利要求1所述的管材轴向超声振动液压胀形结构，其特征在于，所述第一缺口延伸至通孔。

4.根据权利要求1所述的管材轴向超声振动液压胀形结构，其特征在于，所述定位圈呈阶梯状，定位圈下端部伸入定距圈的定距孔内并与定距圈穿孔的上边平齐，且定位圈下端部与定距圈定距孔间隙配合。

5.根据权利要求1所述的管材轴向超声振动液压胀形结构，其特征在于，所述充液底座呈阶梯状，充液底座上端部伸入定距圈的定距孔内并与定距圈穿孔的下边平齐，充液底座上端部与定距圈定距孔间隙配合。

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