專利名稱：可微調(diào)式管件液壓成形沖頭機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種管件液壓成形沖頭機構(gòu)，更特別有關(guān)于一種可微調(diào)式管件液壓成形沖頭機構(gòu)，其轉(zhuǎn)接單元、沖頭本體及沖頭前端之間具有超高壓的密封效果，并包括沖頭位置調(diào)整單元及沖頭角度調(diào)整單元，用以調(diào)整沖頭本體的位置及角度。
背景技術(shù)：
管件液壓成形(Tube Hydroforming，簡稱THF)制程，顧名思義是先將管材置于具形狀的模具中，通過管件內(nèi)部加入高壓流體(目前主要以水為主)，搭配軸向施加壓力補償管料，把管料壓入到模具腔體內(nèi)成形。具有減輕重量、節(jié)省能源、產(chǎn)品一體成型化、剛性佳、提高產(chǎn)品性能/精度及創(chuàng)新性等優(yōu)點。參考圖1，已知管件液壓成形沖頭機構(gòu)12是應用于管件液壓成形設(shè)備10，其使用目的為(1)該沖頭機構(gòu)12使待加工的管件14兩側(cè)密封，產(chǎn)生液密效果，甚至可輔助管件材料流動補料。(2)該沖頭機構(gòu)12上需設(shè)置有水道(圖中未示)，可灌入高壓流體而使管件14液壓成形。軸向進給的側(cè)缸16為沖頭機構(gòu)12的動力來源，可通過計算機來控制沖頭機構(gòu)的進給量。
美國專利第5,511,404號，標題為“用于管件延伸設(shè)備的水頭密封(Seal HeadFor Tube Expansion Apparatus)”，揭示一種設(shè)備，其充入流體并加壓管件。該設(shè)備具有高壓低流速管道，其形成于軸內(nèi)。該軸心具有縱向孔，其連通于高壓流體源。管件密封裝置緊鄰于該軸的前端，用于當該軸嚙合于該管件且高壓流體進入該管件時密封該管件。用以將該軸往復運動的裝置，可朝該管件的方向前進或后退。高流速低壓管道具有套管，用于當后退時容納該軸的前端，且后開口可滑動且密封地嚙合該管件密封裝置的軸后。該套管的內(nèi)部是連通于高流速低壓流體源，用以密封緊鄰于該管件端部的外部表面。在操作時，該套管是前進以密封該外部表面，該管件是在高流速狀態(tài)下充滿低壓流體，該軸前進以密封該管件，該管件加壓，最后將上述制成反向操作以釋放該管件。然而，上述用于管件延伸設(shè)備的水頭密封結(jié)構(gòu)復雜，增加設(shè)備成本。
再者，再參考圖1，沖頭機構(gòu)12如何精確對正模具20的模穴18和待成形的管件14是液壓成形設(shè)備設(shè)計與組裝最常見的問題，兩者間的間隙公差通常只有0.1～0.3mm左右，如果沖頭機構(gòu)12產(chǎn)生偏心，將增加沖頭機構(gòu)12的挫曲應力，和相互間的摩擦耗損，會大幅地削減沖頭機構(gòu)12和模具20的壽命。
因此，便有需要提供一種可微調(diào)式管件液壓成形沖頭機構(gòu)，能夠解決前述的缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的在于提供一種可微調(diào)式管件液壓成形沖頭機構(gòu)，其轉(zhuǎn)接單元、沖頭本體及沖頭前端之間具有超高壓的密封效果。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種可微調(diào)式管件液壓成形沖頭機構(gòu)，其包括沖頭位置調(diào)整單元及沖頭角度調(diào)整單元，用以調(diào)整沖頭本體的位置及角度。
