專利名稱：改進(jìn)的旋鍛工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種旋鍛設(shè)備，更確切地說涉及一種用來旋鍛配件的 旋鍛工具。
背景技術(shù)：
在液壓系統(tǒng)中，經(jīng)過旋鍛的配件與管端連接在一起，從而在管道 之間形成密封連接。旋鍛配件用在飛機(jī)的液壓系統(tǒng)中已有多年。在旋 鍛操作過程中，將管插入到諸如圓柱形套筒的配件中，然后利用旋鍛 工具旋鍛或徑向向內(nèi)壓緊配件。配件外表面上的環(huán)形脊變平并轉(zhuǎn)移到 配件的內(nèi)表面，并在管上形成環(huán)形凹痕，以便固定連接在管上。
待旋鍛的配件通常位于很難到達(dá)的位置。因此，旋鍛工具需要具 有足夠緊湊的結(jié)構(gòu)以接近難于到達(dá)的配件。 一些傳統(tǒng)的旋鍛工具具備 緊湊的結(jié)構(gòu)，其支承著保持在軛狀物中的上模和通過模座保持件與工 具相連的下模。在一些旋鍛工具中，軛狀物能夠與用于連接配件的工 具的其余部件分離。
傳統(tǒng)的旋鍛工具存在多種問題。在一些傳統(tǒng)的旋鍛工具中，下模 在旋鍛操作中有旋轉(zhuǎn)或搖晃的傾向。模具的旋轉(zhuǎn)或搖晃會損害旋鍛工 具，由此導(dǎo)致旋鍛的配件出現(xiàn)缺陷。長期重復(fù)不適當(dāng)使用旋鍛工具將 導(dǎo)致出現(xiàn)與磨損相關(guān)的旋鍛問題。因此，這種傳統(tǒng)的旋鍛工具變得逐 漸不太可靠。
需要一種通用的緊湊型旋鍛工具來處理各種旋鍛操作，并克服傳 統(tǒng)旋鍛工具的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了 一種用于液壓旋鍛配件并將單獨(dú)的管道連接起來的 旋鍛裝置或工具。在一實(shí)施方案中，該旋鍛裝置包括頭部組件和動力 單元組件。所述頭部組件包括頭部元件和將第一模保持到頭部元件的
一部分上的第一彈簧夾。該頭部組件進(jìn)一步包括模塊和將第二模保持 到模塊的一部分上的第二彈簧夾。所述動力單元組件包括基座元件， 其具有容納模塊和頭部元件的安裝部。所述動力單元組件還具有用于 接合模塊以便使第二模朝向第 一模移動并由此旋鍛配件并將配件和管 道連接起來的可移動活塞。
本發(fā)明的另一實(shí)施方案是提供了一種旋鍛裝置，包括頭部元件， 其具有與之一部分相連的第一模；模塊，其具有與之一部分相連的第
二模；以及動力單元組件，其具有帶有安裝部用來容納模塊和頭部元
件的基座元件。所述動力單元組件還具有用于接合模塊以便使第二模 朝向第一模移動的可移動活塞。所述模塊僅在一個位置連接基座元件 的安裝部，并且所述頭部元件僅沿一個方向與基座元件的安裝部滑動 接合。
本發(fā)明的另一實(shí)施方案提供了一種旋鍛裝置，包括頭部組件，其 具有頭部元件和適于將第一模保持到頭部元件的一部分上的第一彈簧 夾。所述頭部組件還具有模塊和適于將第二模保持到模塊的一部分上 的第二彈簧夾。所述旋鍛裝置進(jìn)一步包括動力單元組件，其具有帶有 安裝部用來容納頭部組件的基座元件。所述動力單元組件還具有可移 動活塞，該活塞在頭部組件由動力單元組件接納時(shí)，用于接合頭部組 件的模塊，以便使第二模朝向第一模移動。所述動力單元組件還包括 在頭部組件由動力單元組件接納時(shí)，用于將頭部組件固定到動力單元 組件上的套筒。
本發(fā)明的另一實(shí)施方案是提供一種旋鍛裝置，包括第一模和第二 模，以及頭部元件，其具有置于第一和第二側(cè)部之間的中心部。所述 第一側(cè)部具有包含第一輪廓的支柱，所述第二側(cè)部具有的支柱包含不 同于第一輪廓的第二輪廓。第一彈簧夾將第一模保持到頭部元件的一 部分上。所述旋鍛裝置還包括模塊和適于將第二模保持到模塊的一部 分上的第二彈簧夾。該旋鍛裝置還包括動力單元組件，其具有帶有安
裝部用來容納模塊和頭部元件的基座元件。所述動力單元組件還具有 用于接合模塊以便使第二模朝向第 一模移動的可移動活塞。所述基座
元件的安裝部包括第一通道和第二通道，所述第一通道具有的輪廓可 用于滑動地接納頭部元件的第一側(cè)部的支柱，所述第二通道具有的輪 廓可用于滑動地接納頭部元件的第二側(cè)部的支柱。
本發(fā)明的另一實(shí)施方案是提供一種旋鍛裝置，包括具有至少一個 狹槽的第一模、頭部元件、以及具有至少一個凸舌的第一彈簧夾，所 述凸舌用于接合上模中的至少 一個狹槽，以便將第 一模保持到頭部元 件的一部分上。該旋鍛裝置還包括具有至少一個狹槽的第二模、模塊、 以及具有至少一個凸舌的第二彈簧夾，該凸舌用于接合第二模中的至 少一個狹槽，以便將第二模保持到模塊的一部分上。所述旋鍛裝置還 包括動力單元組件，其具有帶有安裝部用來容納模塊和頭部元件的基 座元件。所述動力單元組件還具有用于接合模塊以便使第二模朝向第 一模移動的可移動活塞。
本發(fā)明的這些和其它實(shí)施方案以及優(yōu)點(diǎn)將在隨后的描述和附圖中 變得更加清楚。


圖1A是按照本發(fā)明的旋鍛工具的透視圖，該旋鍛工具具有與動
