專利名稱：一種厚壁管材內(nèi)高壓成形裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于管材加工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種管材成形裝置，尤其是一種厚壁階梯管材內(nèi)高壓成形裝置。
背景技術(shù)：
內(nèi)高壓成形(Hydroforming)又被稱作液壓成形，是一種以液體為傳壓介質(zhì)，在軸端進(jìn)給的同時(shí)利用可控內(nèi)高壓(工作壓力最高可達(dá)400 600MPa)使金屬坯料變形成為具有復(fù)雜三維形狀零件的現(xiàn)代塑性加工技術(shù)。管材內(nèi)高壓成形是使金屬管材內(nèi)部承受高壓流體，迫使管材向外側(cè)鼓脹變形，以得到所需形狀的加工過程。因而內(nèi)高壓可以方便成形三維曲線異型截面復(fù)雜構(gòu)件，相比其他傳統(tǒng)成形工藝，其成形的零件具有強(qiáng)度高，抗疲勞和抗扭轉(zhuǎn)能力強(qiáng)等特點(diǎn)，如今內(nèi)高壓技術(shù)已廣泛用于汽車和飛機(jī)等機(jī)器零件的制造。由于管材坯料是在內(nèi)部可控液壓和可控軸向進(jìn)給補(bǔ)料的共同作用下成形的，采用傳統(tǒng)內(nèi)高壓工藝，管材在內(nèi)壓的作用下脹大與模具內(nèi)表面接觸，形成高應(yīng)力區(qū)，在軸向進(jìn)給時(shí)管材與模具內(nèi)表面有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，將不可避免地產(chǎn)生較大的摩擦力阻力。進(jìn)給過程中出現(xiàn)的較大高應(yīng)力區(qū)和摩擦力，一方面降低了模具的使用壽命；另一方面使得軸向進(jìn)給困難，使管材容易減薄而破裂。傳統(tǒng)的內(nèi)高壓成形密封采用沖頭端部凸臺(tái)的方式，該凸臺(tái)直徑大于管材內(nèi)徑約零點(diǎn)幾毫米，在成形開始時(shí)左右沖頭插入管材內(nèi)部，凸臺(tái)使管材內(nèi)部金屬發(fā)生變形。該密封方式不但會(huì)影響管材兩端內(nèi)徑的表面質(zhì)量，同時(shí)由于劇烈的塑性變形式密封使沖頭磨損嚴(yán)重。目前主要應(yīng)用于薄壁管的成形，針對(duì)一些管材結(jié)構(gòu)件，如凸輪軸，曲軸和曲拐等工件， 由于其壁厚大，要采用厚壁管(管材外徑/內(nèi)徑> 1. 來成形，而厚壁管成形中內(nèi)壓會(huì)更大，將會(huì)引起管坯進(jìn)給區(qū)的摩擦力大、管坯兩端密封困難、成形件質(zhì)量和精度差等問題。尤其對(duì)于一些管徑比較小的厚壁管件，仍采用傳統(tǒng)內(nèi)高壓裝置成形的話，成形過程中管件較大的軸向反作用力將使兩端細(xì)長的沖頭在壓力作用下容易產(chǎn)生屈曲變形。這些都是內(nèi)高壓成形厚壁管亟需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種厚壁管材內(nèi)高壓成形裝置，該裝置采用動(dòng)模具結(jié)構(gòu)，能夠有效解決目前成形厚壁變徑管材壁厚分布不均勻、成形內(nèi)壓高、管材兩端密封困難和成形精度不高等問題。