CN212350039U - 内高压成型推头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种内高压成型推头，其包括：前柱头，为圆柱体，探入待成型管体的管口，并与管口间留有间隙；密封柱，通过缩颈连接在前柱头尾端，并与前柱头间共轴线；缩颈直径小于前柱头的直径，而与管口间形成环空；密封柱为直径大于前柱头且小于管口直径并带有环槽的圆柱，该环槽与环空通过油孔连通；O型密封囊，嵌入所述环槽，该O型密封囊的内腔借由油孔与所述环空连通；压柱，连接在密封柱的尾端，直径等于待成型管体外径，该压柱提供承压端面，以顶持待成型管体管端。基于本实用新型的内高压成型推头密封性能相对较好，且不影响退模。

Description

内高压成型推头

技术领域

本实用新型涉及一种内高压成型推头。

背景技术

内高压成形也叫液压成形或液力成形，是一种利用液体作为成形介质，从而通过控制内压力和材料流动来达到成形中空零件目的的材料成形工艺。

内高压成型主要用于管件（圆管、方管、异型管等）的成型，相应的内高压成型设备包括模具、推压装置和液力装置，通常模具包括上模具和下模具，在分型面处接合后形成模具型腔。加工时，管坯放入下模具的型腔部分，然后下放上模具，而将管坯约束在型腔内。然后位于管坯两端的各一个推头顶住管坯相应端，提供管坯轴向力，该轴向力用于通过相对推动管体以用于液压胀形的补料。

其中的一个或者两个推头具有液压输入管，用于向管坯内加注用于使管坯产生胀形的液体，为了获得均匀的壁厚，才会有上段所说的补料。

于此可知，液力足以使管坯产生变形，表明提供液压胀形的液体非常高的压强，因而，推头不仅用于提供管坯轴向力，还应当保证其与管坯管口间保持比较高的密封级别，该密封的级别应大于等于液体压强所容许的密封级别。如果密封级别不够，会造成成型介质失压，进而导致管坯成型不充分、起皱等缺陷，或者说成品质量不合格。

传统的内高压成型所使用的推头主要依靠推头与管坯的型面配合实现密封，典型地，如中国专利文献CN202387815U，其所提供进给轴与管坯对接的部分具有一段探入到管坯管口的部分，以及一个挡住管口周缘以提供轴向力的轴肩。其中探入到管坯管口的部分与管口内壁配合，以较小的间隙实现密封，尽管该种密封方式的密封界面具有非常大的刚度，但为了实现顶持和退料，所留出的间隙在非常高的液体压强条件下会产生一定量的成型介质流出，而造成失压。

在一些实现中，通过延长探入到管坯管口的部分的长度，提高密封能力，然而该种方式不可避免的会增加进给轴的空行程。

而在一些实现中，在延长探入到管坯管口的部分上加工出螺纹，即形成螺旋密封的方式提高密封能力，但会影响进给轴的强度。同时螺旋密封属于迷宫密封的变形，密封能力相对较低。

而如中国专利文献CN100409966C所使用的推头可见于其附图4，其具有一个冲头前端（相当于推头的端部），该推头前端为锥头，从而可以与管件端部形成的锥面配合，形成具有一定接合压力的密封结构。该种结构由于具有一定的接合压力，因而密封能力相对较好，但由于该种结构需要预先在管坯端管口加工出锥面，一方面该锥面不一定是管件所需要，因此，在加工后需要割掉，造成管材的浪费和工艺上的浪费，另一方面，由于管口锥面会因锥面的径向分力而产生一定的变形，影响脱模。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种密封性能相对较好，且不影响退模的内高压成型推头。

在本实用新型的实施例中，提供了一种内高压成型推头，其包括：

前柱头，为圆柱体，探入待成型管体的管口，并与管口间留有间隙；

密封柱，通过缩颈连接在前柱头尾端，并与前柱头间共轴线；缩颈直径小于前柱头的直径，而与管口间形成环空；密封柱为直径大于前柱头且小于管口直径并带有环槽的圆柱，该环槽与环空通过油孔连通；

