CN216027473U - 一种组合式双卡卡压管冲头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种组合式双卡卡压管冲头，包括冲头主体以及设置在冲头主体前端的冲头前部，其中，所述冲头前部包括用于方便进入管坯内的扩口段、用于对管坯进行低压预胀的低压密封段以及用于对管坯进行高压胀型的高压密封段，所述高压密封段与低压密封段之间形成有容纳管坯端部的环形容纳槽，对应于环形容纳槽处形成环绕在低压密封段外的环形体，所述环形体的前端设有成型面，其特征在于，环形体通过可拆式结构与所述冲头主体连接。本实用新型的组合式双卡卡压管冲头设置了组合式结构，不仅能够降低环形容纳槽的加工难度，而且在环形体损坏时能够单独更换，从而极大地提高冲头的使用寿命，降低生产成本。

Description

一种组合式双卡卡压管冲头

技术领域

本实用新型涉及一种内高压成型设备，具体涉及一种组合式双卡卡压管冲头。

背景技术

内高压成型是一种制造空心整体构件的先进制造技术，其原理是把管材作为坯料，以水等液体作为传动介质，把具有高压力的水冲入管材内部，使其对管材内壁产生压力，用冲头密封管材两端，利用轴向进给为管材成型提供补料，使管材外壁完全贴紧模具型腔，从而获得所需形状的零件。双卡卡压管的成型主要采用内高压成型的方式实现，双卡压管包括靠近端部设置的密封管体，密封管体为一段沿径向向外的凸起，所述密封管体距离端部有一段距离；模具的型腔包括用于形成密封管体的环形圆弧腔；冲头包括用于对管坯进行低压预胀的低压密封段以及用于对管坯进行高压胀型的高压密封段，高压密封段与低压密封段之间设有用于容纳管坯端部的容纳槽，冲头在与高压密封段对应处形成环绕在低压密封段外的环形体，环形体的前端设有成型面；在冲头往前推动到位时，成型面成为环形圆弧腔的一部分；双卡卡压管的生产流程如下，对定模和动模进行锁模后，位于定模和动模两侧的动力油缸带动冲头插入管坯的内腔，同时与模具型腔配合，使得管壁产生过盈量，形成一封闭腔体，最后由高压发生装置向封闭腔体内注入高压介质，同时两个冲头做相向运动，使得弧形成型面到达环形圆弧腔的位置，成为环形圆弧腔的一部分，高压介质使得卡压管外壁贴紧模具型腔而成型。上述冲头存在以下问题：

1、在通入高压介质时，管坯的端部抵紧容纳槽的端部，高压介质在挤压管坯向外成型时，巨大的压力作用在环形体，容易造成环形体崩裂，一旦环形体崩裂，整个冲头作废，需要更换新的冲头。

2、容纳槽的宽度与管坯的壁厚相匹配，同时容纳槽的深度又比较深，因此容纳槽的加工难度极大，生产成本高。

3、环形体和冲头其他部位的工作载荷不同，对环形体部分的材质以及加工工艺要求较高，一体式的冲头无法实现差别化的选材和加工。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种组合式双卡卡压管冲头，该冲头能够灵活选用环形体的材质，不仅能够降低容纳槽的加工难度，而且在环形体损坏时能够单独更换，从而极大地提高冲头的使用寿命，降低生产成本。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案是：

一种组合式双卡卡压管冲头，包括冲头主体以及设置在冲头主体前端的冲头前部，其中，所述冲头前部包括用于方便进入管坯内的扩口段、用于对管坯进行低压预胀的低压密封段以及用于对管坯进行高压胀型的高压密封段，所述高压密封段与低压密封段之间形成有容纳管坯端部的环形容纳槽，对应于环形容纳槽处形成环绕在低压密封段外的环形体，所述环形体的前端设有成型面，其特征在于，所述环形体通过可拆式结构与所述冲头主体连接。