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來解決的這種厚壁管材內(nèi)高壓成形裝置，包括主體模具以及分設(shè)于主體模具兩端的左進(jìn)給裝置和右進(jìn)給裝置；所述主體模具由上主體模具和下主體模具組成，合模后為兩端敞口的筒狀結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部構(gòu)成型腔，所述主體模具的左端是與型腔相通的左導(dǎo)向孔，右端是與型腔相通的右導(dǎo)向孔；所述左進(jìn)給裝置設(shè)有左沖頭、左附加液壓缸缸體、左附加液壓缸活塞桿、 左動(dòng)模具、左密封圈和左墊圈；左沖頭的內(nèi)部設(shè)有進(jìn)液孔，左沖頭的右端開有左圓臺(tái)體和左臺(tái)肩；所述右進(jìn)給裝置設(shè)有有右沖頭、右附加液壓缸缸體、右附加液壓缸活塞桿、右動(dòng)模具、 右密封圈和右墊圈；所述右沖頭的左端開有右圓臺(tái)體和右臺(tái)肩；所述左動(dòng)模具的右端安裝在左導(dǎo)向孔內(nèi)，所述左動(dòng)模具的內(nèi)圓孔壁與左沖頭外圓柱側(cè)壁間隙配合，右動(dòng)模具的左端安裝在右導(dǎo)向孔內(nèi)，右動(dòng)模具的內(nèi)圓孔壁與右沖頭外圓柱側(cè)壁間隙配合。上述左動(dòng)模具的左端開有左凸臺(tái)，左動(dòng)模具的左端外圓柱側(cè)壁與左附加液壓缸活塞桿螺紋連接，使左凸臺(tái)的左端面與左附加液壓缸活塞桿右端配合孔左端面貼合，右動(dòng)模具的右端開有右凸臺(tái)，右動(dòng)模具的右端外圓柱側(cè)壁與右附加液壓缸活塞桿螺紋連接，使右凸臺(tái)右端面與右附加液壓缸活塞桿左端配合孔右端面貼合，所述左附加液壓缸缸體左端圓孔內(nèi)壁與左沖頭外圓柱側(cè)壁間隙配合，左附加液壓缸活塞桿左端圓孔內(nèi)壁與左沖頭外圓柱側(cè)壁間隙配合，右附加液壓缸缸體右端圓孔內(nèi)壁與右沖頭外圓柱側(cè)壁間隙配合，右附加液壓缸活塞桿右端圓孔內(nèi)壁與右沖頭外圓柱側(cè)壁間隙配合。上述左動(dòng)模具、右動(dòng)模具、左沖頭、右沖頭、左密封圈、右密封圈、左墊圈、右墊圈、 左附加液壓缸缸體、左附加液壓缸活塞桿、右附加液壓缸缸體、右附加液壓缸活塞桿的軸線與主體模具的軸線相重合。上述主體模具由上主體模具和下主體模具組成。上述左沖頭的左圓臺(tái)體和右沖頭的右圓臺(tái)體的錐角均大于20度且小于30度。上述右臺(tái)肩距右動(dòng)模具左端面的距離取決于所需成形管件右端部至相鄰臺(tái)肩尺寸長度，成形結(jié)束后，右臺(tái)肩距右動(dòng)模具左端面的相對(duì)距離等于管件右端部至相鄰臺(tái)肩尺寸長度，左臺(tái)肩距左動(dòng)模具右端面的距離取決于所需成形管件左端部至相鄰臺(tái)肩尺寸長度，成形結(jié)束后，左臺(tái)肩距左動(dòng)模具右端面的相對(duì)距離等于管件左端部至相鄰臺(tái)肩尺寸長度。本發(fā)明還提出另一種厚壁管材內(nèi)高壓成形裝置，其包括主體模具以及分設(shè)于主體模具兩端的一體式左進(jìn)給裝置和一體式右進(jìn)給裝置；所述一體式左進(jìn)給裝置由左動(dòng)模具與左沖頭做成一體結(jié)構(gòu)；所述一體式右進(jìn)給裝置由右動(dòng)模具與右沖頭做成一體式結(jié)構(gòu)。上述左沖頭與左動(dòng)模具的外表面形狀與主體模具的左導(dǎo)向孔的內(nèi)表面形狀相同； 所述右沖頭與右動(dòng)模具的外表面形狀與主體模具右導(dǎo)向孔的內(nèi)表面形狀相同。