力單元組件滑動接合的頭部或軛狀物組件。
圖1B是圖1A所示旋鍛工具的透視圖，其中頭部組件可滑動地從
動力單元組件上拆卸下來。
圖1C是分解透視圖，示出了圖1A中頭部組件的構(gòu)成部件。
圖1D是分解透視圖，示出了圖1A中動力單元組件的構(gòu)成部件。
圖1E是圖1C的頭部組件中第一模和第二模的分解側(cè)視圖。 圖2是通過圖1A中改進(jìn)的旋鍛工具連接在一起的旋鍛配件和兩
根管道的局部剖面?zhèn)纫晥D。
圖3A是圖1A中旋鍛工具的剖視圖。
圖3B是圖1A中旋鍛工具的分解剖視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1A示出了按照本發(fā)明的經(jīng)過改進(jìn)的旋鍛工具100。旋鍛工具 100具有能夠與動力單元組件103滑動接合的頭部或軛狀物組件101。
圖IB示出了旋鍛工具100，其頭部組件101的一部分可滑動地從動力 單元組件103上拆卸下來。圖1C示出了頭部組件101的構(gòu)成部件， 包括頭部元件102、模塊106、第一模(上模)IIO和第二模(下模) 114、第一彈簧夾(上彈簧夾)112和第二彈簧夾(下彈簧夾)116。 圖1D示出了動力單元組件103的構(gòu)成部件，其包括基座元件104。圖 1B示出了頭部組件101的模塊106被可拆卸地安裝在動力單元組件 103的基座元件104上部。第一模110通過第一彈簧夾112可拆卸地 安裝在頭部組件101的頭部元件102上。第二模114則通過第二彈簧 夾116可拆卸地安裝在模塊106上。
頭部元件102包括具有彎曲中心部162的U形結(jié)構(gòu)，其中該彎曲 中心部一體地形成在至少兩個側(cè)部166， 167之間。彎曲中心部162 包括外曲面170,其適于或其輪廓能夠接納第一彈簧夾112的內(nèi)曲面。 彎曲中心部162還包括內(nèi)曲面168，其適于或其輪廓能夠接納第一模 IIO的外曲面。頭部元件102包括位于中心部162和側(cè)部166， 167的 交叉點(diǎn)內(nèi)側(cè)的臺肩210。頭部元件102包括分別形成在第一側(cè)部166 和第二側(cè)部167下端的第一支柱180和第二支柱182。
如圖1D所示，動力單元組件103的基座元件104包括圓柱形下 部188和直徑小于下部188的圓柱形上部198?；?04包4舌安 裝部200,該安裝部200具有相鄰著上部198用以接納模塊106的平 坦上表面204。安裝部200還包括凹槽308，其允許圓柱形的活塞桿穿 過并抵靠模塊106。在一實(shí)施方案中，凹槽308包括一傾斜的外邊緣。
安裝部200包括從上表面204延伸橫過安裝部200寬度的凸出側(cè) 壁206。在一實(shí)施方案中，如圖1D所示，安裝部200和凸出側(cè)壁206 都被成形為基座元件104的一體部件。安裝部200的凸出側(cè)壁206能 夠使由模塊106、第二模114和第二彈簧夾116構(gòu)成的組件僅沿一個 方向或位置定位在基座元件104安裝部200的上表面204，并阻止該 組件沿不恰當(dāng)或錯誤的方向定位。下面將詳細(xì)描述這一特征。
基座元件104包括形成在安裝部200緊鄰著基座元件104上部198 的側(cè)面的第一通道184和第二通道186。第一支柱180的輪廓被設(shè)計(jì)成能夠與基座元件104的第一通道184滑動接合，第二支柱182的輪 廓被設(shè)計(jì)成能夠與基座元件104的第二通道186滑動接合。第一支柱 180和相應(yīng)的第一通道184的匹配以及第二支柱182和相應(yīng)的第二通 道186的匹配都被設(shè)計(jì)成具有不同的結(jié)構(gòu)，以便頭部元件102只能沿 一個方向與基座元件104接合。在其中一個實(shí)施方案中，這種不對稱 結(jié)構(gòu)包括Murphy Strip結(jié)構(gòu)，用以在頭部組件101和動力單元組件 103之間形成單向接合。如果頭部組件101相對于動力單元組件103 轉(zhuǎn)動而^f吏頭部元件102的支柱180， 182沒有與基座元件104上相應(yīng)的 通道184， 186恰當(dāng)?shù)貙?zhǔn)，頭部組件101就不能恰當(dāng)?shù)嘏c動力單元組 件103接合。也就是說，支柱180不能與通道186接合，且支柱182 也不能與通道184接合。如此，能夠防止沿錯誤方向?qū)㈩^部組件101 與動力單元組件103連接。
在一實(shí)施方案中，如圖1B所示，第一支柱180具有圓形內(nèi)表面 l卯，而第二支柱182具有平坦的內(nèi)表面192。第一通道184具有與第 一支柱180的內(nèi)表面190圓形輪廓相匹配的圓形內(nèi)表面194，而第二 通道186具有與第二支柱182的內(nèi)表面192的平坦輪廓相匹配的平坦 內(nèi)表面196。支柱180， 182分別和相應(yīng)通道184, 186的匹配結(jié)構(gòu)能 夠使頭部元件102只沿一個方向與基座元件104滑動接合。本領(lǐng)域技 術(shù)人員能夠認(rèn)識到可采用其它可選的不對稱結(jié)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)頭部元件102 和基座元件104之間的單向滑動接合。
