一种卡压弯头冷挤压成型模具及弯头成型方法与流程

1.本发明涉及弯头成型模具及成型方法的技术领域，更具体地说是涉及卡压弯头冷挤压成型模具及成型方法的技术领域。


背景技术：

2.弯头是一种用于管道转弯处或改变流体方向的管接头，弯头在管道系统所使用的全部管件中，所占比例约为80％，弯头常用的材料有铸铁、不锈钢、合金钢、可煅铸铁、碳钢、有色金属及塑料等，对不同材料或壁厚的弯头需选择不同的成形工艺，传统的金属弯头成形工艺有浇注或冷墩后机加工、热推成形、冲压-对焊等。然而这些工艺生产产品存在周期长，毛坯加工余量大、浇注工艺产生污染、焊接成型工艺要求工人技术含量高等工艺短板。冷挤压成形工艺因其方便快捷、弯头外形美观、壁厚均匀、尺寸偏差小等优点，近年来取得快速发展，传统的冷挤压成形工艺包括以下步骤：将直径芯棒放入模具，通过冲头对管坯施加轴向挤压，使管坯发生塑性变形；移开模具，去除直径芯棒，获得弯头。然而采用这种方法存在以下弊端：一是摩擦系数较大，管坯在模具内发生塑性变形时摩擦系数较大，从而导致成形后弯头出现起皱以及横截面畸变等缺陷；二是挤压完成后，直径芯棒牢牢卡在管坯上，较难去除。