相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果1)本發(fā)明左動(dòng)模具右端面和右動(dòng)模具左端面作為整體模具輪廓的一部分，可以有利地提高臺(tái)階件的成形精度；2)本發(fā)明通過給定動(dòng)模具導(dǎo)向孔之間的初始間隙，保證在成形高壓下動(dòng)模具的最大徑向變形量(基本認(rèn)為是彈性變形量)不超過各自給定的間隙，從而極大地減小了主體模具的高應(yīng)力區(qū)；3)本發(fā)明的附加液壓缸可以通過動(dòng)模具提供主動(dòng)摩擦力，以及在最后整形階段推動(dòng)管材金屬充填工件小圓角部位，完成小角度曲面的精密成形，因此可有利減少?zèng)_頭所受軸向力，特別對(duì)于管徑較小的厚壁管件成形，可避免軸向沖頭受載后發(fā)生屈曲；4)本發(fā)明能夠有效降低模具制造費(fèi)用，并且內(nèi)孔相同的管材，其成形用沖頭可以通用，減少模具成本；綜上所述，本發(fā)明通過給定動(dòng)模具與主體模具一定的初始間隙，從而減小主體模具受到動(dòng)模具所作用的高接觸壓力區(qū)域，降低導(dǎo)向區(qū)受到的摩擦阻力，有利管件軸向進(jìn)給， 提高成形厚壁管內(nèi)高壓工件的質(zhì)量。同時(shí)，采用的管端自密封結(jié)構(gòu)，可以解決高壓密封問題。


圖1是本發(fā)明的實(shí)施例一結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的實(shí)施例二結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明圖1中局部I區(qū)密封效果示意圖，其中(a)是成形前密封件形狀，(b) 是成形后密封件形狀；圖4是本發(fā)明管件整形階段動(dòng)模具成形小圓角部位示意圖，其中(a)是動(dòng)模具作用前示意圖，(b)是動(dòng)模具作用后示意圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例二中沖頭和動(dòng)模具的一種表面截面形狀為非圓形結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是圖1中左進(jìn)給裝置3的局部放大圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的厚壁管材內(nèi)高壓成形裝置包括主體模具2以及分設(shè)于主體模具2兩端的左進(jìn)給裝置3和右進(jìn)給裝置4，其中主體模具2由上主體模具和下主體模具組成，合模后為兩端敞口的筒狀結(jié)構(gòu)，兩端的敞口形成導(dǎo)向孔，其內(nèi)部構(gòu)成型腔2-5，主體模具2的左端是與型腔2-5相通的左導(dǎo)向孔2-6，右端是與型腔2-5相通的右導(dǎo)向孔2-7。本發(fā)明中左進(jìn)給裝置3和右進(jìn)給裝置4分別主要包括有沖頭和動(dòng)模具，左進(jìn)給裝置3和右進(jìn)給裝置4的動(dòng)模具分別套在沖頭上后分別安裝在主體模具2兩端的左、右導(dǎo)向孔上，其中在左進(jìn)給裝置3 或右進(jìn)給裝置4的沖頭上設(shè)置有通向型腔2-5的進(jìn)液孔，左、右導(dǎo)向孔與動(dòng)模具間給定了一定的初始間隙。而處于主體模具2兩端的沖頭和動(dòng)模具可分別通過液壓缸來驅(qū)動(dòng)。在本發(fā)明中，型腔2-5需要根據(jù)被加工管材的形狀來定，而沖頭伸入型腔2-5內(nèi)的部分還需要設(shè)置密封機(jī)構(gòu)來配合整個(gè)裝置型腔2-5內(nèi)的加壓工作?