一种新型液体内胀成型的模具的制作方法

本实用新型涉及金属管材加工技术领域，具体涉及一种新型液体内胀成型的模具。

背景技术：

现如今，我国在政治、文化、经济等领域飞速发展，在国际上已经取得了令人骄傲的成绩，但这一切都是以牺牲惊人的资源和环境为代价换来的。人们对环境污染问题反应越来越强烈，经济的发展同资源环境的矛盾与日俱增。因此节能减排迫在眉睫，必须落到实处。节能减排是绿色制造其中一项重要的内容，作为制造业最发达的国家之一，我国推行的“绿色制造”行动，在国际上受到了很大的关注。将节能减排落实到产品生产制造过程中，不仅可以实现人民与日俱增的环保要求，还能使企业节省更多的生产成本，从中收获更高的利润，正因如此，各种先进、节能的生产工艺、节能机械诞生了。内胀成型工艺是一种符合节能环保要求的先进的绿色生产工艺。

内胀成型工艺的优点：1、大幅度降低原材料的消耗。内高压水胀成形在短时间内一次性使金属发生塑性变形胀形出所需要的零件，不需要对胀形后的零件进行切削加工，大大节省了原材料。2、可以提高劳动生产率。内高压水胀成形的零件是在液压机上进行加工的，只需人工设定好参数，无需人工操作，生产效率高。3、按照模具的形状可胀形出比较复杂的零件。例如，比较复杂三维形状的三通管件等。4、可以提高加工产品的力学性能。经过内高压水胀成形后的零件，其材料的结构组织更加紧密，大大提高了其金属强度。5、胀形后的零件质量更高，经过内高压水胀成形后的零件可以获得较高尺寸精度及较小表面粗糙度值。6、生产过程简单，周期短，可以批量生产，大大降低了生产成本。

内胀成型的原理是，利用增压装置使液体产生高压（液体压力可达到30-300mpa），金属坯料在较高的液体压力下根据模具的形状被胀形出具有复杂三维形状的件。管材的内胀成型是通过管材内部液体压力和轴向力的共同作用使管材按照模具型腔的形状胀形。

现有的液体内胀成型封水有两种模式，一是直型管材料加工，两端采用封水堵头封水；一种是弯形材料加工，封水端需要压扁封水；弯形压扁封水需要加长材料，浪费成本。

中国专利申请号为cn201320295080.9公开了一种水胀成形模具，包括高压水缸和成形模具，成形模具包括上模和下模，上模和下模均具有模板，模体组件和模芯组件，克服现有的水胀成形机采用橡胶封水造成缺点，但是对于弯管材料内胀管，需要压扁封水，需要加长材料，浪费成本。

技术实现要素：

实用新型目的：为了克服以上不足，本实用新型的目的是提供一种新型液体内胀成型的模具，解决了现有技术中弯形压扁封水需要加长材料、浪费成本的问题，通过封水堵头机构，加工时弯管材料内胀管无需压扁封水，材料无需加长，既减少一道加工工序又缩短材料的长度，节省人工费、节省原料，结构简单且作业效率高，操作便捷，安全稳定，应用前景广阔。

技术方案：一种新型液体内胀成型的模具，包括上模、下模、模腔、进水水注头、封水堵头机构、脱料机构；所述上模、下模之间为模腔，所述进水水注头设置在所述模腔的一侧，所述模腔的另一侧依次设置有所述脱料机构、封水堵头机构；所述封水堵头机构包括封水堵头、封水堵头顶杆，所述封水堵头设置在所述封水堵头顶杆的一端，所述封水堵头顶杆的另一端与同步缸连接。

