一种卡压管成型装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种内高压成型设备，具体涉及一种卡压管成型装置。


背景技术：

2.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。卡压管的成型主要采用内高压成型的方式实现，卡压管包括设置在端部的密封管体，密封管体为一段沿径向向外的凸起，模具的型腔包括用于形成密封管体的环形圆弧腔；现有的冲头包括用于对管坯进行低压预胀的低压密封段、用于对管坯进行高压胀型的高压密封段以及与高压密封段连接的环形体，环形体的前端设有弧形的成型面；在冲头往前推动到位时，成型面成为环形圆弧腔的一部分；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，使得弧形的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。但是上述冲头存在以下问题：管坯在形变时，不断地受到环形圆弧腔的限制，导致管坯的形变不平顺，存在凹凸不平的问题，为了使得管坯能够完美地贴紧环形圆弧腔，需要注入更高压力的介质，对高压发生装置的要求高。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种卡压管成型装置，该成型装置能够使得管坯在形变过程中更加平顺自然，形状精度高，并且该成型装置的结构更加简单。
4.本实用新型解决上述技术问题的技术方案是：
5.一种卡压管成型装置，包括模具以及设置在模具两侧的冲头，所述模具上设有与卡压管外表相匹配的型腔，所述型腔包括用于形成卡压管的密封管体的成型部；所述冲头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、用于对管坯进行高压胀型的高压密封段以及与高压密封端连接的环形体；所述高压密封段包括成型面，所述成型面位于环形体的前端，其特征在于，所述成型面与成型部形成一个截面为矩形的成型腔。
6.上述卡压管成型装置的工作原理是：
7.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体，中压液体介质的压力对管坯
起到预胀作用，管坯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，冲头往前运动使得高压密封段的根部抵紧管坯的端部，此时成型面与成型部构成一个矩形的成型腔，成型腔靠近管坯的两个底角抵紧管坯，在高压液体介质的压力作用下，位于两个底角之间的管坯向成型腔的位置发生形变，由于形变过程中成型腔与管坯仅是线接触，没有过多的约束，因此管坯能够自然向外弯曲成型，形状精度更高；在继续通入高压液体介质后，管坯持续往外变形，在抵触到成型腔的顶部时，表示向外形变达到最大，从而完成了密封管体的成型；在整个的形变过程中，从截面图来看，矩形的成型腔对管坯只有三个约束点，分别是成型腔的两个底角以及成型腔顶部中点，由此可见，成型腔对管坯没有过多的约束，使得密封管体能够更加自然地弯曲成型，形状精度更高，并且由于约束点更少，因此液体介质不需要很高的压力即可实现管坯的形变，降低了高压发生装置的要求。
8.本实用新型的一个优选方案，所述成型部包括垂直于冲头轴线方向设置的径向成型面以及平行于冲头轴线方向设置的轴向成型面，所述轴向成型面的直径与所述环形体的外径相匹配。这样，冲头从两侧进入模具时，环形体的外径与轴向成型面的直径相匹配，环形体相对轴向成型面滑动，在高压密封段的根部抵紧管坯的端部时，成型面与轴向成型面及径向成型面构成了所述的成型腔。
9.本实用新型的一个优选方案，所述模具包括动模以及定模，所述定模上设有定模型腔，该定模型腔包括定模成型部；所述动模上设有动模型腔，该动模型腔包括动模成型部；在动模与定模合模时，所述定模型腔与动模型腔构成了所述型腔，所述定模成型部与动模成型部构成了所述成型部。
10.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的直径，所述扩口段的最大直径大于管坯的直径。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的直径，从而将管坯进行扩口，并在低压密封段与管坯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。
11.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。
12.本实用新型的一个优选方案，所述低压密封段与高压密封段之间形成有容纳管坯端部的环形容纳槽，所述环形体对应所述环形容纳槽环绕在所述低压密封段外，所述成型面设置在所述环形体的前端。设置上述结构的环形容纳槽，在对双卡卡压管成型时，管坯的端部嵌入环形容纳槽并抵紧环形容纳槽的底部，由于成型面位于环形体的前端，成型面在到达环形圆弧腔的位置后，管坯的端部与环形圆弧腔之间有一段距离，因此密封管体成型的位置与管坯的端部之间有一端距离，从而完成双卡卡压管的成型
13.本实用新型的一个优选方案，所述冲头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。
14.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。
15.本实用新型与现有技术相比具有以下的有益效果：
16.1、本实用新型的卡压管成型装置，通过设置矩形的成型腔，在管坯成型的过程中，矩形的成型腔对管坯只有三个约束点，分别是成型腔的两个底角以及成型腔顶部中点，相比于传统的圆弧成型腔整个内壁约束管坯的方式，矩形的成型腔对管坯没有过多的约束，使得密封管体能够更加自然平顺地弯曲成型，形状精度更高；