；谝陨显撗b置的基本結(jié)構(gòu)，本發(fā)明提出兩種實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的較佳實(shí)施例，下面結(jié)合附圖對(duì)該兩種實(shí)施例做進(jìn)一步詳細(xì)描述實(shí)施例一參見圖1和圖6，主體模具2由上主體模具2-1和下主體模具2-2組成，且上主體模具2-1和下主體模具2-2共同組合成型腔2-5，主體模具的左端設(shè)有與型腔2-5相通的左導(dǎo)向孔2-6，右端設(shè)有與型腔2-5相通的右導(dǎo)向孔2-7，主體模具2按傳統(tǒng)方式安裝在立式壓力機(jī)上，左進(jìn)給裝置3設(shè)有左沖頭3-6、左附加液壓缸缸體3-10、左附加液壓缸活塞桿 3-9、左動(dòng)模具3-4、左密封圈3-1、左墊圈3-2，右進(jìn)給裝置4設(shè)有有右沖頭4_5、右附加液壓缸缸體4-9、右附加液壓缸活塞桿4-8、右動(dòng)模具4-3、右密封圈4-1、右墊圈4_2，左動(dòng)模具 3-4、右動(dòng)模具4-3、左沖頭3-6、右沖頭4-5、左密封圈3_1、右密封圈4_1、左墊圈3_2、右墊圈4-2、左附加液壓缸缸體3-10、左附加液壓缸活塞桿3-9、右附加液壓缸缸體4-9、右附加液壓缸活塞桿4-8的軸線與主體模具2的軸線相重合，左沖頭3-6的內(nèi)部設(shè)有進(jìn)液孔3-3， 左沖頭3-6的右端開有左圓臺(tái)體3-7和左臺(tái)肩3-5，右沖頭4-5的左端開有右圓臺(tái)體4_6和右臺(tái)肩4-4，左沖頭3-6安裝在主體模具2左側(cè)的水平壓力機(jī)上，左動(dòng)模具3-4的內(nèi)圓孔壁與左沖頭3-6外圓柱側(cè)壁間隙配合，左動(dòng)模具3-4的右端安裝在左導(dǎo)向孔2-6內(nèi)，右沖頭 4-5安裝在主體模具2右側(cè)的水平壓力機(jī)上，右動(dòng)模具4-3的內(nèi)圓孔壁與右沖頭4-5外圓柱側(cè)壁間隙配合，右動(dòng)模具4-3的左端安裝在右導(dǎo)向孔2-7內(nèi)，左動(dòng)模具3-4的左端開有左凸臺(tái)3-8，左動(dòng)模具3-4的左端外圓柱側(cè)壁與左附加液壓缸活塞桿3-9螺紋連接，使左凸臺(tái) 3-8的左端面與左附加液壓缸活塞桿3-9右端配合孔左端面貼合，右動(dòng)模具4-3的右端開有右凸臺(tái)4-7，右動(dòng)模具4-3的右端外圓柱側(cè)壁與右附加液壓缸活塞桿4-8螺紋連接，使右凸臺(tái)4-7右端面與右附加液壓缸活塞桿4-8左端配合孔右端面貼合，左附加液壓缸缸體3-10 左端圓孔內(nèi)壁與左沖頭3-6外圓柱側(cè)壁間隙配合，左附加液壓缸活塞桿3-9左端圓孔內(nèi)壁與左沖頭3-6外圓柱側(cè)壁間隙配合，右附加液壓缸缸體4-9右端圓孔內(nèi)壁與右沖頭4-5外圓柱側(cè)壁間隙配合，右附加液壓缸活塞桿4-8右端圓孔內(nèi)壁與右沖頭4-8外圓柱側(cè)壁間隙配合，左沖頭3-6的左圓臺(tái)體3-7和右沖頭4-5的右圓臺(tái)體4-6的錐角均大于20度小于30 度，右臺(tái)肩4-4距右動(dòng)模具4-3左端面的距離取決于所需成形管件右端部至相鄰臺(tái)肩尺寸長度，成形結(jié)束后，右臺(tái)肩4-4距右動(dòng)模具4-3左端面的相對(duì)距離等于管件右端部至相鄰臺(tái)肩尺寸長度，左臺(tái)肩3-5距左動(dòng)模具3-4右端面的距離取決于所需成形管件左端部至相鄰臺(tái)肩尺寸長度，成形結(jié)束后，左臺(tái)肩3-5距左動(dòng)模具3-4右端面的相對(duì)距離等于管件左端部至相鄰臺(tái)肩尺寸長度，所成形管件可為管坯外直徑與內(nèi)直徑之比大于1.2的厚壁管，亦可成形薄壁管材。