專利名稱：大直徑管件內(nèi)高壓成形模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種管件成形模具，屬于機(jī)械制造技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景在航空、航天和艦船等領(lǐng)域一些關(guān)鍵部件中，常見大直徑的中空零件，如橫截面周長達(dá)300 1500mm甚至更大的薄壁中空變截面構(gòu)件，最大的當(dāng)量 直徑達(dá)300 500mm。此類零件截面形狀多變，為適應(yīng)飛行器和艦船結(jié)構(gòu)緊湊 的要求，或為滿足氣體和液體穩(wěn)定快速傳輸?shù)墓δ苄砸螅慵S線往往為 曲線，因此加工制造難度很大。在汽車、火車等運(yùn)輸工具的輕量化結(jié)構(gòu)制造 中，也經(jīng)常采用管材和型材通過內(nèi)高壓成形制造變截面構(gòu)件，使不同部位滿 足相應(yīng)的承載要求，而不增加零件壁厚和重量，這些零件也多為曲線軸線零 件。上述中空零件傳統(tǒng)制造工藝一般需先沖壓多個半片，再焊接成整體，由 于焊縫多，焊接質(zhì)量難以保證，內(nèi)壁焊漏難.以清理、焊縫導(dǎo)致疲勞性能差、 焊接導(dǎo)致零件變形，影響零件使用性能，并且存在工序多、效率低的問題。 而采用內(nèi)高成形技術(shù)則可克服傳統(tǒng)工藝的這些缺點，制造整體無焊縫的高性 能高精度零件。在內(nèi)高壓成形過程中，需先將管材放入帶有型腔的模具(凹 模)中，再采用水平缸推動兩個凸模將管材兩個端部密封，然后對管材內(nèi)部 注入高壓液體，通過液體壓力使管材變形并貼靠到凹模內(nèi)壁成形為零件。在 大直徑零件成形時，由于內(nèi)壓力很大，將對密封沖頭產(chǎn)生很大的反作用力， 因此水平缸的推力往往高達(dá)數(shù)百噸，比如直徑300mm管材，在60MPa的內(nèi) 壓下成形，其密封沖頭受到的液壓反力達(dá)424噸，而一般內(nèi)高壓成形機(jī)配備 的水平缸僅200 300噸，如果增大水平缸噸位，則增加內(nèi)高壓成形機(jī)造價和 運(yùn)行能量損耗，有的零件成形需要的內(nèi)壓達(dá)到lOOMPa以上，對水平缸噸位的 要求更高。授權(quán)公告號為CN2841179Y、授權(quán)公告日為2006年11月29日的 實用新型專利公開了《一種用于內(nèi)高壓成形中的減力裝置》，該實用新型專利 提出采用一種減力軸體，通過減少側(cè)推裝置與產(chǎn)生壓力的液體接觸的面積來 減少側(cè)推力的裝置，該減力軸體需置入管材內(nèi)部，減力軸體兩端需被含入兩4個密封沖頭內(nèi)，并能在密封沖頭中自如滑動且與沖頭之間實現(xiàn)密封，這些條 件使這樣的減力軸體難以用于彎曲軸線中空零件的成形，因此主要局限于軸 線為直線或接近直線的零件成形，同時由于減力軸需被兩端凸模同時含住， 對于軸線較長的零件，全長度減力軸加工難度大、浪費(fèi)材料、重量大、效率 低，并且零件裝取困難。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的管件成型模具中的減力軸體無法用于彎 曲軸線管件成形的問題，以及對于軸線較長管件采用全長度減力軸時浪費(fèi)材 料、加工難度大、重量大、裝取零件困難和效率低等問題，進(jìn)而提供一種大 直徑管件內(nèi)高壓成形模具。