動力單元組件103包括可與基座元件104的上部198滑動接合的 套筒或套環(huán)118。在一實(shí)施方案中，套筒118為一環(huán)孔，其內(nèi)表面適 于接合圓柱形上部198的外表面，以便將頭部元件102鎖定到基座104 的適當(dāng)位置上。在頭部元件的支柱180， 182與基座元件的通道184， 186滑動接合后，套筒118朝著頭部元件102向上移動，將支柱180， 182固定或鎖定到通道184， 186中。
在固定或鎖定位置上，套筒118可防止旋鍛過程中頭部102從基 座元件104上被取下。因此，套筒118形成了確定的(positive)固定 位置，用以在旋鍛過程中對頭部組件101適當(dāng)定位，如果是以除垂直
之外的某一角度保持工具100，那么套筒118還可以防止頭部組件101 跌落。套筒118可用作引導(dǎo)機(jī)構(gòu)，并且消除了旋鍛過程中頭部元件102 被不當(dāng)心偏置(不在適當(dāng)?shù)奈恢蒙?的可能性，這種偏置可能會導(dǎo)致 旋鍛工具部件的元件出現(xiàn)過應(yīng)力狀態(tài)。套筒118還構(gòu)成了使上下模保 持彼此正確對準(zhǔn)以確保正確旋鍛配件的裝置。如圖3A-B所示，可以 在套筒118內(nèi)設(shè)置彈簧，以使套筒保持或偏置在伸展位置(extended position),而頭部組件101則被接合在相對于動力單元的適當(dāng)位置上。 在一實(shí)施方案中，套筒118通過利用引導(dǎo)機(jī)構(gòu)將頭部組件101保持在 動力單元組件103上。
如上所述，設(shè)置頭部對準(zhǔn)裝置使頭部組件101相對于動力單元組 件103對準(zhǔn)，從而在操作旋鍛工具100之前將頭部元件102正確接合 并固定在基座元件104上。這樣就確保了第一模110和第二模114的 恰當(dāng)對準(zhǔn)，并且如果第一模110相對于第二模114被反向定位，也防 止有可能出現(xiàn)的不完全或不適當(dāng)旋鍛。
最好如圖1C所示，頭部組件101的模塊106包括底面172、矩形 側(cè)面174和帶有彎曲凹陷178的側(cè)面176，其中所述彎曲凹陷178橫 過模塊106的上部位于兩個側(cè)面176之間。彎曲凹陷178用于接納第 二模114。模塊106包括臺肩區(qū)域212，其用以在下模塊114向著頭部 元件102移動的過程中接合頭部元件102的臺肩210。
最好如圖1E所示，第一模110和第二模114具有帶內(nèi)曲面的相對 的半圓形結(jié)構(gòu)，用以接納和旋鍛配件的外曲面。多個平行的縱向狹槽 通道136從模110， 114的左端延伸到靠近右端的位置。多個從模的右 端延伸到靠近左端位置的平行縱向狹槽通道138以可供選擇的方式散 布在狹槽通道136之間。狹槽通道136， 138構(gòu)成了細(xì)長的可彎曲的元 件140，其有利于模110， 114的徑向向內(nèi)壓縮。上模110包括用于接 合上彈簧夾112的保持槽142， 144,下模114包括用于接合下彈簧夾 116的保持槽146。
第一彈簧夾112包括適于定位成與頭部元件102的彎曲部162緊 鄰的彎曲部160。第一彈簧夾112還包括從彎曲部160的端部向下延伸且延續(xù)經(jīng)過頭部元件102側(cè)部166， 167的側(cè)部164。第一彈簧夾112 包括從彎曲部160的中央向下延伸的凸緣120， 122。每個凸緣120， 122都包括向內(nèi)伸入到第一彈簧夾112內(nèi)部的凸舌152，其用以固定第 一模110的彈簧夾的保持部。
第一模IIO包括多個上模保持槽142， 144，這些保持槽形成在靠 近第一模110外端部的地方。上模保持槽142， 144適于接納第一彈簧 夾112的凸舌152，以便使其接合并將其固定連接。保持槽142， 144 能夠使第一模110被更快地加工制成以減小制造和生產(chǎn)成本。如圖1A 所示，凸舌152與上模保持槽142， 144接合，并且頭部元件102的彎 曲部162被插入到它們之間。第一彈簧夾112的凸緣120， 122向內(nèi)偏 置，將第一模110保持到凸緣120, 122之間的適當(dāng)位置上。第一彈簧 夾112的側(cè)部164向內(nèi)偏置，從而將第一彈簧夾112保持到緊鄰頭部 元件102側(cè)部166， 167的適當(dāng)位置上。第一彈簧夾112能夠在不使用 緊固螺釘?shù)那闆r下將第一模110安裝到頭部元件102上，從而避免了 為了將第一模110安裝在頭部元件102上而在頭部102鉆孔的需要。
