专利名称：一种液压成形用冲头的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种管件液压成形系统，特别涉及一种防磨损的管件液压成形用
冲头。
背景技术：
在飞机、航天器和汽车领域，减轻重量以节约材料和运行中的能量是现代制造技 术发展的趋势之一。液压成形正是在这样的背景下开发出来的一种制造空心轻体结构件的 先进制造技术，该技术既提高了成形件的强度和刚度，又节约了材料、降低了成本。图1为 常规液压成形模具的示意图，图2为采用图1中液压成形模具使管坯成形的示意图。如图1 和2所示，常规液压成形模具由上模1和下模2构成，首先将管坯3放在下模2内，然后闭 合上模1 ，将管坯3的两端用水平冲头4、5密封，并使管坯3内充满液体，在加压胀形的过程 中，两端的冲头4、5同时向内推进补料，这样在内压和轴向力的联合作用下使管坯3贴靠上 模1和下模2而成形为所需的管件30。 冲头设计是液压成形技术的关键技术之一，是成功实现成形过程中密封和补料的 前提。由于在成形过程中，管件内压力极高，一般可达100-300MPa，有时甚至高达400MPa以 上，为了实现超高压条件下的动态密封，冲头必须依赖于模具上下表面的紧密接触而起导 向作用。 冲头的头部为密封区，在成形过程中直接与管端部接触，起密封和补料作用；冲头 本体为导向区，在成形过程中起导向作用，与模具紧密接触，保证冲头沿上、下模具中心线 运动；冲头本体的尾部连接液压缸，利用液压缸带动冲头沿轴向运动来实现管端密封和补 料。 现有冲头由于其本体直接与模具上下表面接触，冲头在模具内往复运动造成冲头 本体表面和模具表面的严重磨损，导致产品不合格，而且冲头和模具的维护间隔很短，严重 时将导致冲头或模具镶块的报废。
实用新型内容为解决上述问题，本实用新型提供一种液压成形用冲头，可以降低液压成形用冲 头和模具的磨损，延长模具使用寿命，提高产品合格率。 为实现上述目的，本实用新型的液压成形用冲头，包括密封头和冲头本体，所述密
封头通过螺钉固定在所述冲头本体的端部，所述冲头本体上套装有导向环，所述导向环的
外径大于所述密封头和冲头本体的直径。 所述导向环的材质为铜。 所述密封头的头部为圆台形。 所述密封头和冲头本体之间设置有密封圈。 本实用新型的液压成形用冲头，维护方便，在导向环磨损后可以及时更换，而不需 要更换整个冲头。本实用新型的液压成形用冲头，可以显著降低模具磨损，提高模具使用寿命，大幅降低模具维修成本，同时提高了产品的合格率。
图1为常规液压成形模具的示意图； 图2为采用图1中液压成形模具使管坯成形的示意图； 图3为本实用新型的液压成形用冲头的结构示意图； 图4为采用图3中液压成形用冲头在液压成形模具中使管坯成形的示意图。
具体实施方式
图3为本实用新型的液压成形用冲头的结构示意图，如图所示，本实用新型的液 压成形用冲头包括密封头11和冲头本体12，所述密封头11通过螺钉固定在所述冲头本体 12的端部，所述冲头本体12上套装有导向环13，所述导向环13的外径大于所述密封头11 和冲头本体12的直径。 所述导向环13套在冲头本体12上，冲头本体12上开槽，导向环13安装在槽中， 最优选地，导向环13的安装槽设在冲头本体12的端部，使端部的直径小于冲头本体12其 他部分的直径。 导向环13位于本实用新型的液压成形用冲头的中间部位，导向环13作用有二，一
是通过与模具表面直接接触，起导向作用；二是其直径大于其余部分直径，可以保证冲头其
余部分与模具上下表面存在一定间隙，从而不直接与模具接触，一方面保护冲头，减少冲头
本身磨损，另一方面最大程度降低冲头在往复运动过程中对模具的磨损。 导向环13选用与模具不同的材质以减少两种材料互相摩擦产生互溶的比例，模
具材质为钢材，导向环13材质选用铜，铜的耐磨性好，且硬度低于模具材料，在与模具接触
摩擦过程中，模具本身不会发生磨损。导向环13也可以采用其它与模具材料互溶性较低的
材料，根据相似相容原理，该两种不同材料互溶比例较低，可以大大降低导向环13与上下
模具补料段的磨损。 导向环13与模具的接触面积，控制在合适的范围内，既能起足够的导向作用，又 不至于使接触面积过大。导向环13的壁厚最小不能小于8mm，当导向环13外径增大时，壁 厚应随之增加。导向环13长度最好为外径的2倍。 为了安装方便，导向环13外圈的两端均有倒角。根据安装需要，导向环13内圈的 两端也可以有倒角。 密封头ll的头部为圆台形，其余部分为圆柱形，密封头ll加工好后需要进行表面 处理，表面处理后硬度为HRC52以上。冲头本体12中心加工有高压水通道，用于成形过程 中向管内注入高压水使材料发生变形。所述密封头ll和冲头本体12之间设置有密封圈， 解决高压水注入过程中密封头11和冲头本体12的密封，防止高压水发生泄露，无法建立压 力。 图4为采用图3中液压成形用冲头在液压成形模具中使管坯成形的示意图。如图 所示，在使用时，两个本实用新型的液压成形用冲头同时使用，分别放置在模具的两端。把 管坯300放入下模2，闭合上模1。然后左右液压缸20带动两个本实用新型的液压成形用 冲头运动，此时，依靠导向环13进行导向，除这两个导向环13与模具接触外，其余部分不与模具接触。 本实用新型的液压成形用冲头使用一段时间后，导向环13可能发生磨损，此时只 需卸下密封头ll，更换新的导向环13就能重新开始生产，不需更换密封头11和冲头本体 12。
权利要求一种液压成形用冲头，包括密封头和冲头本体，其特征在于，所述密封头通过螺钉固定在所述冲头本体的端部，所述冲头本体上套装有导向环，所述导向环的外径大于所述密封头和冲头本体的直径。
2. 如权利要求1所述的液压成形用冲头，其特征在于，所述导向环的材质为铜。
3. 如权利要求1所述的液压成形用冲头，其特征在于，所述密封头的头部为圆台形。
4. 如权利要求1所述的液压成形用冲头，其特征在于，所述密封头和冲头本体之间设 置有密封圈。
5. 如权利要求1所述的液压成形用冲头，其特征在于，所述导向环的长度为其外径的2倍。
专利摘要本实用新型公开了一种液压成形用冲头，其包括密封头和冲头本体，所述密封头通过螺钉固定在所述冲头本体的端部，所述冲头本体上套装有导向环，所述导向环的外径大于所述密封头和冲头本体的直径。本实用新型的液压成形用冲头，可以显著降低模具磨损，提高模具使用寿命，大幅降低模具维修成本，同时提高了产品的合格率。
文档编号B21D26/02GK201437139SQ20092007680
公开日2010年4月14日 申请日期2009年6月22日 优先权日2009年6月22日
发明者付全震, 俞宁峰, 苏海波, 蒋浩民, 陈新平 申请人:宝山钢铁股份有限公司;上海宝钢液压成形零部件有限公司