专利名称：一种管材径压胀形装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及异形截面中空件的成形技术，特别是一种管材径压胀形装置。
技术背景 .
目前，在管材液压胀形领域，最典型、最基本的成形工艺有自然胀形、轴压胀形和挤胀 成形。但对于成形几何尺寸较大异形截面中空件时，比如发动机架、轿车车架等等，由于零 件尺寸较长所受摩擦力大致使材料轴向补给困难和成形模具的几何形状限制，采用上述三种 成形工艺都很难获得成功的成形零件，且所需要的成形液压力及合模力比较大。如中国专利 ZL00208694.8公开了一种内压成形机，采用轴压成形工艺来成形各种中空件，但该内压成形 机只能成形比较规则长度较小的中空件，管材成形性能不良容易出现破裂或者起皱等缺陷， 该装置采用两套独立控制系统来控制管材成形过程，结构复杂、操作不便、应用成本高，轴 向推力和液压力分别高达1500KN和150MPa。如中国专利ZL200720103480.X公开了 一种生产 异型截面管的液压胀形设备，采用了自然胀形工艺来成形各种截面中空件，虽然能成形较多 不同截面的中空件，如Y形管、T形管、十字形管等，但该液压胀形设备成形不同截面中空件 时需要多台液压缸同时工作，且高压泵的数量与液压缸相同，结构复杂，多个液压力控制系 统，很难匹配找到最佳的成形工艺参数，且成形压力大，因此对压力设备和密封设备的要求 很高。中国专利ZL95229851.1公开了一种用于液压胀形的一体成形机，采用自然成形工艺来 成形各种截面中空件，采用昂贵的液压供给系统为管材自然胀形提供液压力，成形液压力大， 但其不能对成形管材施加轴向力来补料，因此中空件的壁厚减薄严重，容易产生破裂。
实用新型内容
本实用新型的目的就是要克服上述的不足，公开一种结构新颖、内部液体压力及外部径 向压力共同作用下成形、合模力小、易操作、造价低的一种管材径压胀形装置。
本实用新型主要包括上成形模、下成形模、定位座、密封圈、压圈、导柱、芯轴、垫圈、 螺母。其特征是上成形模通过导柱配装在下成形模的端平面上，在上、下成形模之间设置 有芯轴，该芯轴为中间大、两端小的阶梯轴，两端头分别开设有相互对称的螺纹并对称地延 伸出上、下成形模的左右两端，在芯轴延伸的左右两端的小端上分别配装着压圈、密封圈和 定位座，该定位座外形为圆柱体、体内垂直于轴线开设成大内腔圆、小内腔圆的阶梯形内腔 并相互贯通的，在该定位座的内腔中通过芯轴先后罩装着压圈和密封圈，在延伸出定位座外 侧壁的芯轴小端上设置着垫圈和螺母，该螺母通过芯轴左右两端头上开有的螺纹同时将内腔 配装着密封圈、压圈的定位座向芯轴上的大、小端形成的台阶逼近锁紧。
所述的上成形模为方形块，在端平面的对角线上开设有置放导柱的导向通孔。
所述的下成形模其端平面的对角线上与上成形模对应开设有导向孔，导向孔的底端开设 有与导向孔相贯通的排气孔。
所述的芯轴其中心开设有轴向通孔，且在芯轴的中间段、开设有与轴向通孔相互贯通的 径向通孔。
3所述定位座其小内腔圆的内径与芯轴小端直径相对应，大内腔圆的内径和管坯的外径相 对应，在大内腔圆的端口上开设有/^lmm以上的圆角。
由于采用了上述结构，工作时，在上成形模的上端平面上设置着压力设备，将管坯通过 芯轴两端头分别插入定位座大内腔圆与压圈及密封圈形成的间隙中，在芯轴两端头的螺母通 过芯轴两端头开设的螺纹同时将内腔配装着密封圈、压圈的定位座向芯轴大、小端形成的台