第二彈簧夾116包括底部128和從底部向上延伸的側(cè)部124,126, 從而形成用以接納模塊106的內(nèi)部。第二彈簧夾116的側(cè)部124， 126 分別包括向內(nèi)伸入用以固定第二模114的凸舌156和細(xì)長凸舌158。 第二彈簧夾116還包括一凸舌130，其從底部128延伸出去穿過靠近 側(cè)部124的孔132。凸舌130能夠?qū)⒂赡K106、第二模114和第二彈 簧夾116構(gòu)成的組件只沿一個方向相對于側(cè)壁206設(shè)置在基座元件 104的安裝部200上。凸舌130可以干涉?zhèn)缺?06以阻止組件沿不適 當(dāng)?shù)姆较蛟O(shè)置在基座安裝部200上。例如，如果由模塊106、第二模 114和第二彈簧夾116構(gòu)成的組件是反向設(shè)置的，那么凸舌130就會 接觸到凸出的側(cè)壁206，從而不能將該組件正確地設(shè)置到安裝部200 上。
第二模114包括緊鄰著其中一個端部形成的多個下模保持槽146 和緊鄰著另一個外端部形成的下模保持凹口 148。下模保持槽146用 于接納和接合第二彈簧夾116的凸舌156,并且與之形成固定連接。
保持槽146能夠使第二模114被更快地加工以減小制造和生產(chǎn)成本。 下模保持凹口 148用于容納和接合下彈簧夾116的細(xì)長凸舌158，并 且與之形成固定連接。
如上所述，設(shè)置下模對準(zhǔn)裝置用以在用旋鍛工具100進(jìn)行旋鍛操 作前使由模塊106、第二模114和第二彈簧夾116構(gòu)成的組件相對于 基座元件104沿適當(dāng)?shù)姆较驅(qū)?zhǔn)。該組件相對于基座元件104的正確 定位構(gòu)成了第二模114相對于第一模110的正確定位從而確保使用旋 鍛工具100對配件的正確旋鍛。安裝部側(cè)壁206和彈簧夾凸舌130允 許該組件以優(yōu)選的結(jié)構(gòu)設(shè)置在基座元件104上，并且能夠阻止該組件 以錯誤的方向設(shè)置在基座元件104上。側(cè)壁206和凸舌130還能夠阻 止在旋鍛過程中該組件相對于基座元件104所出現(xiàn)的不期望的搖晃或 轉(zhuǎn)動，從而改善了可靠性，增加了旋鍛工具100的壽命。
圖2示出了被旋鍛的配件250和兩個通過旋鍛工具100連接在一 起的管252， 254。第二模114朝向第一模110移動，以便旋鍛配件250 并將管252， 254連接在一起。如圖2所示，配件250包括用來接納管 252， 254端部的套管260。旋鍛之前，配件250具有光滑的圓柱形內(nèi) 壁262和不規(guī)則形狀的外壁264,其中所述外壁在靠近配件250每一 端部處均具有直徑減小了的環(huán)形凹槽266。從凹槽266處向外延伸出 的是平坦的環(huán)形脊268和延伸到配件250端部、逐漸向內(nèi)變細(xì)的鼻狀 物270。脊268的平坦表面被構(gòu)造成可在完成旋鍛后阻止管254和配 件250的相對旋轉(zhuǎn)。
旋鍛過程中，利用模IIO， 114將配件250向內(nèi)壓縮，從而使配件 250形成沿著內(nèi)壁262的不規(guī)則輪廓，并且將管254夾緊。此外，配 件250的環(huán)形脊268被向內(nèi)壓縮，從而在配件250的內(nèi)壁262上形成 環(huán)形壓痕。相應(yīng)地，管252也^皮旋鍛成與配件250內(nèi)壁262相匹配的 結(jié)構(gòu)。因此，旋鍛工具IOO提供了兩個管252， 254的永久密封連接。
圖3A示出了旋鍛工具100的橫截面視圖。圖3B示出了旋鍛工具 100的分解的橫截面視圖。
如圖3A所示，第一模110容納在U形頭部元件102的內(nèi)部。在
旋鍛操作過程中，頭部元件102的臺肩210用于將臺肩區(qū)域212接合 到模塊106上。臺肩區(qū)域212和臺肩210的表面可以相對于旋鍛工具 100的橫向軸以某一角度逐漸變細(xì)，例如30°。變細(xì)的表面在工具的這 些表面上提供了均勻的應(yīng)力分布和工具破裂的較低的可能性，并減小 了在這些區(qū)域加強(qiáng)工具100的需要。
頭部元件102的側(cè)部166， 167以平4亍的方式向下延伸。側(cè)部166， 167具有基本平坦且平行的內(nèi)、外表面，所述內(nèi)、外表面終止于向內(nèi) 延伸的支柱180, 182。如前所述，支柱180， 182的輪廓凈皮設(shè)計(jì)成能 夠與通道184, 186滑動接合，從而將頭部元件102與基座元件104 連接起來。通道184， 186橫向于基座元件104的圓柱形上部198的縱 軸。為了把頭部元件102安裝到基座元件104上，用滑動運(yùn)動將支柱 180， 182插入到通道184， 186中，直到第一模110正好在第二模114 之上與其對準(zhǔn)。
支柱180， 182和通道184， 186的滑動接合能夠使頭部元件102 直接連接于基座元件104，減少了用于形成或構(gòu)成連接的桿件、螺母 或各種其它緊固部件的需要。由于能夠快速地實(shí)現(xiàn)頭部元件102和基 座元件104之間的固定連接，因此所述滑動接合形成了更可靠的旋鍛 工具。此外，這種滑動接合減少了第一模110相對于第二模114的搖 晃和旋轉(zhuǎn)，從而改進(jìn)了旋鍛工具100的性能和可靠性。