本發(fā)明的技術(shù)方案是大直徑管件內(nèi)高壓成形模具包括上模、下模和兩 個水平缸，它還包括兩個第一傳力鍵、至少兩個第一密封圈、兩個傳力活塞、 至少兩個第二密封圈和兩個凸模，所述兩個凸模分別設(shè)置在下模的上端面的 兩端，所述兩個凸模相對的兩個端面上分別開有臺肩孔，所述兩個傳力活塞 分別設(shè)置在兩個凸模的臺肩孔內(nèi)，所述兩個傳力活塞的大直徑部分與兩個凸 模的臺肩孔的大孔徑部分分別設(shè)有至少一個第一密封圈，所述兩個傳力活塞 的小直徑部分與兩個凸模的臺肩孔的小孔徑部分分別設(shè)有至少一個第二密封 圈，所述兩個水平缸分別安裝在兩個凸模遠(yuǎn)離的兩個端面上，所述兩個凸模 的上端面上安裝有上模，所述上模與兩個凸模相接觸的端面上開有兩個第一 傳力鍵安裝孔，所述兩個凸模上分別開有與上模的兩個第一傳力鍵安裝孔相 對應(yīng)的側(cè)向通過孔，所述兩個傳力活塞上分別開有與兩個凸模的側(cè)向通過孔 相對應(yīng)的擋孔，所述兩個第一傳力鍵的上端分別安裝在上模上的兩個第一傳 力鍵安裝孔內(nèi)，所述兩個第一傳力鍵與上模上的兩個第一傳力鍵安裝孔緊配 合，所述兩個第一傳力鍵的下端分別穿過兩個凸模上的側(cè)向通過孔設(shè)置在兩 個傳力活塞的擋孔內(nèi)，所述兩個凸模遠(yuǎn)離兩端的上端面上分別開有L形高壓 輸入孔，所述兩個傳力活塞上開有中心孔，所述每個凸模上的側(cè)向通過孔與 每個第一傳力鍵之間具有間隙。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果本發(fā)明的大直徑管件兩端的 凸模中各設(shè)有一個傳力活塞，傳力活塞將液壓反力傳遞給模具，并通過模具形成封閉力系；大直徑管件兩端凸模的方位、角度可以隨管件要求任意變化 且無需同軸；大直徑管件兩端凸模之間的距離可長可短，節(jié)省了減力軸耗費(fèi) 的材料；大直徑管件兩端凸模僅塞入管件很短的距離，只要能夠?qū)崿F(xiàn)密封即 可，因此大直徑管件成形后，只需將凸模略退回很小的行程，即可將其由模 具中取出，適于批量生產(chǎn)。綜上本發(fā)明可用于彎曲軸線管件的成形，節(jié)省材 料、便于加工、重量小、效率高、結(jié)構(gòu)合理、有效降低了水平缸所需的推力、 便于零件裝取和適于批量生產(chǎn)等優(yōu)點。本發(fā)明尤其適用于采用小噸位、結(jié)構(gòu) 緊湊的水平缸進(jìn)行大直徑彎曲軸線管件內(nèi)高壓成形中，大直徑管件軸線長度 較大時本發(fā)明的優(yōu)勢愈加顯著。


圖1是本發(fā)明合模前整體結(jié)構(gòu)主視剖視圖，圖2是圖1的右視圖，圖3 是本發(fā)明合模后整體結(jié)構(gòu)主視剖視圖，圖4是圖3的右視圖，圖5是軸線為S 形的大直徑管件的外形圖，圖6是軸線為V形的大直徑管件的外形圖。
具體實施方式
具體實施方式
一結(jié)合圖1 圖4說明本實施方式，本實施方式包括上模 2、下模10、兩個水平缸13、內(nèi)高壓成形機(jī)和大直徑管件12，它還包括兩個 第一傳力鍵3、至少兩個第一密封圈4、兩個傳力活塞6、至少兩個第二密封 圈7和兩個凸模9，所述兩個凸模9分別設(shè)置在下模10的上端面的兩端，所 述兩個凸模9相對的兩個端面上分別開有臺肩孔20，所述兩個傳力活塞6分 別設(shè)置在兩個凸模9的臺肩孔20內(nèi)，所述兩個傳力活塞6的大直徑部分與兩 