為達到上述目的，本發(fā)明提供一種可微調(diào)式管件液壓成形沖頭機構(gòu)，其包括沖頭本體、沖頭前端及轉(zhuǎn)接單元。該沖頭本體具有第二水道，其中該第二水道具有進口及出口，且該第二水道的進口與出口方向成特定角度。該沖頭前端具有第一水道連通該第二水道的出口，并通過水密管螺紋密封方式固定于該沖頭本體上。該轉(zhuǎn)接單元是固定于該沖頭本體上，并包括接頭及密封用管，其中該接頭具有第三水道，該沖頭本體的第二水道依序連通于該密封用管、該第三水道及外部高壓管，且該密封用管具有密封傾斜面接觸于該第二水道的進口。該沖頭機構(gòu)另包括沖頭位置調(diào)整單元及沖頭角度調(diào)整單元。
本發(fā)明具有可更換沖頭前端的模塊化設(shè)計。該沖頭本體與沖頭前端之間通過水密該螺紋密封方式及密封填料以形成可承受超高壓的密封效果。該沖頭本體與該轉(zhuǎn)接單元之間是利用金屬的接觸變形，形成可承受超高壓的密封效果。本發(fā)明設(shè)計兩種位置的調(diào)整機構(gòu)和一種角度的調(diào)整機構(gòu)，使沖頭于對正組裝時可適當?shù)匚⒄{(diào)，可降低模具加工和組裝上精度的要求。
為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、和優(yōu)點能更明顯，下文將配合所附圖示，作詳細說明如下。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)的管件液壓成形設(shè)備示意圖。
圖2為本發(fā)明的一實施例的沖頭機構(gòu)的剖面示意圖，其顯示該沖頭機構(gòu)是應用于管件液壓成形設(shè)備。
圖3a及3b為本發(fā)明的一實施例的沖頭機構(gòu)的側(cè)視及前視示意圖。
圖4為本發(fā)明的一實施例的沖頭機構(gòu)的組合示意圖。
圖5為本發(fā)明的一實施例的沖頭機構(gòu)的側(cè)視示意圖，其顯示螺栓固定該高壓管的兩根鋼纜。
圖6為本發(fā)明的一實施例的沖頭機構(gòu)的側(cè)視示意圖，其顯示本發(fā)明的另沖頭位置調(diào)整單元。
圖7為本發(fā)明的一實施例的沖頭機構(gòu)的側(cè)視示意圖，其顯示本發(fā)明的一實施例的沖頭角度調(diào)整單元。
圖8為本發(fā)明的一實施例的沖頭機構(gòu)的側(cè)視示意圖，其顯示將該沖頭位置調(diào)整單元與沖頭角度調(diào)整單元相結(jié)合。
圖9為本發(fā)明的一實施例的沖頭機構(gòu)的剖面示意圖，其顯示該沖頭機構(gòu)包括另一種型式的接頭。
附圖標記說明10 液壓成形設(shè)備 12 沖頭機構(gòu)14 管件 16 側(cè)缸18 模穴 20 模具100 沖頭機構(gòu) 102 模具104 模穴 106 管件108 側(cè)缸110 沖頭本體 112 圓孔120 沖頭前端 122 凸出部124 挾持用孔 126 斜面128 檢視孔132 第一水道 134 第二水道136 進口 138 出口140 前蓋 142 底座
144 定位圓孔 146 定位銷152 第一鎖扣孔154 第二鎖扣孔156 第三鎖扣孔158 第一鎖扣件160 保護環(huán)162 安全螺孔164 螺栓 166 高壓管168 鋼纜172 第一圓弧面174 第二圓弧面176 第四鎖扣件180 轉(zhuǎn)接單元 182 接頭184 第二鎖扣件186 密封用管187 斜面 188 檢視孔192 第三水道 194 進口196 出口262 第一斜面 264 楔形塊266 第二斜面 268 第三鎖扣件具體實施方式
參考圖2、3a、3b及4，其顯示本發(fā)明的一實施例的沖頭機構(gòu)100，其可用于管件液壓成形設(shè)備或高壓測試設(shè)備。以下僅以管件液壓成形設(shè)備說明本發(fā)明的實施例，任何本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者可知該沖頭機構(gòu)亦可應用于其它高壓測試設(shè)備，諸如用于耐壓測試。