技术实现要素：

3.本发明提出一种卡压弯头冷挤压成型模具及弯头成型方法，解决了现有技术中的冷挤压成形工艺摩擦系数较大，以及直径芯棒较难去除的问题。
4.本发明的技术方案是这样实现的：
5.一种卡压弯头冷挤压成型模具，包括底座、成对的动模、成对的开合油缸、芯模、下压油缸、冲头、旋转喷头和导向筒，所述成对的动模分别通过导向机构活动安装在底座上，在成对动模相对的侧部上分别开设有相对应的型腔，所述芯模可拆卸地固定安装在成对动模的型腔内，成对的开合油缸分别固定安装在底座上，成对开合油缸的活塞杆分别与成对的动模固定连接，所述下压油缸通过托架固定安装在底座上，所述导向筒固定安装在托架上，并与型腔的上端部相对应，所述冲头固定安装在下压油缸的活塞杆上，在冲头的下部设有下压台阶面，冲头活动插装在导向筒内，所述旋转喷头安装在冲头的下端部。
6.进一步地，所述芯模包括柱模、内弧模、外弧模和锁定螺栓，所述柱模为前端封闭后端开口的筒状，内弧模和外弧模分别通过锁定螺栓与柱模的前端部可拆卸地固定连接，锁定螺栓的头部位于呈筒状的柱模内。
7.进一步地，在所述柱模的前端部开设有通孔，在内弧模和外弧模的端部分别开设有螺纹孔，所述锁定螺栓分别穿设在通孔内，并分别与内弧模和外弧模的螺纹孔螺纹连接。
8.进一步地，所述导向机构包括导向槽，所述导向槽固定安装在底座上，成对的动模分别活动卡装在导向槽上，在其中一个动模上设有导杆，在另一个动模上开设有与导杆相对应的导向孔，其中一个动模通过导杆插装在另一个动模的导向孔内。
9.进一步地，在所述柱模的前端部开设有第一排油孔，在成对动模相对的侧部上分别开设有相对应的定位凹口，在柱模的后端部设有定位凸台，定位凸台卡装在成对动模的定位凹口内，在定位凸台上开设有与型腔相连通的第二排油孔，在成对的动模上开设有与第二排油孔相对应的第三排油孔。
10.进一步地，所述旋转喷头包括壳体、中空轴、环套、成对的径向轴承、成对的止推轴承、密封圈和喷头体，在所述冲头内部设有油道，在冲头上设有与油道相连通的油嘴，壳体固定安装在冲头的下端部，中空轴活动插置在壳体内，在中空轴上设置有环形限位板，成对的止推轴承分别套置在中空轴外侧，并位于环形限位板的上下两侧，成对的径向轴承分别套置在中空轴外侧，环套卡置在壳体内，该环套位于成对的径向轴承之间，在位于止推轴承上方的中空轴外周壁上开设有环槽，密封圈卡置在环槽内，并与壳体的内壁相接触，在壳体上设有与油道和中空轴相连通的孔道，中空轴的下端部从壳体内穿出，喷头体固定安装在中空轴的下端部上，并与中空轴相连通，在喷头体的侧壁上开设有沿周向均布的斜孔。
11.一种基于卡压弯头冷挤压成型模具的弯头成型方法，包括以下步骤：
12.步骤1：将管坯置于导向筒和型腔的上部内，通过下压油缸带动冲头下移，通过冲头的下压台阶面与管坯的上端面抵接；
13.步骤2：通过下压油缸带动冲头对管坯进行挤压，使管坯在型腔内移动，通过型腔的内壁和芯模对管坯进行限位，将管坯折弯，同时通过旋转喷头向管坯内壁旋转喷射润滑油，对管坯在型腔内的移动进行润滑；
14.步骤3：通过成对的开合油缸带动成对的动模打开，取出管坯和卡在管坯内的芯模，使用工具从柱模后部伸入柱模内，将锁定螺栓卸下，使柱模分别与内弧模和外弧模分离，接着先将柱模从管坯内取出，再依次将外弧模和内弧模从管坯内取出，完成管坯的弯头成型。
15.本发明采用上述技术解决方案所能达到的有益效果是：
16.1、在通过下压油缸带动冲头对管坯进行挤压，使管坯在型腔内移动的同时，通过旋转喷头向管坯内壁旋转喷射润滑油，使润滑油均匀喷溅在管坯的内周壁上，润滑油沿管坯流下进入型腔，对管坯在型腔内的移动进行润滑，从而有效减小了摩擦系数，起到了很好的润滑效果，显著提升了弯头的冷挤压成型效果，避免弯头出现起皱以及横截面畸变等缺陷。
17.2、当冲头对管坯挤压完成后需要将芯模从管坯内取出时，先使用工具从柱模后部伸入柱模内，将锁定螺栓卸下，使柱模分别与内弧模和外弧模分离，接着先将柱模从管坯内取出，再依次将外弧模和内弧模从管坯内取出，操作十分方便快捷、省时省力，解决了传统冷挤压成形工艺中直径芯棒卡在管坯上较难去除的缺陷。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本发明的结构示意图；
20.图2为图1中本发明卡压弯头冷挤压成型模具的a-a剖视图；
21.图3为图1中b处的局部放大示意图；
22.图4为图1中c处的局部放大示意图；
23.图5为图4的n-n断面图；
24.图6为图1中d处的局部放大示意图；
25.图7为图1中本发明卡压弯头冷挤压成型模具的m-m断面图；
26.图8为图1中动模的结构示意图；
27.图9为芯模的结构示意图；
28.图10为图9的剖视图；
29.图11为图9的俯视图；
30.图12为图9的右视图；
31.图13为图9的左视图；
32.图14为图2中h处的局部放大示意图；
33.图15和图16为本发明弯头成型方法的示意图；
34.图17为图15中w处的局部放大示意图；
35.图18为图16中r处的局部放大示意图；
36.图19为成型后的弯头示意图。
37.附图中，各标号所对应的部件如下：