個凸模9的臺肩孔20的大孔徑部分分別設(shè)有至少一個第一密封圈4，所述兩 個傳力活塞6的小直徑部分與兩個凸模9的臺肩孔20的小孔徑部分分別設(shè)有 至少一個第二密封圈7，所述兩個水平缸13分別安裝在兩個凸模9遠(yuǎn)離的兩 個端面上，所述兩個凸模9的上端面上安裝有上模2，所述上模2與兩個凸模 9相接觸的端面上開有兩個第一傳力鍵安裝孔21，所述兩個凸模9上分別開 有與上模2的兩個第一傳力鍵安裝孔21相對應(yīng)的側(cè)向通過孔22，所述兩個傳 力活塞6上分別開有與兩個凸模9的側(cè)向通過孔22相對應(yīng)的擋孔23，所述兩 個第一傳力鍵3的上端分別安裝在上模2上的兩個第一傳力鍵安裝孔21內(nèi)， 所述兩個第一傳力鍵3與上模2上的兩個第一傳力鍵安裝孔21緊配合，所述兩個第一傳力鍵3的下端分別穿過兩個凸模9上的側(cè)向通過孔22設(shè)置在兩個 傳力活塞6的擋孔23內(nèi)，所述兩個凸模9遠(yuǎn)離兩端的上端面上分別開有L形 高壓輸入孔24，所述兩個傳力活塞6上開有中心孔26，所述每個凸模9上的 側(cè)向通過孔22與每個第一傳力鍵3之間具有間隙，所述上模2安裝在內(nèi)高壓 成形機(jī)的滑塊14上，所述下模10安裝在內(nèi)高壓成形機(jī)的工作臺11上，所述 大直徑管件12的兩端分別安裝在兩個凸模9相對的兩個端面上。
具體實施方式
二結(jié)合圖1和圖3說明本實施方式，本實施方式與具體 實施方式一的不同點在于，所述第一密封圈4的個數(shù)為2 6個。如此設(shè)置， 密封效果更好，結(jié)構(gòu)更為合理。其它組成和連接關(guān)系與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三結(jié)合圖1和圖3說明本實施方式，本實施方式與具體 實施方式二的不同點在于，所述第二密封圈7的個數(shù)為2 4個。如此設(shè)置， 密封效果更好，結(jié)構(gòu)更為合理。其它組成和連接關(guān)系與具體實施方式
二相同。
具體實施方式
四結(jié)合圖1和圖3說明本實施方式，本實施方式與具體 實施方式三的不同點在于，它還增加有兩個定位螺釘5，所述兩個定位螺釘5 位于兩個第一傳力鍵3之間，所述兩個定位螺釘5的下端分別安裝在兩個傳 力活塞6的上端面上，且兩個定位螺釘5的上端分別置于兩個凸模9的側(cè)向 通過孔22內(nèi)。如此設(shè)置，便于凸模脫模時將傳力活塞帶出，結(jié)構(gòu)更為合理。 其它組成和連接關(guān)系與具體實施方式
三相同。
具體實施方式
五結(jié)合圖1 圖4說明本實施方式，本實施方式與具體實 施方式四的不同點在于，它還增加有兩個第二傳力鍵16和兩個推力器27，所 述下模10與兩個凸模9相接觸的端面上開有兩個第二傳力鍵安裝孔17，所述 兩個凸模9上分別開有與下模10的兩個第二傳力鍵安裝孔17相對應(yīng)的側(cè)向 通過孔18，所述兩個傳力活塞6上分別開有與兩個凸模9的側(cè)向通過孔18相 對應(yīng)的擋孔19，所述兩個第二傳力鍵16的下端分別安裝在下模10上的兩個 第二傳力鍵安裝孔17內(nèi)，所述兩個第二傳力鍵16與下模10上的兩個第二傳 力鍵安裝孔17過渡配合，所述兩個第二傳力鍵16的上端分別穿過兩個凸模9 上的側(cè)向通過孔18設(shè)置在兩個傳力活塞6的擋孔19內(nèi)，所述下模10的下端 面上開有兩個推力器安裝臺肩孔25，所述兩個推力器27分別安裝在下模10 的兩個推力器安裝臺肩孔25內(nèi)，且兩個推力器27的上端分別抵在兩個第二傳力鍵16的下端面上。如此設(shè)置，有效消除傳力活塞受到的偏載，結(jié)構(gòu)更為 合理。其它組成和連接關(guān)系與具體實施方式