本實(shí)施例的工作過程如下裝置及管坯固定好以后，兩側(cè)沖頭向內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng)時(shí)，控制沖頭的軸向推力、位移和管材內(nèi)部液壓力，密封圈在液壓力的作用下膨脹，直到其外表面與管材內(nèi)表面緊密接觸，同時(shí)內(nèi)壓作用于墊圈表面使密封可靠，實(shí)現(xiàn)一級(jí)密封(密封效果參照?qǐng)D3)，管端在沖頭圓臺(tái)體的作用下發(fā)生端部小塑性變形并與沖頭圓臺(tái)體的外圍表面貼合實(shí)現(xiàn)二級(jí)密封，從而密封更加可靠，在動(dòng)模具的作用下使管材發(fā)生變形并最終貼合到模具型腔的內(nèi)壁上得到成形零件，加工結(jié)束后，內(nèi)壓下降，密封圈恢復(fù)原狀，接著，左右沖頭和左右動(dòng)模具退回，由于工件卡在主體模具型腔中，因此在型腔的作用下管件兩端與其分離，打開主體模具上下模具取件即可。本實(shí)施方式在水平液壓缸實(shí)現(xiàn)管材進(jìn)給的同時(shí)，附加液壓缸推動(dòng)動(dòng)模具，一方面動(dòng)模具作為整體模具的一部分用于成形管件，另一方面在動(dòng)模具軸向運(yùn)動(dòng)過程中可以產(chǎn)生主動(dòng)推力，使其平衡掉管材與動(dòng)模具因相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的摩擦阻力，或者加大附加液壓缸活塞桿推力，提供主動(dòng)摩擦力使管材進(jìn)給容易，從而提高了生產(chǎn)效率，降低了設(shè)備噸位，采用左動(dòng)模具的右端面和右動(dòng)模具的左端面作為管件成形的模具輪廓面，分別借助于左附加液壓缸活塞桿和右附加液壓缸活塞桿的作用提供主動(dòng)摩擦力以利于管材軸向進(jìn)給，以及在最后整形階段推動(dòng)已部分成形的金屬管件，完成其小角度曲面的精密成形(參照?qǐng)D4)，由于動(dòng)模具與主體模具成形前給定的間隙量可以抵消動(dòng)模具受內(nèi)壓作用產(chǎn)生的徑向變形量 (基本認(rèn)為是彈性變形量)，從而成形時(shí)可以避免傳統(tǒng)內(nèi)高壓管材與模具的較大摩擦力和降低模具兩端的高壓區(qū)對(duì)模具的消極影響，提高了模具的使用壽命。該成形中內(nèi)壓和軸向進(jìn)給可近似為線性規(guī)律。另外，左沖頭與左動(dòng)模具的外表面形狀可為圓形，方形等，該形狀與主體模具左導(dǎo)向孔的內(nèi)表面形狀相同，右沖頭與右動(dòng)模具的外表面形狀可為圓形，正六邊形等非圓形形狀，該形狀與主體模具右導(dǎo)向孔的內(nèi)表面形狀相同。
實(shí)施例二 參見圖2，本實(shí)施例也是基于上述本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，其與實(shí)施例一的主要不同點(diǎn)在于左進(jìn)給裝置(如圖2中的5)的左動(dòng)模具(如圖2中的5-3)和左沖頭(如圖2中的
5-5)是做成一體的，右進(jìn)給裝置(如圖2中的6)的右動(dòng)模具(如圖2的6-3)和右沖頭(如圖2的6-6)是做成一體的，左動(dòng)模具(如圖2中的5-3)和左沖頭(如圖2中的5_5)安裝在主體模具2左側(cè)的水平壓力機(jī)上，從而省去了左附加液壓缸，右動(dòng)模具(如圖2中的6-3) 和右沖頭(如圖2中的6-6)安裝在主體模具2右側(cè)的水平壓力機(jī)上，從而省去了右附加液壓缸。