O型密封囊，嵌入所述环槽，该O型密封囊的内腔借由油孔与所述环空连通；

压柱，连接在密封柱的尾端，直径等于待成型管体外径，该压柱提供承压端面，以顶持待成型管体管端。

可选地，所述油孔配有两个，两油孔间关于密封柱的轴线对称。

可选地，所述油孔内配有单向阀；

单向阀的阀芯开有连通O型密封囊与环空的阻尼孔，以提供回油阻尼。

可选地，O型密封囊构造为：

提供一横截面为弧形，且弧形两端具有连接部的囊皮；

连接部与环槽的相应侧壁面间封接。

可选地，连接部的外表面与密封柱的外柱面共面。

可选地，前柱头前端具有倒角或倒圆；

所述间隙为0.1~0.3mm，并与前柱头的长度正相关。

可选地，前柱头的长度为1.2~1.4D，D为待成型管体管体内径。

可选地，密封柱前端为锥形部，且与密封柱的夹角为3~7度轴线。

锥形部延伸到环槽前侧大于等于1mm处。

可选地，压柱前端具有倒圆或倒角。

可选地，用于压柱与密封柱连接的结构体为小圆柱或圆柱体；

其中，小圆柱是指直径小于密封柱的连接圆柱体，而在压柱与密封柱间留有空间。

在本实用新型的实施例中，所提供的内高压成型推头具有多个节段，相当于提供了多级密封，其中前柱头部分与待成型管体的管口间形成间隙密封，这是一种传统密封，主要原理是前柱头探入管口，并与管口内壁间保持较小的间隙，能够基于边界摩擦形成密封。这种密封依靠边界摩擦形成，当压力较大时，仍然会有液压油泄漏出来。进而，密封柱提供接触密封，接触密封由位于密封柱上的密封总成形成，密封柱与前柱头间的缩颈会与管口间形成环空，自前述的间隙密封泄漏过来的液压油会自由的进入环空，在充盈一定程度后，会首先通过油孔进入O型密封囊，O型密封囊张开，而与管体内壁接触形成接触密封。随着环空内液压油的进一步充盈，接触密封的密封能力会有所下降。不过泄漏多发生在成型的初级阶段，其后密封能力下降对加工进程影响较小。对于压柱，则通过其端面与管口端面的配合形成第三级密封。整体上三级密封的效果相对较好，且在三级密封均没有锥形界面配合所形成的的密封，不会因此产生例如管口胀形而产生退模困难的问题。

附图说明

图1为一实施例中内高压成型推头工作状态示意图。

图2为一实施例中密封总成配置结构示意图。

图中：1.上模，2.待成型管，3.下模，4.前柱头，5.间隙，6.缩颈，7.环空，8.密封总成，9.密封柱，10.锥形部，11.压柱，12.导液管道，13.推杆，14.油缸，15.O型密封囊，16.环槽，17.阀门。

具体实施方式

一般而言，对于推头，其施加压力从而作用于待成型管2的方向为前向，也是工进方向，推头前向所在侧为前侧；与之相应的，是推头的前端。与前端相对，推头的另一端即为尾端，也可称为后端。

参见说明书附图1，图中上模1和下模3是用来构造型腔的部分，两者之间能够分开，一般是上模1能够向上升起，使用例如压力机提供升降，或者采用内高压成型机中的独立的升降机构进行升降。上模1和下模3如果按照剖分式结构来看，相对而言，各具有半个型腔，对合后形成完整型腔。

上模1升起后，将管坯放置在位于下模3上的型腔内，然后上模1下放到位，在型腔的两端对置内高压成型推头。

从图1的右部可以看出，在本实用新型的实施例中所使用的内高压成型推头是一个多节段结构的推头，探入到待成型管2管口内的部分主要是前柱头4和密封柱9，以及用于连接前柱头4和密封柱9的缩颈6。在一些实施例中，探入到管口内的部分还包括图1中所示的锥形部10。内高压成型推头还具有位于其尾端的压柱11，压柱11提供顶推力，顶推力由图中所示的油缸14施加。