再參考圖2，本發(fā)明的可微調(diào)式管件液壓成形沖頭機構(gòu)100包括沖頭本體110、沖頭前端120及轉(zhuǎn)接單元180。該沖頭前端120及沖頭本體110分別包括凸出部122及圓孔112，且該凸出部122的陽螺紋是對應于該圓孔112的陰螺紋。于組裝時，該凸出部122是可通過水密管螺紋密封方式，諸如水密膠帶螺紋密封方式，固定該沖頭本體110的圓孔112內(nèi)，并于該凸出部122與該圓孔112之間配置密封填料124以增加密封效果。該沖頭前端120包括挾持用孔124，用于操作者將該沖頭前端120鎖緊或放松。該沖頭前端120是可設(shè)有密封用斜面126，諸如利用金屬直接接觸密封(亦即金屬變形)或放入金屬密合墊，用于該沖頭前端120插入該管件液壓成形設(shè)備的模具102的模穴104時該沖頭前端120與待加工管件106的接觸面形成密封。該沖頭本體110及該沖頭前端120之間是可設(shè)有泄漏檢視孔128，用以檢查有無泄漏。
該沖頭前端120及沖頭本體110分別具有第一水道132及第二水道134，其中該第二水道134具有進口136及出口138。于組裝后，該第一水道132是連通該第二水道134的出口138。該第二水道134的進口136與出口138方向成特定角度，諸如90度，用以方便通過該轉(zhuǎn)接單元180將外部高壓管連接于該第二水道134的進口136。具有轉(zhuǎn)折的該第二水道134，是可通過該轉(zhuǎn)接單元180連接該高壓管，使高壓液體流經(jīng)該第一水道132而注入待加工管件106的內(nèi)部。
再參考圖2及4，該沖頭機構(gòu)100另可包括前蓋140及底座142。該前蓋140是環(huán)繞該沖頭本體110，且該前蓋140、該沖頭本體110及該底座142分別設(shè)有多個第一鎖扣孔152、第二鎖扣孔154及第三鎖扣孔156。于組裝時，通過多個第一鎖扣件158，諸如4個螺栓(如圖3b所示)，依序穿過將該前蓋140的第一鎖扣孔152、該沖頭本體110的第二鎖扣孔154及該底座142的第三鎖扣孔156而將該沖頭機構(gòu)100固鎖于一側(cè)缸108上(如圖2所示)。該底座142設(shè)有一定位圓孔144，可置入一定位銷146，用以將該沖頭機構(gòu)100與該側(cè)缸108定位及對準。該沖頭機構(gòu)100另可包括一保護環(huán)160，其環(huán)繞該沖頭本體110，并通過上述第一鎖扣件158固鎖于該前蓋140及該底座142之間，用以保護該沖頭本體110與該轉(zhuǎn)接單元180的連接。該保護環(huán)160是可設(shè)有一安全螺孔162，并通過螺栓164固定該高壓管166的兩根鋼纜168(如圖5所示)，防止該高壓管166脫落后亂甩。再者，由于該沖頭前端120具有大面積的接觸面，可使反作用力傳達至沖頭本體110后面的側(cè)缸108去。
再參考圖4，其顯示本發(fā)明的一實施例的沖頭位置調(diào)整單元。該沖頭位置調(diào)整單元包括該前蓋140的第一鎖扣孔152及該沖頭本體110的第二鎖扣孔154，其中該第一鎖扣孔152及該第二鎖扣孔154的尺寸是較大于該第一鎖扣件158的尺寸，如此該沖頭機構(gòu)100便可通過該第一鎖扣孔152及第二鎖扣孔154與該第一鎖扣件158的位置間隙，進行該沖頭本體110位置的調(diào)整。
參考圖6，其顯示本發(fā)明的另一實施例的沖頭位置調(diào)整單元。該沖頭本體110的底部四周圍是形成四個第一斜面262，且該沖頭位置調(diào)整單元包括四塊楔形塊264及多個第三鎖扣件268，其中該四塊楔形塊分別具有第二斜面266緊密接觸于該四個第一斜面262，藉此該沖頭本體110可通過該第三鎖扣件268的調(diào)整，使該四塊楔形塊264的位置變動，便可進行該沖頭本體110位置的調(diào)整，并經(jīng)由該第三鎖扣件268固定該四個楔形塊264，便可固定住該沖頭本體110。