在安裝在基座104上時(shí)，模塊106被設(shè)置在頭部元件102的側(cè)部 166， 167之間。通過球形件310將模塊106保持在側(cè)部166， 167之 間，其中所述球形件310設(shè)置在模塊106的開口 312內(nèi)，并且通過彈 簧314被向外偏置到側(cè)部166， 167的凹槽316中。凹槽316沿軸向延 伸出一段足夠的距離，以允許在旋鍛過程中第二模114和模塊106向 第一模110移動，同時(shí)頭部元件102和第一模110則保持靜止。模塊 106的底面172鄰接著基座元件104的安裝部200的上表面204。
如圖3A， 3B所示，動力單元組件103的基座元件104包括一圓 柱形的內(nèi)部，其被分成第一、第二和第三圓柱形腔室322， 324， 326。 動力單元組件103包括一單獨(dú)的活塞350、 一可拆卸的端蓋320和一設(shè)置在基座元件104的圓柱形內(nèi)部的卡環(huán)338。下面將對此進(jìn)行詳細(xì) 描述，卡環(huán)338用于將端蓋320保持在動力單元組件103的基座元件 104內(nèi)。在旋鍛配件，例如旋鍛圖2所示配件250的過程中，通過動 力單元組件103的圓柱形基座元件104內(nèi)活塞350的作用，使第二模 114向第一模110移動。
如圖3A， 3B所示，端蓋320被旋入到基座元件104的第三腔室 326內(nèi)的位置中。在實(shí)施方案中，端蓋320包括一圓柱形結(jié)構(gòu)，該圓 柱形結(jié)構(gòu)具有被定位在頭部336和底部337之間的中心軸向孔330。 頭部336的圓柱形直徑小于底部337的圓柱形直徑。端蓋320包括帶 有環(huán)形結(jié)構(gòu)的第一密封件372，其用于連接頭部336。端蓋320還包括 從頭部336向外延伸的唇緣339,其用于使第一密封件372抵靠著頭 部336，并且位于唇緣339和底部337之間。第一密封件372在端蓋 320和基座元件104之間構(gòu)成了流體屏障。
端蓋320的外圓周邊緣包括向外伸出的環(huán)形臺肩332，該臺肩被 設(shè)置成抵靠著基座元件104的內(nèi)表面上向內(nèi)延伸的環(huán)形臺肩334。端 蓋320包括帶有外螺紋的外表面340，以接合第三腔室326的內(nèi)螺紋 表面342。在端蓋320與第三腔室326螺紋接合時(shí)，端蓋320的臺肩 332鄰接著基座元件104的臺肩334。
如圖3A所示，端蓋320通過卡環(huán)338被固定或保持在基座元件 104的下腔室324中。在一實(shí)施方案中，卡環(huán)338包括帶有中心軸向 孔和傾斜的外圓周邊緣346的圓柱形圓盤，其中所述外圓周邊緣能夠 扣合到基座元件104的內(nèi)表面上的凹陷通道345內(nèi)。當(dāng)卡環(huán)338完全 扣合到通道345中時(shí)，端蓋320被限制在基座元件104的下部開口端 和基座元件104的內(nèi)表面上的臺肩334之間。端蓋320的中心軸向孔 330和卡環(huán)338的中心軸向孔對準(zhǔn)，并允許將流體引入到基座元件104 的內(nèi)部，以便能夠執(zhí)行旋鍛工具100的氣動或液壓操作。應(yīng)當(dāng)理解的 是，端蓋320的中心軸向孔330包括光滑的圓柱形內(nèi)表面。
端蓋320的底部337包括安裝孔347，其用于容納緊固件，如螺 栓，以便將卡環(huán)338固定到端蓋320上。當(dāng)端蓋320被螺紋旋入基座
元件104的位置中，且卡環(huán)338被設(shè)置到凹陷通道345中時(shí)，可以令 緊固件穿過形成在卡環(huán)338中的孔351，并插入到安裝孔347中，從 而將卡環(huán)338固定到端蓋320上。這樣防止了在旋鍛過程中端蓋320 從基座元件104上旋出。
端蓋320包括形成在底部337中的壓力入口 390。在實(shí)施方案中， 端蓋320的壓力入口 390包括高壓入口，如帶有MS33649-2螺紋的 MS端口結(jié)構(gòu)，這便于通過轉(zhuǎn)接器406將雙軸轉(zhuǎn)環(huán)400安裝到動力單 元組件103上。壓力入口 390的高壓入口結(jié)構(gòu)減少了旋鍛過程中將加 壓流體引入動力單元組件103內(nèi)的應(yīng)力。轉(zhuǎn)環(huán)400包括第一旋轉(zhuǎn)接頭 402，其允許旋鍛工具100在與基座元件104軸線重合的平面上旋轉(zhuǎn)。 如圖3A所示，轉(zhuǎn)環(huán)400的第一旋轉(zhuǎn)接頭402通過轉(zhuǎn)接器406與端蓋 320連接。轉(zhuǎn)環(huán)400還包括第二旋轉(zhuǎn)接頭404，其允許旋鍛工具100 沿著圍繞轉(zhuǎn)環(huán)400縱軸的圓柱形路徑。轉(zhuǎn)環(huán)400能夠使旋鍛工件100 被指引到幾乎任意的方向上。當(dāng)在有限的空間執(zhí)行旋鍛操作時(shí)，或者 沿軸向接近配件(如配件250)的通道受到周圍環(huán)境限制時(shí)，這一特