阶逼近锁紧，使定位座与压圈、密封圈组成可靠密封装置，将管坯的两端头牢牢地封住；然 后，在芯轴中心开设的轴向通孔的两端分别与手摇液压泵和溢流阀、液压表连接，当使用手 摇液压泵将液体通过轴向通孔输入管坯的内腔时，管坯在纯液压力作用下自由胀形；当上成 形模沿着导柱相对于下成形模向上运动时，压力设备推动上成形模为管坯提供径向压力，使 管坯产生预变形，当上成形模与下成形模快要合上时，通过手摇液压泵给管坯的内腔补充液 压力，上成形模又沿着导柱相对于下成形模向上运动时，压力设备又给上成形模施加径向压 力使管坯在上成形模、下成形模的合成作用下产生变形，这样周而复始地使管坯在液压力和 径向压力的共同作用下缓慢实现径压胀形成形；从而，克服了在加工、实验时管坯容易出现 破裂、起皱的现象。 本实用新型的优点是
1、 结构简单，操作方便、制造成本低，不需要特殊的设备、与普通的压力设备配合即可 使用。可根据设计要求更换不同的上成形模和下成形模时，可实现各种异形截面中空件的成 形。
2、 由于芯轴中心开设有轴向通孔，不需要专门液压供给系统，操作手摇液压泵就可以实 现液压供给或补充。
3、 具有合模力和成形液压力小特点，且成形件壁厚分布均匀，管坯的贴模性好，表面质 量好。故节省了能源，降低了对压力设备及模具的要求，而且提高了零件的精度，特别适用 于受几何尺寸大及模具几何形状限制补料的异形截面中空件的加工。
4、 不需要专门密封设备，且改变封圈的厚度、大小可以形成不同管端密封。
5、 不仅可以对管材进行异形截面中空件径压胀形和自由胀形的加工，还可以应用于管材 成形性能的测试。
图1为本实用新型装配示意图； 图2为图l横截面示意图； 图3为芯轴示意图； 图4为定位座示意图。
附图说明l.上成形模2.下成形模3.导柱4.垫圈5.定位座6.密封圈7.压圈8.液体9. 管坯10.芯轴11.螺母12.螺纹13.芯轴小端14.台阶15.轴向通孔16.径向通孔17.圆角18. 大内腔圆19.小内腔圆20.导向通孔21.导向孔22.排气孔
以下结合附图和管材的几何参数管长150mm，外径31.75mm，壁厚0.75mm为例作进 一步说明实施方式。成形模l、下成形模2、导柱3、垫圈4、定位座5、密 封圈6、压圈7、芯轴10和螺母11。上成形模1通过导柱3配装在下成形模2的端平面上， 在上、下成形模之间设置有芯轴10，该芯轴10为中间大、两端小的阶梯轴，两端头分别开 设有相互对称的螺纹12并对称地延伸出上、下成形模的左右两端，在芯轴10延伸出的左右 两端的芯轴小端13上分别配装着压圈7、密封圈6和定位座5，该定位座5外形为圆柱体， 体内垂直于轴线开设成大内腔圆18、小内腔圆19的阶梯形内腔并相互贯通的，在该定位座5 的大内腔圆18中通过芯轴先后罩装着压圈7和密封圈6，在延伸出定位座外侧壁的芯轴小端 13上设置着垫圈4和螺母11。该螺母11通过芯轴10左右两端头上开有的螺纹12同时将内 腔配装着密封圈6、压圈7的定位座5向由芯轴IO上的大、小端形成的台阶14逼近锁紧， 其目的是使定位座5与压圈7、密封圈6组成可靠密封装置。
参照图2，上成形模l为方形块，在端平面的对角线上开设有置放导柱3的导向通孔20， 其作用是上成形模1通过导柱3配装在下成形模2的端平面上，可以沿着导柱3相对于下 成形模2自由运动，在压力设备对其的作用下给管坯提供径向压力，从而实现管坯径压胀形。
下成形模2的端平面的对角线上与上成形模1对应开设有导向孔21，该导向孔21的底 端开设有与导向孔相贯通的排气孔22，开设该排气孔22的目的是避免导柱3插入导向孔21 中时产生负压，以至影响上成形模对于下成形模2自由运动。