參考圖7，其顯示本發(fā)明的一實施例的沖頭角度調(diào)整單元。該沖頭本體110底部是形成第一圓弧面172，該底座142上部亦形成第二圓弧面174緊密接觸于該第一圓弧面172，且該沖頭角度調(diào)整單元包括多個第四鎖扣件176，藉此該沖頭本體110可通過該第一圓弧面172及第二圓弧面174的相對滑動，以進行一角度的調(diào)整，然后采用該第四鎖扣件176將該沖頭本體110固鎖在該底座142上。若將該沖頭位置調(diào)整單元與沖頭角度調(diào)整單元相結(jié)合，便可同時作沖頭位置與角度的調(diào)整，如圖8所示。
再參考圖2、4及5，該轉(zhuǎn)接單元180包括接頭182、第二鎖扣件184及密封用管186。該接頭182是連接于該高壓管166，且該高壓管166是連接于一高壓液體源(圖中未示)，諸如高壓水源。該第二鎖扣件184提供緊鎖力將該接頭182及該密封用管186固定于該沖頭本體110，以密封該轉(zhuǎn)接單元180與該沖頭本體110的連接，并設(shè)有一泄漏檢視孔188，用以查看有無漏水。該密封用管186具有密封傾斜面187接觸于該第二水道134的進口136，以金屬變形方式來密封約2000至4000大氣壓的高壓液體。該接頭182具有第三水道192依序連通于該密封用管186及該第二水道134。該第三水道192具有進口194及出口196，且該第三水道192的進口194與出口196方向是成特定角度，諸如90度，用以方便將該高壓管連接于該第三水道192的進口194，如圖9所示。
本發(fā)明的可微調(diào)式管件液壓成形沖頭機構(gòu)，具有組裝便利、安全無虞、結(jié)構(gòu)簡單堅固及模塊化等優(yōu)點。該轉(zhuǎn)接單元是直接固定該沖頭機構(gòu)上，不會有泄漏問題，且提高水道的整體剛性。本發(fā)明設(shè)計兩種位置的調(diào)整機構(gòu)和一種角度的調(diào)整機構(gòu)，使沖頭于對正組裝時可適當?shù)匚⒄{(diào)，可降低模具加工和組裝上精度的要求，于量產(chǎn)時，也可根據(jù)實際模具狀況，隨時的調(diào)整，避免修模的費用。以此設(shè)計的位置微調(diào)量約2～3mm，角度的微調(diào)量為小于5度，已可有效應付量產(chǎn)上的各種狀況，且其剛性也遠勝于其它結(jié)構(gòu)設(shè)計，可應付幾十噸的沖頭壓負荷。本發(fā)明具有可更換沖頭前端的模塊化設(shè)計，本發(fā)明于試模時，以快速置換方式可隨時地修改或更換該沖頭前端，以測試各種沖頭前端的密封效果，于磨耗損傷時，也可只更換沖頭前端，甚至可適用于各種不同的模穴(如橢圓、方形等等)，而無須更換沖頭本體，減少開發(fā)費用。而量產(chǎn)時，沖頭前端和沖頭本體則采以一體形設(shè)計，可提高剛性、防止泄漏。該沖頭本體與沖頭前端之間通過水密該螺紋密封方式及密封填料以形成可承受超高壓的密封效果。該沖頭本體與該轉(zhuǎn)接單元之間是利用金屬的接觸變形，形成可承受超高壓的密封效果，并可隨時檢查是否已經(jīng)泄漏，另具有安全用的螺絲，可固定高壓管上的鋼纜，避免當快速接頭脫落時，瞬間快速甩動，傷害到人或設(shè)備。
雖然本發(fā)明已以前述實施例揭示，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作各種的更動與修改。因此本發(fā)明的保護范圍當視后附的申請專利范圍所界定者為準。
權(quán)利要求
1.一種沖頭機構(gòu)，包括沖頭本體，具有第二水道，其中該第二水道具有進口及出口，且該第二水道的進口與出口方向是成特定角度；沖頭前端，具有第一水道連通該第二水道的出口，并通過水密管螺紋密封方式固定于該沖頭本體上；以及轉(zhuǎn)接單元，固定于該沖頭本體上，并包括接頭及密封用管，其中該接頭具有第三水道，該沖頭本體的第二水道依序連通于該密封用管、該第三水道及外部高壓管。