本实用新型所述的新型液体内胀成型的模具，首先将用于加工的管坯放入模腔内，上模、下模上下合模，在同步缸的推力作用下，封水堵头顶杆前进，使封水堵头顶死用于加工的管坯，然后通过进水水注头向用于加工的管坯内注入高压水，管坯两端封闭，管坯内部出现了封闭的内高压区域，当同步缸的推力大于用于加工的管坯材料的抗拉强度时，管坯会发生塑形变形，在内高压和轴向进给量保持在一定的匹配关系的作用下管坯紧贴着模腔流动，按照本实用新型所述的新型液体内胀成型的模具模腔成形为所需要的产品，完成后通过脱料机构将成形后的产品推出。

进一步的，所述新型液体内胀成型的模具，其特征在于，所述上模、下模分别设置有相配合的上模封水堵头固定槽、下模封水堵头固定槽，所述封水堵头安装在所述上模封水堵头固定槽、下模封水堵头固定槽之间并通过所述上模封水堵头固定槽、下模封水堵头固定槽固定方向活动。

在上模、下模上设置有相配合的上模封水堵头固定槽、下模封水堵头固定槽，使封水堵头在槽内固定方向活动。

进一步的，所述新型液体内胀成型的模具，其特征在于，封水堵头机构还包括堵头限位块，所述堵头限位块安装在所述下模的端口并位于所述封水堵头一侧。

在下模端口增加堵头限位块，堵头限位块控制封水堵头退料时的后退位置，同时可使封水堵头顶杆受力时保证封水堵头顶杆不偏斜。

进一步的，所述新型液体内胀成型的模具，其特征在于，所述下模、封水堵头上分别设置有相配合的弹簧固定孔一、弹簧固定孔二，所述脱料机构安装在所述弹簧固定孔一、弹簧固定孔二之间。

下模与封水堵头都内置弹簧孔，便于安装、固定、拆卸脱料机构，灵活性高，增加了使用寿命。

进一步的，所述新型液体内胀成型的模具，其特征在于，所述脱料机构为脱料弹簧，所述脱料弹簧有若干个，所述脱料弹簧通过弹簧固定孔一、弹簧固定孔二与所述下模、封水堵头连接。

进一步的，所述新型液体内胀成型的模具，其特征在于，所述封水堵头机构好包括顶杆固定块，所述顶杆固定块设置在所述封水堵头顶杆上。

由于封水堵头顶杆前端带斜度，通过顶杆固定块，可以使封水堵头顶杆端面与封水堵头贴平，增加了受力面，使封水堵头受力时力量不偏斜，提高了精度。

进一步的，所述新型液体内胀成型的模具，其特征在于，所述上模、下模为p20材料。

p20的硬度hrc30~42，尺寸稳定性好，寿命长，用作上模、下模可达50w模次。

进一步的，所述新型液体内胀成型的模具，其特征在于，所述封水堵头为热处理过的d2。

d2具有较好的耐磨性以及适中的韧性，经热处理后变形小，作为封水堵头经久耐用，使用寿命长。

进一步的，所述新型液体内胀成型的模具，其特征在于，所述封水堵头为热处理过的cr12mov。

cr12mov作为冷作模具钢，淬透性、淬火回火的硬度、耐磨性、强度高，作为封水堵头经久耐用，使用寿命长。

进一步的，所述新型液体内胀成型的模具，其特征在于，所述封水堵头的宽度为用于加工管坯的宽度的115%。

封水堵头宽度需要比产品大15%，过大会使管料破裂，过小则不能堵水。

本实用新型的有益效果为：

（1）解决了现有技术中弯形压扁封水需要加长材料、浪费成本的问题，通过模具自带封水堵头机构，加工时弯管材料内胀管无需压扁封水，材料无需加长，既减少一道加工工序又缩短材料的长度，节省人工费、节省原料；

（2）封水堵头机构由封水堵头、封水堵头顶杆、堵头限位块、顶杆固定块组成，堵头限位块控制封水堵头退料时的后退位置，同时可使封水堵头顶杆受力时保证封水堵头顶杆不偏斜，顶杆固定块，可以使封水堵头顶杆端面与封水堵头贴平，增加了受力面，使封水堵头受力时力量不偏斜，提高了精度；