裝置及管坯固定好以后，兩側(cè)沖頭向內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng)時(shí)，控制沖頭的軸向推力、位移和管材內(nèi)部液壓力，密封圈在液壓力的作用下膨脹，直到其外表面與管材內(nèi)表面緊密接觸，同時(shí)內(nèi)壓作用于墊圈表面使密封可靠，實(shí)現(xiàn)一級(jí)密封(密封效果參照?qǐng)D3)，管端在沖頭圓臺(tái)體的作用下發(fā)生端部小塑性變形并與沖頭圓臺(tái)體的外圍表面貼合實(shí)現(xiàn)二級(jí)密封，從而密封更加可靠，在動(dòng)模具的作用下使管材發(fā)生變形并最終貼合到模具型腔的內(nèi)壁上得到成形零件， 加工結(jié)束后，內(nèi)壓下降，密封圈恢復(fù)原狀，接著，左右沖頭和左右動(dòng)模具退回，由于工件卡在主體模具型腔中，因此在型腔的作用下管件兩端與其分離，打開主體模具上下模具取件即可。本實(shí)施方式左沖頭(如圖2中的5-5)與左動(dòng)模具(如圖2中的5-3)的外表面形狀可為圓形，方形等，該形狀與主體模具左導(dǎo)向孔2-6的內(nèi)表面形狀相同，右沖頭(如圖2中的
6-6)與右動(dòng)模具(如圖2中的6-3)的外表面形狀可為圓形，正六邊形(參照?qǐng)D5)等非圓形形狀，該形狀與主體模具右導(dǎo)向孔2-7的內(nèi)表面形狀相同，左動(dòng)模具的右端面和右動(dòng)模具的左端面作為管件成形的模具輪廓面，這可以有利地提高臺(tái)階件的成形精度。由于動(dòng)模具與主體模具成形前給定的間隙量可以抵消動(dòng)模具受內(nèi)壓作用產(chǎn)生的徑向變形量(基本認(rèn)為是彈性變形量)，從而成形時(shí)可以避免傳統(tǒng)內(nèi)高壓管材與模具的較大摩擦力和降低模具兩端的高壓區(qū)對(duì)模具的消極影響，提高了模具的使用壽命。該成形中內(nèi)壓和軸向進(jìn)給可近似為線性規(guī)律。綜上所述，本發(fā)明的厚壁管材內(nèi)高壓成形裝置還具備以下優(yōu)勢(shì)(1)由于動(dòng)模具經(jīng)過螺紋連接在附加液壓缸的活塞桿上，成形中動(dòng)模具易磨損，因此左動(dòng)模具和右動(dòng)模具便于更換。(2)軸向進(jìn)給沖頭和動(dòng)模具的運(yùn)動(dòng)可以不同步，成形起始階段管材內(nèi)部壓力較小時(shí)，只有沖頭進(jìn)行進(jìn)給，當(dāng)管材內(nèi)壓較大時(shí)，沖頭和運(yùn)動(dòng)模具可同時(shí)進(jìn)給。(3)當(dāng)內(nèi)壓達(dá)到最大值時(shí)，管件可能由于圓角較小而無法成形，這時(shí)可通過動(dòng)模具的進(jìn)一步推進(jìn)，來實(shí)現(xiàn)此較小圓角部位的成形，從而提高成形件精度，并且降低成形最終的整形內(nèi)壓力。(4)對(duì)于一些凸輪件或者需要主體模具帶型腔的成形件，成形結(jié)束后可借助于主體模具的型腔使取件方便。(5)對(duì)于簡化的厚壁管材內(nèi)高壓成形裝置，動(dòng)模具與沖頭做成一體，可以省去左右附加液壓缸裝置。(6)對(duì)于復(fù)雜形狀工件成形，簡化后的左右沖頭和左右動(dòng)模具的外表面形狀可根據(jù)成形工件的外表面形狀改變，如成形工件截面為正六邊形，則沖頭截面外輪廓截面形狀也為正六邊形。對(duì)于動(dòng)模具外表面和導(dǎo)向孔內(nèi)表面截面形狀為圓形的情況，動(dòng)模具與導(dǎo)向孔間的初始間隙 可通過如下公式近似進(jìn)行計(jì)算
權(quán)利要求