征將具有相當(dāng)重要的實(shí)用性。
在實(shí)施方案中，端蓋320的外螺紋表面340包括錐形螺紋?？傮w 而言，與傳統(tǒng)的等螺距螺紋相比，以適當(dāng)?shù)男问绞雇饴菁y或內(nèi)螺紋變 細(xì)改善了螺紋的負(fù)載分布。因此，端蓋320的外表面340上的錐形螺 紋可以提高端蓋320和基座元件104的內(nèi)螺紋表面342之間的螺紋連 接強(qiáng)度。螺紋340向外逐漸變細(xì)，從而端蓋320的外徑從上部336沿 著指向底部337的方向逐漸增大，而基座元件104的內(nèi)螺紋342則是 以傳統(tǒng)的等螺距形式構(gòu)成。
動力單元組件103的活塞350包括往復(fù)地保持在第二腔室324內(nèi) 的底部354，以及穿過基座元件104的上部198中的軸向孔360和第 一腔室322延伸的桿部356，所述桿部356的頂部通過保持環(huán)362與 模塊106抵接并接合在一起。在一實(shí)施方案中，保持環(huán)362由特氟隆 材料制成，但是在不脫離本發(fā)明范圍的情形下也可以包括其它材料。 桿部356的頂部具有一相對的槽(counter groove) 173，其被容納在 基座元件104的安裝部200中的凹槽308中，用保持環(huán)362將該頂部 固定在模塊106上。在旋鍛操作的活塞350運(yùn)動的過程中，當(dāng)頭部組 件101和動力單元組件103連接時(shí)，保持環(huán)362將模塊106保持在活 塞350上，從而使第二模114與第一模IIO保持對準(zhǔn)。旋鍛工具100 采用了單個活塞350,這相對于現(xiàn)有的旋鍛工具是一個改進(jìn)。
環(huán)形臺肩364形成在活塞底部354的頂部，其用來與基座元件104 的內(nèi)表面上向內(nèi)延伸的環(huán)形臺肩366接合。環(huán)形臺肩366可用作內(nèi)部 止擋件來限制旋鍛過程中活塞350的運(yùn)動。在旋鍛過程中，利用基座 104內(nèi)的活塞350和模塊106使第二模114向第一模110移動。接合 時(shí)，基座104的環(huán)形臺肩366與活塞350的環(huán)形臺肩364^氐接。
活塞底部354的下部具有第二密封件374，它在活塞350和基座 元件104之間形成了流體屏障。第二密封件374為能夠與活塞底部354 連接的環(huán)形結(jié)構(gòu)。活塞350還包括唇緣359，它從底部354的下端向 外延伸，將第二密封件374限定在唇緣359和底部354之間。
如前所述，第一密封件372與端蓋320接合，在端蓋320和基座 元件104之間形成流體屏障。第一和第二密封件372， 374都把引入的 流體限制到位于活塞350的底部354和端蓋320的頭部336之間的基 座元件104的第二腔室324中。
動力單元組件103包括一個或多個復(fù)位彈簧370，它們設(shè)置在第 一腔室322中活塞桿356周圍和活塞底部354之上的位置處。在基座 元件104內(nèi)沒有液壓的情形下，彈簧370使活塞350抵靠著端蓋320 偏置。完成旋鍛后，由于復(fù)位彈簧370的偏置作用，活塞350抵靠著 端蓋320縮回。反之，旋鍛過程中基座元件104內(nèi)環(huán)形臺肩364, 366 的接合形成了內(nèi)部止擋件，用以防止復(fù)位彈簧370過壓和疲勞。對活 塞350運(yùn)動的這些限制使得能夠更可靠地操作和并提高了旋鍛工具 100的性能。
在一實(shí)施方案中，復(fù)位彈簧370包含一個或多個盤簧，這些盤簧 與明顯更大的螺旋彈簧相比在更小的空間內(nèi)承載著同樣的負(fù)荷。與傳 統(tǒng)的螺旋彈簧相比， 一堆盤簧的直徑小，重量輕，承載的負(fù)荷重，并
且能夠提供活塞350的快速返回。這些特征有助于減小旋鍛工具100 的尺寸和重量。
旋鍛工具100的某些部件包括頭部元件102、基座元件104、模塊 106、第一模110、第二模114、端蓋320、卡環(huán)338和活塞350,其優(yōu) 選由高拉伸強(qiáng)度的材料制成。其它部件可以由冷軋鋼或易加工鋼制成。 復(fù)位彈簧370可以由彈簧鋼制成。
延伸穿過轉(zhuǎn)換器406的軸向通道380使得流體與活塞350連通。 流體從通道380穿過軸向孔330和卡環(huán)338進(jìn)入到端蓋320中，將活 塞350、模塊106和第二模114推向第一模110。通道380包括有利于 把流體引入到中心軸向孔330的斜邊緣382。當(dāng)流體經(jīng)由通道380達(dá) 到活塞350時(shí)，流體使活塞移動，從而依次使模塊106和第二模114 移向第一模110。然后流體被快速地分散到活塞350的底部354。這一 結(jié)構(gòu)利用活塞底部354的表面積來提供使活塞350抵靠上模塊106移 動的基本作用力。因此，在不增大流體壓力的情形下就可以增加活塞 的作用力?？梢圆捎幂^小尺寸的活塞配置，這樣可以使旋鍛工具結(jié)構(gòu) 更加緊湊，重量更輕。