（3）整体结构简单，作业效率高，应用前景广泛广泛。

附图说明

图1为本实用新型所述新型液体内胀成型的模具的结构示意图；

图2为本实用新型所述新型液体内胀成型的模具的结构示意图；

图3为本实用新型所述新型液体内胀成型的模具的封水堵头、链脱料机构示意图；

图4为本实用新型所述新型液体内胀成型的模具的封水堵头结构示意图；

图中：上模1、上模封水堵头固定槽11、下模2、下模封水堵头固定槽21、模腔3、进水水注头4、封水堵头机构5、封水堵头51、封水堵头顶杆52、堵头限位块53、顶杆固定块54、脱料机构6、脱料弹簧61、a弹簧固定孔一、b封水堵头51的宽度。

具体实施方式

下面结合附图1~4和具体实施例，进一步阐明本实用新型。

如图1~2所示的上述结构的新型液体内胀成型的模具，包括上模1、下模2、模腔3、进水水注头4、封水堵头机构5、脱料机构6；所述上模1、下模2之间为模腔3，所述进水水注头4设置在所述模腔3的一侧，所述模腔3的另一侧依次设置有所述脱料机构6、封水堵头机构5；所述封水堵头机构5包括封水堵头51、封水堵头顶杆52，所述封水堵头51设置在所述封水堵头顶杆52的一端，所述封水堵头顶杆52的另一端与同步缸连接。

进一步的，所述上模1、下模2分别设置有相配合的上模封水堵头固定槽11、下模封水堵头固定槽21，所述封水堵头51安装在所述上模封水堵头固定槽11、下模封水堵头固定槽21之间并通过所述上模封水堵头固定槽11、下模封水堵头固定槽21固定方向活动。

进一步的，封水堵头机构5还包括堵头限位块53，所述堵头限位块53安装在所述下模2的端口并位于所述封水堵头51一侧。

此外，所述下模2、封水堵头51上分别设置有相配合的弹簧固定孔一a、弹簧固定孔二图未示，所述脱料机构6安装在所述弹簧固定孔一、弹簧固定孔二之间。

此外，如图3所示，所述脱料机构6为脱料弹簧，所述脱料弹簧有若干个，所述脱料弹簧通过弹簧固定孔一a、弹簧固定孔二图未示与所述下模2、封水堵头51连接。

进一步的，所述封水堵头机构5好包括顶杆固定块54，所述顶杆固定块54设置在所述封水堵头顶杆52上。

进一步的，所述上模1、下模2为p20材料。所述封水堵头51为热处理过的d2。

此外，所述封水堵头51为热处理过的cr12mov。

进一步的，如图4所示，所述封水堵头51的宽度为用于加工管坯的宽度的115%。

实施例

基于以上的结构基础，如图1~4所示。

使用时，锯切用于加工的管坯，使长度适配模腔3、封水堵头机构5的尺寸，完成后管坯放入模腔3内，上模1、下模2上下合模，在同步缸的推力作用下，封水堵头顶杆52前进，通过顶杆固定块54，可以使封水堵头顶杆52端面与封水堵头51贴平，增加了受力面，使封水堵头51受力时力量不偏斜，使封水堵头51顶死用于加工的管坯，锁紧堵头限位块53，然后通过进水水注头4向用于加工的管坯内注入高压水，管坯两端封闭，管坯内部出现了封闭的内高压区域，当同步缸的推力大于用于加工的管坯材料的抗拉强度时，管坯会发生塑形变形，在内高压和轴向进给量保持在一定的匹配关系的作用下管坯紧贴着模腔3流动，按照本实用新型所述的新型液体内胀成型的模具的模具模腔3成形为所需要的产品。

加工结束后，退模，脱料弹簧61将封水堵头51顶开，取出管料，其中，堵头限位块53控制封水堵头51退料时的后退位置，同时可使封水堵头51顶杆受力时保证封水堵头顶杆52不偏斜。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。