1.一種厚壁管材內(nèi)高壓成形裝置，包括主體模具O)以及分設(shè)于主體模具( 兩端的左進(jìn)給裝置⑶和右進(jìn)給裝置⑷；其特征在于，所述主體模具⑵由上主體模具(2-1)和下主體模具(2- 組成，合模后為兩端敞口的筒狀結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部構(gòu)成型腔0-5)，所述主體模具( 的左端是與型腔(2- 相通的左導(dǎo)向孔0-6)，右端是與型腔(2- 相通的右導(dǎo)向孔 0-7)；所述左進(jìn)給裝置C3)設(shè)有左沖頭(3-6)、左附加液壓缸缸體(3-10)、左附加液壓缸活塞桿(3-9)、左動(dòng)模具(3-4)、左密封圈(3-1)和左墊圈(3-2)；左沖頭(3_6)的內(nèi)部設(shè)有進(jìn)液孔(3-3)，左沖頭(3-6)的右端開有左圓臺(tái)體(3-7)和左臺(tái)肩(3-5)；所述右進(jìn)給裝置(4)設(shè)有右沖頭G-5)、右附加液壓缸缸體G-9)、右附加液壓缸活塞桿G-8)、右動(dòng)模具0-3)、右密封圈(4-1)和右墊圈G-2)；所述右沖頭G-5)的左端開有右圓臺(tái)體(4-6)和右臺(tái)肩G-4)；所述左動(dòng)模具(3-4)的右端安裝在左導(dǎo)向孔0-6)內(nèi)且兩者之間存在初始間隙；所述左動(dòng)模具(3-4)的內(nèi)圓孔壁與左沖頭(3-6)外圓柱側(cè)壁間隙配合；所述右動(dòng)模具G-3)的左端安裝在右導(dǎo)向孔0-7)內(nèi)且兩者之間存在初始間隙，右動(dòng)模具G-3)的內(nèi)圓孔壁與右沖頭(4-5)外圓柱側(cè)壁間隙配合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厚壁管材內(nèi)高壓成形裝置，其特征在于，所述左動(dòng)模具(3-4) 的左端開有左凸臺(tái)(3-8)，左動(dòng)模具(3-4)的左端外圓柱側(cè)壁與左附加液壓缸活塞桿(3-9) 螺紋連接，使左凸臺(tái)(3-8)的左端面與左附加液壓缸活塞桿(3-9)右端配合孔左端面貼合， 右動(dòng)模具(4- 的右端開有右凸臺(tái)G-7)，右動(dòng)模具(4- 的右端外圓柱側(cè)壁與右附加液壓缸活塞桿(4-8)螺紋連接，使右凸臺(tái)(4-7)右端面與右附加液壓缸活塞桿(4-8)左端配合孔右端面貼合，所述左附加液壓缸缸體(3-10)左端圓孔內(nèi)壁與左沖頭(3-6)外圓柱側(cè)壁間隙配合，左附加液壓缸活塞桿(3-9)左端圓孔內(nèi)壁與左沖頭(3-6)外圓柱側(cè)壁間隙配合，右附加液壓缸缸體(4-9)右端圓孔內(nèi)壁與右沖頭(4- 外圓柱側(cè)壁間隙配合，右附加液壓缸活塞桿(4-8)右端圓孔內(nèi)壁與右沖頭(4-8)外圓柱側(cè)壁間隙配合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厚壁管材內(nèi)高壓成形裝置，其特征在于，所述左動(dòng)模具 (3-4)、右動(dòng)模具(4- 、左沖頭(3-6)、右沖頭(4- 、左密封圈(3-1)、右密封圈(4_1)、左墊圈(3-2)、右墊圈0-2)、左附加液壓缸缸體(3-10)、左附加液壓缸活塞桿(3-9)、右附加液壓缸缸體G-9)、右附加液壓缸活塞桿G-8)的軸線與主體模具2的軸線相重合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厚壁管材內(nèi)高壓成形裝置，其特征在于，左密封圈(3-1)和右密封圈G-i)為環(huán)形，環(huán)形內(nèi)孔截面呈內(nèi)凹弧形狀，內(nèi)壓作用下，弧平面平直。