其中，前柱头4提供第一级密封，其本体为圆柱体，该前柱头4探入到待成型管2的管口，与管口共轴线，并且与管口间留有间隙。前柱头4所提供的与管口间的密封传统的一种密封方式，在保证推头顺利地部分地探入到管口的情况下，具备一定的密封能力，其密封原理在前文中已经陈述，主要是利用边界摩擦。

可以理解的是，间隙越小，间隙密封的效果也好，间隙在阻滞的方向上长度越长，间隙密封的效果越好。前柱头4需要具备一定的长度，由此以获得较好的间隙密封。

但在本实用新型的实施例中，允许一定量的泄漏，由此泄漏的液体会流入到图1所示的环空7中，而逐渐的使环空7充盈。从此处也可以看出，单纯的间隙密封要求有更高的密封能力，泄漏量非常少。而在本实用新型的实施例中，则并不要求间隙密封有相对较高的密封能力，从而前柱头4的长度可以稍短，以满足在推压初期，有较多量的液体充盈环空7。

需知，初始阶段的少量泄漏不会导致产品胀形不充分。

间隙密封在本实用新型的实施例中主要起到增加流阻的作用，并且多级密封整体上也构成接触式的迷宫密封，在整体上具备更高的密封能力。

图1中，密封柱9也是一个圆柱体，其通过缩颈6连接在前柱头4的尾端，并与前柱头4间共轴线。其中的缩颈6相当于一个小圆柱，与前柱头4和密封柱9相比具有更小的直径，从而与管口间会留有较大的空间，该空间称为环空7，以用于构建腔室，从而进一步构建通道。

相应地，缩颈6直径小于前柱头4的直径；密封柱9为直径大于前柱头4且小于管口直径并带有环槽16的圆柱，显然，密封柱9的直径也大于缩颈6的直径。

环槽16与环空7间通过油孔连通，当环空7充盈有液体后，密封柱9与管口内壁间间隙较小，阻力更大，液体先向O型密封囊15内充入，从而在初期，能够保持较好的接触密封。

显而易见的是，环槽16主要用来容置O型密封囊15，相应地，环槽16的轴线必然与密封柱9的轴线共线。

进而O型密封囊15采用橡胶囊，其装配方式与一般的O型圈类似，利用O型圈的弹性，套在相应的环槽16内。

相应地，O型密封囊15的内腔借由油孔与所述环空7连通。

对于压柱11，其提供压制管口的推力，其通过推杆13安装在油缸14上，并且连接在密封柱9的尾端。压柱11的直径等于待成型管2的外径，该压柱11提供承压端面，以顶持待成型管2管端。

另外，关于图1中所示的导液油道12，是推头的固有配置，在此不再赘述。

为了保证O型密封囊15快速充盈，所述油孔配有两个，两油孔间关于密封柱11的轴线对称。

如前所述，密封柱9主要提供初期的接触密封，在于初期会产生冲击压力，比后期静压要大一些，O型密封囊15与环空7直连也能够满足正常的使用。

在优选的实施例中，所述油孔内配有单向阀，液体在初期能够较好的使O型密封囊15充盈，即便是密封柱9外侧有液体介入，O型密封囊15仍然能够保持较好的形状，从而具有较好的接触密封效果。

为了便于退模，单向阀的阀芯开有连通O型密封囊15与环空7的阻尼孔，以提供回油阻尼。所谓阻尼孔，可以理解成是孔径非常小的孔，换言之，就是卸油速度相对比较慢，在满足初始密封的情况下，也能够满足退模要求。