上述组合式双卡卡压管冲头的工作原理是：

先将需要成型加工的管坯放置到定模上；接着液压锁模油缸动作，驱动动模向定模的方向运动，完成动模与定模的锁模；下一步，位于模具两侧的动力油缸动作，带动两侧的冲头从管坯的两端插入管坯的内腔，扩口段对管坯进行扩口，压力发生装置往管坯内腔注入中压液体介质，该过程持续到管坯的两端抵接于环形容纳槽的底部，中压液体介质的压力对管坯起到预胀作用，管坯内壁与低压密封段之间产生一定的间隙；动力油缸继续动作，两个冲头继续相向运动，压力发生装置往管坯内注入高压液体介质，冲头往前运动使得成型面到达模具型腔中环形圆弧腔的位置，此时成型面成为环形圆弧腔的一部分，在高压液体介质的压力作用下，管坯的内壁向外形变，抵紧模具型腔的内壁，从而在环形圆弧腔的位置形成环状的密封管体；高压液体介质压迫管坯向外形变过程中，巨大的压力作用在环形体上，由于环形体通过可拆卸式结构连接在冲头主体上，因此即使压力冲击使得环形体崩碎时，可以将环形体拆卸下来，单独更换环形体，从而能够继续使用冲头，提高冲头的使用寿命；由于环形容纳槽是通过将环形体安装在冲头主体上与低压密封段形成的，因此在加工冲头时，不需要经过加工环形容纳槽的工序，不仅能够节省工时，而且极大地提高了冲头生产的便利性，从而大幅度提高生产效率；此外，环形体的工作载荷比较大，由于环形体是分体式结构，因此可以单独选用符合强度要求的材料制造，而冲头的其它部分可以选用普通材料制造，从而降低生产制造成本。

本实用新型的一个优选方案，所述环形体为套筒状结构，所述环形体包括用于安装固定在所述冲头主体上的连接段以及用于密封成型的成型段，所述成型面设置在所述成型段的前端。这样，连接段与冲头主体固定连接，从而实现环形体与冲头主体的连接固定。

本实用新型的一个优选方案，所述冲头主体上设有用于与所述连接段连接的连接头，所述连接头的外径与所述连接段的内径相匹配，所述连接头的外径大于低压密封段的外径，从而形成一个台阶，该台阶的高度为环形容纳槽的宽度。通过设置上述结构的连接头，由于连接头的台阶的高度为环形容纳槽的宽度，因此在环形体的连接段套设在连接头上时，环形体的内壁与低压密封段之间形成一个环形的空间，该空间构成了所述的环形容纳槽。

本实用新型的一个优选方案，所述可拆式结构包括设置在所述连接段上的避空孔、设置在所述连接头上的螺纹孔以及紧定螺钉，所述紧定螺钉与所述螺纹孔匹配。在连接段与连接头连接时，紧定螺钉从避空孔进入，并与连接头上的螺纹孔配合，从而锁紧在连接头上，由于静定螺钉的上端保持在避空孔内，从而使得连接段卡紧在所述连接头上，使得环形体可拆卸连接在冲头主体上。

本实用新型的一个优选方案，所述环形体上设有轴向裂缝，所述轴向裂缝从环形体的前端向后延伸。通过在环形体上设置轴向裂缝，在高压液体介质压迫管坯向外形变过程中，巨大的压力作用在环形体上，由于环形体上设有轴向裂缝，因此环形体能够相对轴向裂缝做微形变，从而能够避免环形体的应力集中，即使受到巨大的压力冲击，依然能够避免高压密封吨的崩裂，提生环形体的使用寿命。

本实用新型的一个优选方案，所述轴向裂缝有多个，所述多个轴向裂缝设置在环形体的前部，所述多个轴向裂缝沿环形体的圆周方向均匀排布。设置多个轴向裂缝，环形体在圆周方向上划分为多个部分，在受到压力冲击时，多个部分之间能够互相发生微形变，从而能够避免应力集中，防止环形体发生崩裂。

本实用新型的一个优选方案，所述环形体上设有通孔，所述通孔的孔径大于轴向裂缝的宽度，所述通孔与所述轴向裂缝的尾端连通。这样，在多个轴向裂缝将环形体的前端划分为多个部分后，每个部分的根部两侧均为圆弧过渡，从而能够有效避免应力集中而造成的破坏。

本实用新型的一个优选方案，沿着冲头前进的方向，所述扩口段的后端与低压密封段的前端连接；所述环形体的外径大于低压密封段的外径，所述扩口段的外径由前往后逐渐变大，所述扩口段的最小直径小于管坯内壁的直径，所述扩口段的最大直径大于管坯内壁的直径。设置上述结构的冲头，在冲头进入管坯时，扩口段最前端的外径最小且小于管坯内壁的直径，从而使得扩口段的前端能够很顺畅地进入管坯，在进入的过程中，扩口段的后端与低压密封段连接且外径大于管坯内壁的直径，从而将管坯进行扩口，并在低压密封段与管坯内壁之间形成一个密封腔体，此时往密封腔体内通入中低压液体介质，对管坯进行预胀；冲头继续推进，此时高压密封段与管坯内壁之间形成一个密封腔体，此时往密封腔体通入高压液体介质，对管坯进行高压胀型，从而实现管坯的成型。