参照图3芯轴10为中间大、两端小的阶梯轴，两端头分别开设有相互对称的螺纹12，其 中心开设有轴向通孔15，且在芯轴10的中间段开设有与轴向通孔15相互贯通的径向通孔16， 其目的是在芯轴10两端分别与手摇液压泵和溢流阀、液压表连接，当使用手摇液压泵将液 体通过轴向通孔输入管坯的内腔时，既可为管坯成形提供所需要的液压力，也可以通过观察 液压表、开启溢流阀调节管坯内腔中的压力，使管坯稳定成形。
参照图4定位座5的外形为圆柱体，体内垂直于轴线开设成大内腔圆18、小内腔圆19的 阶梯形内腔，并相互贯通，小内腔圆19的内径与芯轴小端13直径相对应，大内腔圆18的内 径与管坯9的外径相对应，在大内腔圆18的端口上开导成i^lmm以上的圆角17。其作用是 利用大内腔圆18对管端进行定位并与压圈7和聚氨脂密封圈6组成密封装置，在大内腔圆 18的端口上开设有/^lmm以上的圆角17是为了减轻管坯两端与大内腔圆18的端口的过渡 处单位面积所受的作用力。
权利要求1、一种管材径压胀形装置，主要包括上成形模(1)、下成形模(2)、垫圈(4)、定位座(5)、密封圈(6)、压圈(7)、螺母(11)，其特征是上成形模(1)通过导柱(3)配装在下成形模(2)的端平面上，在上、下成形模之间设置有芯轴(10)，该芯轴(10)为中间大、两端小的阶梯轴，两端头分别开设有相互对称的螺纹(12)，并对称地延伸出上、下成形模的左石两端，在芯轴(10)延伸出的左右两端的芯轴小端(13)上分别配装着压圈(7)、密封圈(6)和定位座(5)，该定位座(5)外形为圆柱体，体内垂直于轴线开设成大内腔圆(18)、小内腔圆(19)的阶梯形内腔并相互贯通的，在该定位座(5)的大内腔圆(18)中通过芯轴先后罩装着压圈(7)和密封圈(6)，在延伸出定位座(5)外侧壁的芯轴小端(13)上设置着垫圈(4)和螺母(11)。
2、 根据权利要求1所述的一种管材径压胀形装置，其特征是所述的上成形模(1)为 方形块，在端平面的对角线上开设有置放导柱(3)的导向通孔(20)。
3、 根据权利要求1所述的一种管材径压胀形装置，其特征是所述的下成形模(2)的 端平面的对角线上与上成形模(1)对应开设有导向孔(21)，该导向孔(21)的底端开设有 与导向孔相贯通的排气孔(22)。
4、 根据权利要求1所述的一种管材径压胀形装置，其特征是所述的芯轴(10)其中 心开设有轴向通孔(15)，且在芯轴(10)的中间段开设有与轴向通孔(15)相互贯通的径向 通孔(16)。
5、 根据权利要求1所述的一种管材径压胀形装置，其特征是所述的定位座(5)的小内腔圆(19)的内径与芯轴小端(13)直径相对应，大内腔圆(18)的内径和管坯(9)的外 径相对应，在大内腔圆(18)的端口上开设成i -lmm以上的圆角(17)。
专利摘要本实用新型公开了一种管材径压胀形装置，主要由上成形模、下成形模、定位座、密封圈、压圈、导柱和中心开设有轴向通孔、径向通孔的芯轴组成。其特点是在芯轴两端分别与手摇液压泵和溢流阀、液压表连接，通过手摇液压泵将液体经过芯轴的轴向通孔、径向通孔为管坯成形提供所需要的液压力，同时通过压力设备推动上成形模为管坯提供径向压力，使设置在上成形模、下成形模之间的管坯在液压力和径向压力共同作用下成形各种异形截面中空件，液压力可以通过液压表、溢流阀来观察并调节。优点是不需要特殊的设备、场地，与普通的压力设备配合即可使用，合模力和成形压力小，特别适用于受几何尺寸大及模具几何形状限制补料的异形截面中空件的加工。
文档编号B21D26/047GK201295718SQ20082011348
公开日2009年8月26日 申请日期2008年10月18日 优先权日2008年10月18日
发明者杨连发, 陈奉军 申请人:桂林电子科技大学