2.如權(quán)利要求1所述的沖頭機構(gòu)，另包括密封填料，其配置于該沖頭本體與沖頭前端之間。
3.如權(quán)利要求1所述的沖頭機構(gòu)，其中該沖頭前端是設(shè)有密封用斜面。
4.如權(quán)利要求1所述的沖頭機構(gòu)，其中該密封用管具有密封傾斜面接觸于該第二水道的進口。
5.如權(quán)利要求1所述的沖頭機構(gòu)，另包括第一泄漏檢視孔配置于該沖頭本體及該沖頭前端之間。
6.如權(quán)利要求1所述的沖頭機構(gòu)，另包括前蓋，環(huán)繞該沖頭本體，并設(shè)有多個第一鎖扣孔，其中該沖頭本體設(shè)有多個第二鎖扣孔；底座，設(shè)有多個第三鎖扣孔；以及多個第一鎖扣件，依序穿過將該第一鎖扣孔、該第二鎖扣孔及該第三鎖扣孔而將該沖頭機構(gòu)固鎖于側(cè)缸上。
7.如權(quán)利要求6所述的沖頭機構(gòu)，另包括環(huán)繞該沖頭本體的保護環(huán)，其固鎖于該前蓋及該底座之間，并包括螺孔及螺栓，用以防止該高壓管脫落后亂甩。
8.如權(quán)利要求1所述的沖頭機構(gòu)，另包括第二泄漏檢視孔，其配置于該轉(zhuǎn)接單元與該沖頭本體之間。
9.如權(quán)利要求1所述的沖頭機構(gòu)，其中該第三水道具有進口及出口，且該第三水道的進口與出口方向是成特定角度。
10.如權(quán)利要求9所述的沖頭機構(gòu)，其中該第三水道的進口與出口方向所形成的特定角度是90度。
11.如權(quán)利要求1所述的沖頭機構(gòu)，另包括沖頭位置調(diào)整單元，用以調(diào)整該沖頭本體的位置。
12.如權(quán)利要求11所述的沖頭機構(gòu)，其中該沖頭位置調(diào)整單元包括該前蓋的第一鎖扣孔及該沖頭本體的第二鎖扣孔，且該第一鎖扣孔及該第二鎖扣孔的尺寸是較大于該第一鎖扣件的尺寸。
13.如權(quán)利要求12所述的沖頭機構(gòu)，其中沖頭本體包括四個第一斜面，該沖頭位置調(diào)整單元包括四塊楔形塊及多個第三鎖扣件，該四塊楔形塊分別具有第二斜面接觸于該四個第一斜面，并通過該第三鎖扣件固定該四個楔形塊及該沖頭本體。
14.如權(quán)利要求1或11所述的沖頭機構(gòu)，另包括沖頭角度調(diào)整單元，用以調(diào)整該沖頭本體的角度。
15.如權(quán)利要求14所述的沖頭機構(gòu)，其中該沖頭本體包括第一圓弧面，該底座包括第二圓弧面緊密接觸該第一圓弧面，且該沖頭角度調(diào)整單元包括多個第四鎖扣件，用以將該沖頭本體固鎖在該底座上。
16.如權(quán)利要求1所述的沖頭機構(gòu)，其中該沖頭機構(gòu)是用于管件液壓成形設(shè)備。
17.如權(quán)利要求1所述的沖頭機構(gòu)，其中該沖頭機構(gòu)是用于高壓測試設(shè)備。
全文摘要
一種可微調(diào)式管件液壓成形沖頭機構(gòu)，包括沖頭本體、沖頭前端及轉(zhuǎn)接單元。該沖頭本體具有第二水道，其中該第二水道具有進口及出口，且該第二水道的進口與出口方向是成特定角度。該沖頭前端具有第一水道連通該第二水道的出口，并通過水密管螺紋密封方式固定于該沖頭本體上。該轉(zhuǎn)接單元是固定于該沖頭本體上，并包括接頭及密封用管，其中該接頭具有第三水道，該沖頭本體的第二水道依序連通于該密封用管、該第三水道及外部高壓管，且該密封用管具有密封傾斜面接觸于該第二水道的進口。該可微調(diào)式管件液壓成形沖頭機構(gòu)另包括沖頭位置調(diào)整單元及沖頭角度調(diào)整單元。
文檔編號B21D26/033GK1895807SQ20051008398
公開日2007年1月17日 申請日期2005年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月15日
發(fā)明者黃建成, 荘志宇, 鄭炳國, 李明富 申請人:財團法人金屬工業(yè)研究發(fā)展中心