优选地，所述扩口段的表面为一段圆弧过渡面。通过将扩口段设置为圆弧过渡面，这样，在扩口段进入管坯的过程中，扩口段与管坯内径的接触为线接触，从而使得扩口段能够更顺畅地进入管坯。

本实用新型的一个优选方案，所述成型面为弧形的成型面，所述成型面与环形体的外表面之间采用非尖角过渡。这样，在高压介质使得管坯向环形圆弧腔内形变时，成型面受到巨大的压力，成型面与环形体采用非尖角过渡，非尖角过渡避免了应力集中，即使受到巨大的压力冲击，依然能够避免成型面的崩裂，进一步提高冲头的使用寿命。

优选地，所述成型面为弧形的成型面，所述成型面与环形体的外表面之间采用平面连接的方式过渡，该平面与冲头的轴线垂直。成型面与环形体的外表面之间采用平面的过渡方式，这样，不仅避免了尖角过渡从而避免应力集中，防止成型面在高压冲击下崩裂，提高冲头的使用寿命，而且平面的结构更好加工，提高了加工效率。

本实用新型的一个优选方案，所述冲头主体的尾部设有用于连接固定冲头的连接结构，所述连接结构包括连接凸环，所述连接凸环的外径大于环形体的外径。设置上述连接机构，通过模具上的卡紧装置将连接凸环卡紧，即可完成对冲头的固定安装。

本实用新型的一个优选方案，所述冲头的内部设有用于通入液体介质的通液孔，所述通液孔沿着冲头的轴线设置，且贯穿整个冲头。设置上述通液孔，通液孔的外端与压力发生装置的出口连接，在压力发生装置启动后，压力介质通过通液孔进入管坯的内壁，对管坯形成压力，从而挤压管坯使其形变。

本实用新型与现有技术相比具有以下的有益效果：

1、本实用新型的组合式双卡卡压管冲头，环形体通过可拆式结构连接在冲头主体上，这样在环形体在受到冲击而崩裂时，能够通过单独更换环形体的方式，延续冲头的使用寿命，节省生产生产。

2、本实用新型的组合式双卡卡压管冲头，环形体通过可拆式结构安装在冲头主体上后，套压密封段与低压密封段之间形成环形容纳槽，因此，环形容纳槽不需要通过专门的工序加工，从而能够极大地提高冲头生产的便利性，生产效率更高。

附图说明

图1为本实用新型的组合式双卡卡压管冲头的主视剖视图。

图2为本实用新型的组合式双卡卡压管冲头的俯视图。

图3为本实用新型的组合式双卡卡压管冲头的立体图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

参见图1-图3，一种组合式双卡卡压管冲头，包括冲头主体6以及设置在冲头主体前端的冲头前部，其中，所述冲头前部包括用于方便进入管坯内的扩口段1、用于对管坯进行低压预胀的低压密封段2以及用于对管坯进行高压胀型的高压密封段12，所述高压密封段12与低压密封段2之间形成有容纳管坯端部的环形容纳槽5，对应于环形容纳槽5处形成环绕在低压密封段2外的环形体3，所述环形体3的前端设有成型面4，其特征在于，所述环形体3通过可拆式结构与所述冲头主体6连接。

参见图1-图3，所述环形体3为套筒状结构，所述环形体3包括用于安装固定在所述冲头主体6上的连接段以及用于密封成型的成型段，所述成型面4设置在所述成型段的前端。这样，连接段与冲头主体6固定连接，从而实现环形体3与冲头主体6的连接固定。

参见图1-图3，所述冲头主体6上设有用于与所述连接段连接的连接头6-1，所述连接头6-1的外径与所述连接段的内径相匹配，所述连接头6-1的外径大于低压密封段2的外径，从而形成一个台阶，该台阶的高度为环形容纳槽5的宽度。通过设置上述结构的连接头6-1，由于连接头6-1的台阶的高度为环形容纳槽5的宽度，因此在环形体3的连接段套设在连接头6-1上时，环形体3的内壁与低压密封段2之间形成一个环形的空间，该空间构成了所述的环形容纳槽5。