38.1-底座，2-动模，3-开合油缸，4-下压油缸，5-冲头，6-旋转喷头，7-导向筒，8-导向槽，9-导杆，10-导向孔，11-开合油缸的活塞杆，12-型腔，13-定位凹口，14-柱模，15-内弧模，16-外弧模，17-锁定螺栓，18-第一排油孔，19-定位凸台，20-第二排油孔，21-托架，22-支架，23-下压油缸的活塞杆，24-油道，25-油嘴，27-壳体，28-中空轴，29-环套，30-径向轴承，31-止推轴承，32-密封圈，33-喷头体，34-环形限位板，35-孔道，36-斜孔，37-管坯，38-间隙，39-通孔，40-螺纹孔，41-第三排油孔，42-下压台阶面。
具体实施方式
39.下面将结合本发明实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
40.参照图1至图14，一种卡压弯头冷挤压成型模具，包括底座1、成对的动模2、成对的开合油缸3、芯模、下压油缸4、冲头5、旋转喷头6和导向筒7，所述成对的动模2分别通过导向机构活动安装在底座1上，所述导向机构的具体结构以及与底座1的具体连接关系如下：所述导向机构包括导向槽8，所述导向槽8固定安装在底座1上，成对的动模2分别活动卡装在导向槽8上，在其中一个动模2上设有导杆9，在另一个动模2上开设有与导杆9相对应的导向孔10，其中一个动模2通过导杆9插装在另一个动模2的导向孔10内。
41.在成对动模2相对的侧部上分别开设有相对应的型腔12，所述芯模可拆卸地固定安装在成对动模2的型腔12内，所述芯模的具体结构以及与动模2的具体连接关系如下：所述芯模包括柱模14、内弧模15、外弧模16和锁定螺栓17，所述柱模14为前端封闭后端开口的
筒状，内弧模15和外弧模16分别通过锁定螺栓17与柱模14的前端部可拆卸地固定连接，锁定螺栓17的头部位于呈筒状的柱模14内，在成对动模2相对的侧部上分别开设有相对应的定位凹口13，在柱模14的后端部设有定位凸台19，定位凸台19卡装在成对动模2的定位凹口13内。内弧模15、外弧模16、锁定螺栓17和柱模14之间的具体连接关系如下：在所述柱模14的前端部开设有通孔39，在内弧模15和外弧模16的端部分别开设有螺纹孔40，所述锁定螺栓17分别穿设在通孔39内，并分别与内弧模15和外弧模16的螺纹孔40螺纹连接。在所述柱模14的前端部开设有第一排油孔18，在定位凸台19上开设有与型腔12相连通的第二排油孔20，在成对的动模2上开设有与第二排油孔20相对应的第三排油孔41。
42.成对的开合油缸3分别固定安装在底座1上，成对开合油缸3的活塞杆11分别与成对的动模2固定连接，所述下压油缸4通过托架21固定安装在底座1上，所述导向筒7通过支架22固定安装在托架21上，并与型腔12的上端部相对应，所述冲头5固定安装在下压油缸4的活塞杆23上，在冲头5的下部设有下压台阶面42，冲头5活动插装在导向筒7内，所述旋转喷头6安装在冲头5的下端部。
43.所述旋转喷头6的具体结构以及与冲头5的具体连接关系如下：所述旋转喷头6包括壳体27、中空轴28、环套29、成对的径向轴承30、成对的止推轴承31、密封圈32和喷头体33，在所述冲头5内部设有油道24，在冲头5上设有与油道24相连通的油嘴25，壳体27固定安装在冲头5的下端部，中空轴28活动插置在壳体27内，在中空轴28上设置有环形限位板34，成对的止推轴承31分别套置在中空轴28外侧，并位于环形限位板34的上下两侧，成对的径向轴承30分别套置在中空轴28外侧，环套29卡置在壳体27内，该环套29位于成对的径向轴承30之间，在位于止推轴承31上方的中空轴28外周壁上开设有环槽，密封圈32卡置在环槽内，并与壳体27的内壁相接触，在壳体27上设有与油道24和中空轴28相连通的孔道35，中空轴28的下端部从壳体27内穿出，喷头体33固定安装在中空轴28的下端部上，并与中空轴28相连通，在喷头体33的侧壁上开设有沿周向均布的斜孔36。
44.参照图15至图18，一种基于卡压弯头冷挤压成型模具的弯头成型方法，包括以下步骤：
45.步骤1：将管坯37置于导向筒7和型腔12的上部内，在将管坯37置于导向筒7内时，可先将冲头5与下压油缸4的活塞杆23拆开，待管坯37置于导向筒7内后再将冲头5固定安装在下压油缸4的活塞杆23上，通过下压油缸4带动冲头5下移，通过冲头5的下压台阶面42与管坯37的上端面抵接；
46.步骤2：通过下压油缸4带动冲头5对管坯37进行挤压，使管坯37在型腔12内移动，使管坯37进入型腔12内壁与芯模外壁之间的间隙38内，通过型腔12的内壁和芯模对管坯37进行限位，使管坯37发生塑性变形，将管坯37折弯，同时将油嘴25接通高压润滑油，高压润滑油流经油道24、孔道35、中空轴28和旋转喷头6后，从旋转喷头6的斜孔36喷出，当高压润滑油从斜孔36喷出时，在流体的反作用力下，带动旋转喷头6进行旋转，从而通过旋转喷头6向管坯37内壁旋转喷射润滑油，对管坯37在型腔12内的移动进行润滑，进入型腔12内的润滑油可从第一排油孔18、第二排油孔20及第三排油孔41排出；
47.步骤3：通过成对的开合油缸3带动成对的动模2打开，取出管坯37和卡在管坯37内的芯模，使用工具从柱模14后部伸入柱模14内，将锁定螺栓17卸下，使柱模14分别与内弧模15和外弧模16分离，接着先将柱模14从管坯37内取出，再依次将外弧模16和内弧模15从管
坯37内取出，完成管坯37的弯头成型，将管坯37制成如图19所示的弯头。
48.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。