旋鍛工具100的操作如下所述。將配件250設(shè)置在第一模110和 第二模114之間。這是通過如下所述實(shí)現(xiàn)的把頭部組件101從動力 單元組件103上取下，將配件250放置到第二模114的彎曲區(qū)域，然 后將頭部組件101重新放置到動力裝配組件103上，從而配件250就 被安置在第一模110和第二模114之間。然后將套筒118移動到鎖緊 位置上，從而把支柱180， 182鎖緊到基座元件104的通道184， 186 中。
在配件250被正確定位以及套筒被固定后，使加壓的流體穿過端 蓋320和卡環(huán)338流入到基座104中。加壓的流體向抵靠著模塊106 的活塞350施加作用力以便使第二模114向著第 一模110移動。模110， 114的壓縮一直持續(xù)到頭部元件102的臺肩210與模塊106的臺肩212 抵接。當(dāng)釋放流體壓力，并且彈簧370使活塞350返回到縮回位置時(shí)， 旋鍛完成，可以從旋鍛工具100中取出配件250。
在一些情況下，如果其中一根待旋鍛的管道252， 254具有允許以 這種方式進(jìn)入的自由端，那么就可以將組裝的旋鍛工具100直接插入 到配件(如配件250)上。在其它情況下，還需要將頭部組件101從 動力單元組件103上取下，以Y更把頭部組件101 i殳置到位于側(cè)部166， 167或支柱180， 182的自由端之間的配件周圍。在后一種情形下，頭 部組件101和動力單元組件103的滑動接合實(shí)現(xiàn)了旋鍛工具100的快 速裝配，并且在難于接近的位置上例如架空(overhead)或受限的空 間中旋鍛配件時(shí)更為有益。配件旋鍛之后，快速將頭部組件101從動 力單元組件103上取下，以便旋鍛下一個配件。
從前面所述可以認(rèn)識到這種經(jīng)過改進(jìn)的旋鍛工具100適于旋鍛配 件，如用來連接管道252， 254的配件250，特別是在配件處于難于接 近的區(qū)域的情況下。所述工具100提供出用于確保第一模110相對于 第二模114的正確連接、對準(zhǔn)和定位的有效裝置，并且已知旋鍛工具
所具有的各種改進(jìn)的特征將有助于得到比迄今為止所開發(fā)的工具更可 靠的旋鍛工具。
盡管已經(jīng)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，但應(yīng)當(dāng)理解本領(lǐng)域技術(shù) 人員可以在不過脫離由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明實(shí)質(zhì)和范圍的情形 下作出改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種旋鍛裝置，其包括第一和第二模；頭部元件；適于將第一模保持到頭部元件的一部分上的第一彈簧夾；模塊；適于將第二模保持到模塊的一部分上的第二彈簧夾；以及動力單元組件，其具有基座元件，所述基座元件帶有適于容納模塊和頭部元件的安裝部，所述動力單元組件具有可移動活塞，其適于接合模塊以便使第二模向第一模移動。
2. 如權(quán)利要求l所述的裝置，其中所述第一模包括至少一個狹槽， 所述第 一彈簧夾包括至少一個凸舌，其適于與第一模中的至少一個狹 槽接合，以便將第一模保持到頭部元件的適當(dāng)位置上，從而使頭部元 件置于第一模和第一彈簧夾之間。
3. 如權(quán)利要求l所述的裝置，其中所述第二模包括至少一個狹槽， 所述第二彈簧夾包括至少一個凸舌，其適于與第二模中的至少一個狹 槽接合，以便將第二模保持到模塊的適當(dāng)位置上，從而使模塊置于第 二模和第二彈簧夾之間。
4. 如權(quán)利要求i所述的裝置，其中所述動力單元組件包括設(shè)置在基座元件的安裝部和活塞之間的至少一個彈簧，所述活塞適于在基座元件內(nèi)的縮進(jìn)位置和止擋位置之間移動，其中在縮進(jìn)位置，使得至少一個彈簧使活塞偏置遠(yuǎn)離基座元件的安裝部，而在止擋位置，使得至 少一個彈簧在活塞向基座元件的安裝部移動時(shí)被壓縮。
5. 如權(quán)利要求l所述的裝置，其中所述動力單元組件的基座元件包括阻擋活塞向基座元件的安裝部移動的第一臺肩。
6. 如權(quán)利要求l所述的裝置，其中所述基座元件包括螺紋孔和第二臺肩，所述動力單元組件包括端蓋，所述端蓋具有螺紋外表面，其 適于與基座元件的螺紋孔接合，以便將端蓋定位在基座元件中鄰近第二臺肩的位置處。
7. 如權(quán)利要求6所述的裝置，其中所述基座元件包括至少一個與 螺紋孔相鄰的凹陷通道，所述動力單元組件包括與基座元件的凹陷通 道接合、從而將端蓋固定到基座元件中的卡環(huán)。
8. 如權(quán)利要求l所述的裝置，其中所述頭部元件沿單一的方向與 基座元件的安裝部滑動接合。