参见图1-图3，所述可拆式结构包括设置在所述连接段上的避空孔、设置在所述连接头6-1上的螺纹孔以及紧定螺钉7；在连接段与连接头6-1连接时，紧定螺钉7从避空孔进入，并与连接头6-1上的螺纹孔配合，从而锁紧在连接头6-1上，由于静定螺钉的上端保持在避空孔内，从而使得连接段卡紧在所述连接头6-1上，使得环形体3可拆卸连接在冲头主体6上。

参见图1-图3，所述环形体3上设有轴向裂缝8，所述轴向裂缝8从环形体3的前端向后延伸。通过在环形体3上设置轴向裂缝8，在高压液体介质压迫管坯向外形变过程中，巨大的压力作用在环形体3上，由于环形体3上设有轴向裂缝8，因此环形体3能够相对轴向裂缝8做微形变，从而能够避免环形体3的应力集中，即使受到巨大的压力冲击，依然能够避免高压密封吨的崩裂，提高环形体3的使用寿命。

参见图1-图3，所述轴向裂缝8有多个，所述多个轴向裂缝8设置在环形体3的前部，所述多个轴向裂缝8沿环形体3的圆周方向均匀排布。设置多个轴向裂缝8，环形体3在圆周方向上划分为多个部分，在受到压力冲击时，多个部分之间能够互相发生微形变，从而能够避免应力集中，防止环形体3发生崩裂。

参见图1-图3，所述环形体3上设有通孔9，所述通孔9的孔径大于轴向裂缝8的宽度，所述通孔9与所述轴向裂缝8的尾端连通。这样，在多个轴向裂缝8将环形体3的前端划分为多个部分后，每个部分的根部两侧均为圆弧过渡，从而能够有效避免应力集中而造成的破坏。

参见图1-图3，沿着冲头前进的方向，所述扩口段1的后端与低压密封段2的前端连接；所述环形体3的外径大于低压密封段2的外径，所述扩口段1的外径由前往后逐渐变大，所述扩口段1的最小直径小于管坯内壁的直径，所述扩口段1的最大直径大于管坯内壁的直径。设置上述结构的冲头，在冲头进入管坯时，扩口段1最前端的外径最小且小于管坯内壁的直径，从而使得扩口段1的前端能够很顺畅地进入管坯，在进入的过程中，扩口段1的后端与低压密封段2连接且外径大于管坯内壁的直径，从而将管坯进行扩口，并在低压密封段2与管坯内壁之间形成一个密封腔体，此时往密封腔体内通入中低压液体介质，对管坯进行预胀；冲头继续推进，此时高压密封段12与管坯内壁之间形成一个密封腔体，此时往密封腔体通入高压液体介质，对管坯进行高压胀型，从而实现管坯的成型。

参见图1-图3，所述扩口段1的表面为一段圆弧过渡面。通过将扩口段1设置为圆弧过渡面，这样，在扩口段1进入管坯的过程中，扩口段1与管坯内径的接触为线接触，从而使得扩口段1能够更顺畅地进入管坯。

参见图1-图3，所述成型面4为弧形的成型面，所述成型面4与环形体3之间采用非尖角过渡。这样，在高压介质使得管坯向环形圆弧腔内形变时，成型面4受到巨大的压力，成型面4与环形体3采用非尖角过渡，非尖角过渡避免了应力集中，即使受到巨大的压力冲击，依然能够避免成型面4的崩裂，进一步提高冲头的使用寿命。

参见图1-图3，所述成型面4为弧形的成型面，所述成型面4与环形体3之间采用平面连接的方式过渡，该平面与冲头的轴线垂直。成型面4与环形体3之间采用平面的过渡方式，这样，不仅避免了尖角过渡从而避免应力集中，防止成型面4在高压冲击下崩裂，提高冲头的使用寿命，而且平面的结构更好加工，提高了加工效率。

参见图1-图3，所述冲头主体6的尾部设有用于连接固定冲头的连接结构，所述连接结构包括连接凸环10，所述连接凸环10的外径大于环形体3的外径。设置上述连接机构，通过模具上的卡紧装置将连接凸环10卡紧，即可完成对冲头的固定安装。

参见图1-图3，所述冲头的内部设有用于通入液体介质的通液孔11，所述通液孔11沿着冲头的轴线设置，且贯穿整个冲头。设置上述通液孔11，通液孔11的外端与压力发生装置的出口连接，在压力发生装置启动后，压力介质通过通液孔11进入管坯的内壁，对管坯形成压力，从而挤压管坯使其形变。

