自定心密封堵头及高压扩张装置的制作方法

本发明涉及高压扩张所用设备，特别是涉及一种自定心密封堵头及高压扩张装置。

背景技术：

凸轮轴是汽车发动机的关键传动构件之一，它直接影响着发动机的性能。目前，制造凸轮轴的方法有：传统整体式的铸造法、锻造法，还有组合式制造凸轮轴的方法。组合式凸轮轴的制造方法有：焊接法、烧结法、扩管法、热套法、机械滚花法等。这些方法都是将凸轮轴分解成单个的凸轮零件、中间芯轴零件、传动零件等等，再应用不同的制造工艺方法将各个零件连接起来组合成凸轮轴。

其中采用扩管法时需要用到扩管装置，比如中国专利201710348127.6公开了扩管器，包括夹具、弓形架、顶压螺杆、扩管锥头和手柄，弓形架安装在夹具两侧，在弓形架上安装有顶压螺杆，顶压螺杆下方连接扩管锥头，顶压螺杆上端伸出弓形架与手柄连接，在夹具中间设置有一排用于夹紧金属管的中间孔，在弓形架与夹具的连接处设置微调机构，用于微调弓形架上顶压螺杆与中间孔的同心度。本发明的扩管器，利用顶压螺杆下压扩管锥头，对夹紧在中心孔中的金属管进行扩管加工，属于硬金属的扩管。但是在组合式凸轮轴的扩管过程中，由于芯轴自身横截面要求，其扩管精度要求高，并且需要超高压的液体来胀大轴管，在胀大轴管的过程中，一定要保证密封端口时刻处于密封状态，不允许有任何的泄露，整个空间有限，不易使用该种金属扩管装置进行扩管。

因此，需要一种能对组合式凸轮轴进行胀紧固定的高压扩张装置。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种自定心密封堵头及高压扩张装置，用于解决现有技术中组合式凸轮轴胀紧固定所用扩张装置复杂的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种自定心密封堵头，自定心密封堵头的第一端为密封端，自定心密封堵头的第二端为端面为圆弧球面的同心定位端。

优选的，所述自定心密封堵头的第一端为锥形、球形或轴向截面线为抛物线的圆弧端。

优选的，所述自定心密封堵头的第二端具有周向延伸的安装槽。

优选的，所述自定心密封堵头的第一端内具有液体通道，液体通道的一端位于第一端的周向面上，液体通道的另一端位于第一端的端面上。

本发明还提供一种高压扩张装置，其包括：

模具，所述模具包括相对设置的上模和下模；

密封组件，置于所述模具的一侧，密封组件包括：驱动组件以及与驱动组件相连的如权利要求1所述的自定心密封堵头，所述自定心密封堵头内具有与高压液体管道连通的液体通道。

优选的，所述驱动组件为液压缸，液压缸与一支撑座相连，支撑座上具有凹形球面的凹槽，所述自定心密封堵头的第二端的圆弧球面置于凹槽的凹形球面内。

优选的，所述凹槽内的槽壁上具有凸出的卡条，所述自定心密封堵头的第二端具有安装槽，所述卡条卡设在安装槽内。

优选的，所述密封组件为两组，对称设置在所述模具的两侧。

优选的，所述高压扩张装置还包括容置所述模具和所述密封组件的油槽。

优选的，所述油槽的底部设有工作平台，所述模具和所述密封组件安装在工作平台上。

如上所述，本发明的自定心密封堵头及高压扩张装置，具有以下有益效果：自定心密封堵头自定心密封堵头在向待扩张管件靠近顶紧时，自定心密封堵头可以实现自动找正待扩张管件的两端，使二者很好的同心，达到很好的密封效果，大大提高了高压扩张装置对待扩张管件的密封性，确保向待待扩张管件内充入高压液体，实现高压扩张。

附图说明

图1显示为本发明的自定心密封堵头的一实施例图。

图2显示为本发明的自定心密封堵头的第二实施例图。

图3显示为本发明的自定心密封堵头的第三实施例图。

图4显示为本发明的高压扩张装置示意图。

图5显示为本发明的高压扩张装置的局部放大图。

图6显示为本发明的高压扩张装置的使用状态示意图。

元件标号说明

10油槽

20上模

30下模

40工作平台

50自定心密封堵头

501自定心密封堵头的第一端

502液体通道

503安装槽

504自定心密封堵头的第二端

60高压液体管道

70支撑座

701凹槽

80液压缸

90液体

110芯轴

120凸轮

130传动单元

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1至图6。须知，本说明书所附图中所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1至图3所示，本发明提供一种自定心密封堵头，自定心密封堵头的第一端501为密封端，自定心密封堵头的第二端504为端面为圆弧球面的同心定位端。本发明采用圆弧球面作为端面，可确保自定心密封堵头在密封时可实现自动调节，可自动与待扩张管件同心，提高密封性。