9. 如權(quán)利要求l所述的裝置，其中所述頭部元件包括設(shè)置在第一 側(cè)部和第二側(cè)部之間的中心部，所述第 一側(cè)部具有包含第 一輪廓的支 柱，所述第二側(cè)部的支柱具有不同于第一輪廓的第二輪廓。
10. 如權(quán)利要求9所述的裝置，其中所述基座元件的安裝部包括 第一通道和第二通道，所述第一通道的輪廓適于滑動地容納第一側(cè)部 的支柱，所述第二通道的輪廓適于滑動地容納第二側(cè)部的支柱。
11. 如權(quán)利要求l所述的裝置，進(jìn)一步包括套筒，當(dāng)通過基座元 件的安裝部容納頭部元件時(shí)，其適于將頭部元件固定到基座元件上。
12. 如權(quán)利要求l所述的裝置，其中所述模塊僅沿一個方向連接 到基座元件的安裝部。
13. 如權(quán)利要求l所述的裝置，其中所述基座元件包括從基座元 件的安裝部延伸的凸出側(cè)壁，所述彈簧夾包括由其一部分延伸的凸舌， 從而僅沿一個方向或位置將模塊設(shè)置到基座元件的安裝部上。
14. 如權(quán)利要求l所述的裝置，其中所述模塊包括適于容納活塞 的一部分的孔，所述模塊還包括將活塞的一部分固定到模塊上的保持 環(huán)。
15. 如權(quán)利要求l所述的裝置，進(jìn)一步包括第一和第二密封件， 其中所述第一密封件適于連接端蓋的一部分，以便在動力單元組件的 基座元件和端蓋之間形成流體屏障，所述第二密封件適于連接活塞的 一部分，以便在動力單元組件的基座元件和活塞之間形成流體屏障。
16. 如權(quán)利要求l所述的裝置，其中所述端蓋包括高壓入口。
17. —種旋鍛裝置，包括頭部元件，其具有與其一部分相連的第一模；模塊，其具有與其一部分相連的第二模；以及動力單元組件，其具有基座元件，所述基座元件帶有適于容納模 塊和頭部組件的安裝部，所述動力單元組件具有可移動活塞，其適于 接合模塊以便使第二模向第 一模移動，其中所述模塊僅在一個位置連接基座元件的安裝部；并且所述頭部元件僅沿一個方向與基座元件的安裝部滑動接合。
18. —種旋鍛組件，包括頭部組件，其具有頭部元件和適于將第一模保持到頭部元件的一 部分上的第一彈簧夾，所述頭部組件還具有模塊和適于將第二模保持到模塊的一部分上的第二彈簧夾；以及動力單元組件，其具有基座元件，所述基座元件帶有適于容納頭 部組件的安裝部，所述動力單元組件具有可移動活塞，當(dāng)頭部組件由 動力單元組件容納時(shí)，其適于接合頭部組件的模塊以便使第二模向第 一模移動，所述動力單元組件還包括套筒，在頭部組件由動力單元組 件接納時(shí)，其適于將頭部組件固定到動力單元組件上。
19. 一種旋鍛裝置，其包括第一和第二模；頭部元件，其具有置于第一和第二側(cè)部之間的中心部，其中所述 第 一側(cè)部包括具有第 一輪廓的支柱，所述第二側(cè)部的支柱具有不同于第一輪廓的第二輪廓；適于將第一模保持到頭部元件的一部分上的第一彈簧夾； 模塊；適于將第二模保持到模塊的一部分上的第二彈簧夾；以及 動力單元組件，其具有基座元件，所述基座元件帶有適于容納模 塊和頭部元件的安裝部，所述動力單元組件具有可移動活塞，其適于 接合模塊以便使第二模向第一模移動，其中，所述基座元件的安裝部 包括第一通道和第二通道，所述第一通道的輪廓適于滑動地接納頭部 元件的第一側(cè)部的支柱，所述第二通道的輪廓適于滑動地接納頭部元 件的第二側(cè)部的支柱。
20. —種旋鍛裝置，其包括 具有至少一個狹槽的第一模； 頭部元件；具有至少一個凸舌的第一彈簧夾，所述凸舌適于接合第一模中的 至少一個狹槽，以便將第一模保持到頭部元件的一部分上； 具有至少一個狹槽的第二模； 模塊；具有至少一個凸舌的第二彈簧夾，該凸舌適于接合第二模中的至 少一個狹槽，以便將第二模保持到模塊的一部分上；以及動力單元組件，其具有基座元件，所述基座元件帶有適于容納模 塊和頭部元件的安裝部，所述動力單元組件具有可移動活塞，其適于 接合模塊以便使第二模向第 一模移動。
全文摘要
一種用于旋鍛配件并將單獨(dú)的管道連接起來的旋鍛工具(100)。該旋鍛工具(100)包括可拆卸的頭部組件(101)，其具有頭部元件(102)和適于將第一模(110)保持到頭部元件(112)的一部分上的第一彈簧夾(112)。該頭部組件還包括模塊(106)和適于將第二模(114)保持到模塊(106)的一部分上的第二彈簧夾(116)。所述旋鍛工具(100)還包括動力單元組件(103)，其具有用來容納頭部組件(101)中的模塊(106)和頭部元件(102)的基座元件(104)。該動力單元組件包括用于接合模塊(106)以便在旋鍛過程中使第二模(114)向第一模(112)移動的可移動活塞(350)。
文檔編號B25B27/02GK101198443SQ200680021726
公開日2008年6月11日 申請日期2006年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月9日
發(fā)明者A·葉利扎拉雷, G·沙遜, J·利爾, J·施羅德, K·M·帕萊杰瓦拉 申請人:工藝金屬連接器公司