参见图1-图3，上述组合式双卡卡压管冲头的工作原理是：

先将需要成型加工的管坯放置到定模上；接着液压锁模油缸动作，驱动动模向定模的方向运动，完成动模与定模的锁模；下一步，位于模具两侧的动力油缸动作，带动两侧的冲头从管坯的两端插入管坯的内腔，扩口段1对管坯进行扩口，压力发生装置往管坯内腔注入中压液体介质，该过程持续到管坯的两端抵接于环形容纳槽5的底部，中压液体介质的压力对管坯起到预胀作用，管坯内壁与低压密封段2之间产生一定的间隙；动力油缸继续动作，两个冲头继续相向运动，压力发生装置往管坯内注入高压液体介质，冲头往前运动使得成型面4到达模具型腔中环形圆弧腔的位置，此时成型面4成为环形圆弧腔的一部分，在高压液体介质的压力作用下，管坯的内壁向外形变，抵紧模具型腔的内壁，从而在环形圆弧腔的位置形成环状的密封管体；高压液体介质压迫管坯向外形变过程中，巨大的压力作用在环形体3上，由于环形体3通过可拆卸式结构连接在冲头主体6上，因此即使压力冲击使得环形体3崩碎时，可以将环形体3拆卸下来，单独更换环形体3，从而能够继续使用冲头，提高冲头的使用寿命；此外，由于环形容纳槽5是通过将环形体3安装在冲头主体6上与低压密封段2形成的，因此在加工冲头时，不需要经过加工环形容纳槽5的工序，不仅能够节省工时，而且极大地提高了冲头生产的便利性，从而大幅度提高生产效率。

上述为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种组合式双卡卡压管冲头，包括冲头主体以及设置在冲头主体前端的冲头前部，其中，所述冲头前部包括用于方便进入管坯内的扩口段、用于对管坯进行低压预胀的低压密封段以及用于对管坯进行高压胀型的高压密封段，所述高压密封段与低压密封段之间形成有容纳管坯端部的环形容纳槽，对应于环形容纳槽处形成环绕在低压密封段外的环形体，所述环形体的前端设有成型面，其特征在于，所述环形体通过可拆式结构与所述冲头主体连接。

2.根据权利要求1所述的一种组合式双卡卡压管冲头，其特征在于，所述环形体为套筒状结构，所述环形体包括用于安装固定在所述冲头主体上的连接段以及用于密封成型的成型段，所述成型面设置在所述成型段的前端。

3.根据权利要求2所述的一种组合式双卡卡压管冲头，其特征在于，所述冲头主体上设有用于与所述连接段连接的连接头，所述连接头的外径与所述连接段的内径相匹配，所述连接头的外径大于低压密封段的外径，从而形成一个台阶，该台阶的高度为环形容纳槽的宽度。

4.根据权利要求3所述的一种组合式双卡卡压管冲头，其特征在于，所述可拆式结构包括设置在所述连接段上的避空孔、设置在所述连接头上的螺纹孔以及紧定螺钉，所述紧定螺钉与所述螺纹孔匹配。

5.根据权利要求1所述的一种组合式双卡卡压管冲头，其特征在于，所述环形体上设有轴向裂缝，所述轴向裂缝从环形体的前端向后延伸。

6.根据权利要求5所述的一种组合式双卡卡压管冲头，其特征在于，所述轴向裂缝有多个，所述多个轴向裂缝设置在环形体的前部，所述多个轴向裂缝沿环形体的圆周方向均匀排布。

7.根据权利要求1所述的一种组合式双卡卡压管冲头，其特征在于，所述成型面为弧形的成型面，所述成型面与环形体的外表面之间采用非尖角过渡。

8.根据权利要求1所述的一种组合式双卡卡压管冲头，其特征在于，所述成型面为弧形的成型面，所述成型面与环形体的外表面之间采用平面连接的方式过渡，该平面与冲头的轴线垂直。

9.根据权利要求1所述的一种组合式双卡卡压管冲头，其特征在于，所述冲头主体的尾部设有用于连接固定冲头的连接结构，所述连接结构包括连接凸环，所述连接凸环的外径大于环形体的外径。

10.根据权利要求1所述的一种组合式双卡卡压管冲头，其特征在于，所述冲头的内部设有用于通入液体介质的通液孔，所述通液孔沿着冲头的轴线设置，且贯穿整个冲头。

Images