为更好的与待扩张管件的端口配合，见图1、图2、图3所示，本实施例中自定心密封堵头的第一端501为锥形、球形或轴向截面线为抛物线的圆弧端。本实施例通过自定心密封堵头的第一段形状的设置，确保其与待扩张管件的端口内表面紧密配合，达到线密封的效果，提高密封性。

为便于安装，本实施例中自定心密封堵头的第二端502具有周向延伸的安装槽503。本实施例中自定心密封堵头在使用时，可与具有球面的凹槽配合，在凹槽上设有一圈凸起，可与上述安装槽503配合，实现卡凸配合，且自定心密封堵头的第二端502在凹槽内可转动，实现在插入待扩张管件内时的自动定心，提高密封性。

为便于上述自定心密封堵头用于高压扩张装置，便于高压液体输入，本实施例中自定心密封堵头的第一端501内具有液体通道502，液体通道502的一端位于第一端的周向面上，液体通道502的另一端位于第一端的端面上。

如图4所示，本发明还提供一种高压扩张装置，其包括：

模具，所述模具包括相对设置的上模20和下模30；

密封组件，置于所述模具的一侧，密封组件包括：驱动组件以及与驱动组件相连的如上所述的自定心密封堵头50，所述自定心密封堵头50内具有与高压液体管道60连通的液体通道502。本发明采用在自定心密封堵头50上加工出高压液体通道，实现了对待扩张管件两端良好的密封；自定心密封堵头50是指在密封过程中其可自动找正其中心，实现自动定心，提高其密封性。

本实施例中上述模具还包括安装上述上模20和下模30的工作平台40，上述上模20和下模30上均设有轴向定位待扩张管件的定位腔，实现对待扩张管件更好的定位。

为更好的实现自动密封，本实施例中自定心密封堵头的第二端502为球状的凸起，即其具有凸起的圆弧球面，其与驱动自定心密封堵头运动的驱动件凹凸配合，凸起可卡设在驱动件的球形凹槽内，使自定心密封堵头可相对支撑座70的任何方向自由转动，可以实现自动与芯轴同心，提高密封性。

本实施例中上述驱动组件为液压缸80，液压缸80与一支撑座70相连，具体为：液压缸内的活塞杆与支撑座相连，见图5所示，支撑座70的端部具有凹形球面的凹槽701，上述自定心密封堵头50的第二端卡设在凹槽内，且圆弧球面与凹槽的凹形球面配合，使自定心密封堵头在支撑座70内任何方向自由转动，实现自动定心密封芯轴的两端。本实施例中凹槽701内的槽壁上具有凸出的卡条，所述自定心密封堵头的第二端具有安装槽503，所述卡条卡设在安装槽内。

为对两端开口的待扩张管件进行密封，本实施例中上述密封组件为两组，对称设置在所述模具的两侧。

为确保待扩张管件的密封性，本实施例中高压扩张装置还包括容置所述模具和所述密封组件的油槽10，即上述工作平台40置于油槽10的底部；在充高压液体扩张时，油槽10内充满液体90，使整个高压扩张装置处于油密封环境内，便于高压扩张。

如图6所示，采用本发明的高压扩张装置对组合式凸轮轴进行高压胀紧的示意图，凸轮120、传动单元130套装在芯轴110上，形成一个预装的整体部件，在将整体部件放入上述模具中，凸轮120、传动单元130通过上模具20、下模具30进行轴向定位，角向定位由芯轴110的外周面的多边形进行定位，模具整体放置在油槽10中，油槽中盛满液体90，液体将充满整个芯轴的内孔，芯轴内孔不留有任何没有被液体充满的空间。

在油槽10内，靠近轴向定位芯轴的模具两端，各安装有一个上述密封组件。两液压缸80推动支撑座70前进，支撑座70带动自定心密封堵头50前进，自定心密封堵头50与芯轴两端口的锥面进行贴合密封；自定心密封堵头50的圆弧球面可以放进到支撑座70的凹槽内，其可通过自由转动实现自定心密封，提高密封性。

自定心密封堵头在向芯轴锥面靠近顶紧时，自定心密封堵头可以实现自动找正芯轴两端的锥面，使二者很好的同心，达到很好的密封效果，大大提高了芯轴两端中心孔的密封性。再向芯轴内通入高压液体时，芯轴内部便可形成一个理想的内部高压密封腔，在一定的液体压力下芯轴产生一定的径向变形。

随着高压液体经过高压液体管道60压入管内，在压力作用下向轴向孔中持续加压通入流体，左右两侧的自定心密封堵头50持续顶着芯轴110的两端进行密封，在芯轴管内形成内部高压，使得芯轴的配合段的伸入部分沿径向扩张，凸轮120、传动单元130与芯轴110的配合段经过径向扩张连接。

综上所述，本发明的自定心密封堵头及高压扩张装置，自定心密封堵头自定心密封堵头在向待扩张管件靠近顶紧时，自定心密封堵头可以实现自动找正待扩张管件的两端，使二者很好的同心，达到很好的密封效果，大大提高了高压扩张装置对待扩张管件的密封性，确保向待待扩张管件内充入高压液体，实现高压扩张。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。