17.2、本实用新型的卡压管成型装置，在管坯成型过程中，由于成型腔对管坯的约束点更少，因此液体介质不需要很高的压力即可实现管坯的形变，降低了高压发生装置的要求。
附图说明
18.图1-图3为本实用新型的卡压管成型装置的第一种实施方式，其中，图1为主视剖视图，图2为立体图，图3为冲头的立体图。
19.图4-图5为本实用新型的卡压管成型装置的第二种实施方式，其中，图4为主视剖视图，图5为冲头主视剖视图。
具体实施方式
20.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。
21.实施例1
22.参见图1-图3，一种卡压管成型装置，包括模具以及设置在模具两侧的冲头，所述模具上设有与卡压管外表相匹配的型腔，所述型腔包括用于形成卡压管的密封管体的成型部；所述冲头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、用于对管坯进行高压胀型的高压密封段5以及与高压密封端连接的环形体3；所述高压密封段5包括成型面4，所述成型面4位于环形体3的前端，其特征在于，所述成型面4与成型部形成一个截面为矩形的成型腔10。
23.参见图1-图3，所述成型部包括垂直于冲头轴线方向设置的径向成型面6以及平行于冲头轴线方向设置的轴向成型面7，所述轴向成型面7的直径与所述环形体3的外径相匹配。这样，冲头从两侧进入模具时，环形体3的外径与轴向成型面7的直径相匹配，环形体3相对轴向成型面7滑动，在高压密封段5的根部抵紧管坯的端部时，成型面4与轴向成型面7及径向成型面6构成了所述的成型腔10。
24.参见图1-图3，所述模具包括动模8以及定模9，所述定模9上设有定模型腔，该定模型腔包括定模成型部；所述动模8上设有动模型腔，该动模型腔包括动模成型部；在动模8与定模9合模时，所述定模型腔与动模型腔构成了所述型腔，所述定模成型部与动模成型部构
成了所述成型部。
25.参见图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的直径，所述扩口段1的最大直径大于管坯的直径。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的直径，从而将管坯进行扩口，并在低压密封段2与管坯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5与管坯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。
26.参见图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。
27.参见图1-图3，所述冲头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12，所述连接凸环12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12卡紧，即可完成对冲头的固定安装。
28.参见图1-图3，所述冲头的内部设有用于通入液体介质的通液孔13，所述通液孔13沿着冲头的轴线设置，且贯穿整个冲头。设置上述通液孔13，通液孔13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13进入管坯的内壁，对管坯形成压力，从而挤压管坯使其形变。
29.参见图1-图3，上述卡压管成型装置的工作原理是：
30.先将需要成型加工的管坯放置到定模9上；接着液压锁模油缸动作，驱动动模8向定模9的方向运动，完成动模8与定模9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体3，中压液体介质的压力对管坯起到预胀作用，管坯与低压密封段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，冲头往前运动使得高压密封段5的根部抵紧管坯的端部，此时成型面4与成型部构成一个矩形的成型腔10，成型腔10靠近管坯的两个底角抵紧管坯，在高压液体介质的压力作用下，位于两个底角之间的管坯向成型腔10的位置发生形变，由于形变过程中成型腔10与管坯仅是线接触，没有过多的约束，因此管坯能够自然向外弯曲成型，形状精度更高；在继续通入高压液体介质后，管坯持续往外变形，在抵触到成型腔10的顶部时，表示向外形变达到最大，从而完成了密封管体的成型；在整个的形变过程中，从截面图来看，矩形的成型腔10对管坯只有三个约束点，分别是成型腔10的两个底角以及成型腔10顶部中点，由此可见，成型腔10对管坯没有过多的约束，使得密封管体能够更加自然地弯曲成型，形状精度更高，并且由于约束点更少，因此液体介质不需要很高的压力即可实现管坯的形变，降低了高压发生装置的要求。
31.实施例2
32.参见图4-图5，本实施例与实施例1的不同之处在于，所述低压密封段2与高压密封段5之间形成有容纳管坯端部的环形容纳槽11，所述环形体3对应所述环形容纳槽11环绕在
所述低压密封段2外，所述成型面4设置在所述环形体3的前端。设置上述结构的环形容纳槽11，在对双卡卡压管成型时，管坯的端部嵌入环形容纳槽11并抵紧环形容纳槽11的底部，由于成型面4位于环形体3的前端，成型面4在到位后，管坯的端部与环形圆弧腔之间有一段距离，因此密封管体成型的位置与管坯的端部之间有一端距离，从而完成双卡卡压管的成型。
33.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。