在本实用新型的实施例中，阻尼孔的孔径与O型密封囊15充盈状态的容量正相关，一般满足在管坯成型过程中，不产生自压柱11侧的泄漏即可。

在一些实施例中，O型密封囊15可以采用由管体头尾相接形成的具有环形腔体的囊体，然后开侧孔，并配置管路以与环空7连通。

在另一些实施例中，O型密封囊15构造为：

提供一横截面为弧形，且弧形两端具有连接部的囊皮；

连接部与环槽16的相应侧壁面间封接。这种封接一般采用金属胶的粘接，可以确保O型密封囊15构造结构的可靠性。

优选地，连接部的外表面与密封柱9的外柱面共面，相当于连接部直接支撑在管口内壁上，液压力对连接部与环槽16壁面间的连接影响较弱。

相应地，密封柱9与管口间采用间隙配合的方式，这里的间隙配合是指基于公差的术语，换言之，密封柱9与管口内壁间在宏观上是接触的，因此，在O型密封囊15通过囊皮配合环槽16进行构造时，连接部能够支撑在管口内壁上，从而仍然具备良好的构造结构可靠性。

由于配合相对紧密，为了方便将前柱头4探入到管口，前柱头4前端具有倒角或倒圆；

所述间隙为0.1~0.3mm，并与前柱头4的长度正相关。

进一步地，前柱头4的长度为1.2~1.4D，D为待成型管体管2的内径。

由于如前所述，密封柱9与管口的内壁间采用间隙配合，属于较为紧密的配合，为了方便探入，密封柱9前端为锥形部，且与密封柱轴线的夹角A为3~7度。

在优选的实施例中，锥形部延伸到环槽16前侧大于等于1mm处，以确保液体不会自外侧快速进入环槽16，而影响O型密封囊15的正常工作。

如前所述，压柱11的直径与管口外径相等，而推头需要推进，为此，压柱11前端具有倒圆或倒角，以利于推头介入到型腔内。

在一些实施例中，用于压柱11与密封柱9连接的结构体为小圆柱或圆锥体；

其中，小圆柱是指直径小于密封柱的连接圆柱体，而在压柱与密封柱间留有空间。

Claims (10)

1.一种内高压成型推头，其特征在于，包括：

前柱头，为圆柱体，探入待成型管体的管口，并与管口间留有间隙；

密封柱，通过缩颈连接在前柱头尾端，并与前柱头间共轴线；缩颈直径小于前柱头的直径，而与管口间形成环空；密封柱为直径大于前柱头且小于管口直径并带有环槽的圆柱，该环槽与环空通过油孔连通；

O型密封囊，嵌入所述环槽，该O型密封囊的内腔借由油孔与所述环空连通；

压柱，连接在密封柱的尾端，直径等于待成型管体外径，该压柱提供承压端面，以顶持待成型管体管端。

2.根据权利要求1所述的内高压成型推头，其特征在于，所述油孔配有两个，两油孔间关于密封柱的轴线对称。

3.根据权利要求1或2所述的内高压成型推头，其特征在于，所述油孔内配有单向阀；

单向阀的阀芯开有连通O型密封囊与环空的阻尼孔，以提供回油阻尼。

4.根据权利要求1所述的内高压成型推头，其特征在于，O型密封囊构造为：

提供一横截面为弧形，且弧形两端具有连接部的囊皮；

连接部与环槽的相应侧壁面间封接。

5.根据权利要求4所述的内高压成型推头，其特征在于，连接部的外表面与密封柱的外柱面共面。

6.根据权利要求1所述的内高压成型推头，其特征在于，前柱头前端具有倒角或倒圆；

所述间隙为0.1~0.3mm，并与前柱头的长度正相关。

7.根据权利要求6所述的内高压成型推头，其特征在于，前柱头的长度为1.2~1.4D，D为待成型管体管体内径。

8.根据权利要求1所述的内高压成型推头，其特征在于，密封柱前端为锥形部，且与密封柱轴线的夹角为3~7度；

锥形部延伸到环槽前侧大于等于1mm处。

9.根据权利要求1所述的内高压成型推头，其特征在于，压柱前端具有倒圆或倒角。

10.根据权利要求1所述的内高压成型推头，其特征在于，用于压柱与密封柱连接的结构体为小圆柱或圆锥体；

其中，小圆柱是指直径小于密封柱的连接圆柱体，而在压柱与密封柱间留有空间。

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