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的厚壁管材內(nèi)高壓成形裝置，其特征在于，所述左密封圈 (3-1)和右密封圈的材料均為聚氨酯橡膠或丁腈橡膠；所述左墊圈(3-2)和右墊圈 (4-2)的材料為鋼材。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厚壁管材內(nèi)高壓成形裝置，其特征在于，所述左沖頭(3-6)的左圓臺(tái)體(3-7)和右沖頭G-5)的右圓臺(tái)體G-6)的錐角均大于20度且小于30度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厚壁管材內(nèi)高壓成形裝置，其特征在于，成形結(jié)束后，右臺(tái)肩 (4-4)距右動(dòng)模具(4-3)左端面的相對(duì)距離等于管件右端部至相鄰臺(tái)肩尺寸長度，成形結(jié)束后，左臺(tái)肩(3- 距左動(dòng)模具(3-4)右端面的相對(duì)距離等于管件左端部至相鄰臺(tái)肩尺寸長度。
8.—種厚壁管材內(nèi)高壓成形裝置，其特征在于包括主體模具O)以及分設(shè)于主體模具(2)兩端的一體式左進(jìn)給裝置( 和一體式右進(jìn)給裝置(6)；所述一體式左進(jìn)給裝置(5) 由左動(dòng)模具與左沖頭做成一體結(jié)構(gòu)；所述一體式右進(jìn)給裝置(6)由右動(dòng)模具與右沖頭做成一體式結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的厚壁管材內(nèi)高壓成形裝置，其特征在于所述左沖頭(3-6) 與左動(dòng)模具(3-4)的外表面形狀與主體模具O)的左導(dǎo)向孔0-6)的內(nèi)表面形狀相同；所述右沖頭(4-5)與右動(dòng)模具(4-3)的外表面形狀與主體模具(2)右導(dǎo)向孔0-7)的內(nèi)表面形狀相同。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種厚壁管材內(nèi)高壓成形裝置，包括主體模具以及分設(shè)于主體模具兩端的左進(jìn)給裝置和右進(jìn)給裝置；主體模具由上主體模具和下主體模具組成，合模后為兩端敞口的筒狀結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部構(gòu)成型腔，主體模具的左端是與型腔相通的左導(dǎo)向孔，右端是與型腔相通的右導(dǎo)向孔；左動(dòng)模具的右端安裝在左導(dǎo)向孔內(nèi)，所述左沖頭的外圓柱側(cè)壁與左動(dòng)模具間隙配合，右動(dòng)模具的左端安裝在右導(dǎo)向孔內(nèi)，右沖頭的外圓側(cè)壁與右動(dòng)模具間隙配合。本發(fā)明通過給定動(dòng)模具與主體模具一定的初始間隙，從而減小主體模具受到動(dòng)模具所作用的高接觸壓力區(qū)域，降低導(dǎo)向區(qū)受到的摩擦阻力，有利管件軸向進(jìn)給，提高成形厚壁管內(nèi)高壓工件的質(zhì)量。同時(shí)，采用的管端自密封結(jié)構(gòu)，可以解決高壓密封問題。
文檔編號(hào)B21D26/047GK102179439SQ20111000265
公開日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月7日
發(fā)明者吳春冬, 張琦, 趙升噸, 陳余秋 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)