四相同。工作原理(參見圖1 圖6):本發(fā)明在合模前，將下模10安裝在內(nèi)高壓成形機(jī)的工作臺ll上，大直徑管件12放在下模10中，兩個凸模9分別由水 平缸13推入到與大直徑管件12兩端接觸；上模2安裝在內(nèi)高壓成形機(jī)的滑 塊14上，第一傳力鍵3和第二傳力鍵16分別安裝在上模2和下模10中；當(dāng) 模具合模時，內(nèi)高壓成形機(jī)的滑塊14帶動上模2向下移動與下模10合模， 此時第一傳力鍵3插入傳力活塞6中，推力器27向上推動第二傳力鍵16使 之插入傳力活塞6中，然后在水平缸13的推動下凸模9與大直徑管件12端 部實現(xiàn)密封，再通過高壓輸入孔24向凸模9中注入高壓液體，高壓液體通過 傳力活塞的中心孔進(jìn)入大直徑管件內(nèi)部，由于傳力活塞與凸模之間由密封圈 密封，因此在大直徑管件內(nèi)部能夠形成一定的壓力，使大直徑管件發(fā)生變形 達(dá)到內(nèi)高壓成形的目的；當(dāng)內(nèi)高壓成形結(jié)束，上模2隨內(nèi)高壓成形機(jī)的滑塊 14向上移動開模后，推力器27向下將第二傳力鍵16由傳力活塞6中拉出， 在凸模9隨水平缸13退回的同時通過傳力活塞6上的定位螺釘5帶動傳力活 塞6—起退回。由于傳力活塞6與凸模9之間非固定連接，傳力活塞6將受 到內(nèi)壓形成的推力作用，該推力將通過第一傳力鍵3和第二傳力鍵16傳給上 模2和下模10，而不會作用到水平缸13上。采用本發(fā)明可有效降低水平缸受 到的液壓反力，達(dá)到采用小噸位水平缸成形大直徑管件的目的。本發(fā)明可用 于彎曲軸線管件的成形。
權(quán)利要求
1、一種大直徑管件內(nèi)高壓成形模具，它包括上模(2)、下模(10)和兩個水平缸(13)，其特征在于它還包括兩個第一傳力鍵(3)、至少兩個第一密封圈(4)、兩個傳力活塞(6)、至少兩個第二密封圈(7)和兩個凸模(9)，所述兩個凸模(9)分別設(shè)置在下模(10)的上端面的兩端，所述兩個凸模(9)相對的兩個端面上分別開有臺肩孔(20)，所述兩個傳力活塞(6)分別設(shè)置在兩個凸模(9)的臺肩孔(20)內(nèi)，所述兩個傳力活塞(6)的大直徑部分與兩個凸模(9)的臺肩孔(20)的大孔徑部分分別設(shè)有至少一個第一密封圈(4)，所述兩個傳力活塞(6)的小直徑部分與兩個凸模(9)的臺肩孔(20)的小孔徑部分分別設(shè)有至少一個第二密封圈(7)，所述兩個水平缸(13)分別安裝在兩個凸模(9)遠(yuǎn)離的兩個端面上，所述兩個凸模(9)的上端面上安裝有上模(2)，所述上模(2)與兩個凸模(9)相接觸的端面上開有兩個第一傳力鍵安裝孔(21)，所述兩個凸模(9)上分別開有與上模(2)的兩個第一傳力鍵安裝孔(21)相對應(yīng)的側(cè)向通過孔(22)，所述兩個傳力活塞(6)上分別開有與兩個凸模(9)的側(cè)向通過孔(22)相對應(yīng)的擋孔(23)，所述兩個第一傳力鍵(3)的上端分別安裝在上模(2)上的兩個第一傳力鍵安裝孔(21)內(nèi)，所述兩個第一傳力鍵(3)與上模(2)上的兩個第一傳力鍵安裝孔(21)緊配合，所述兩個第一傳力鍵(3)的下端分別穿過兩個凸模(9)上的側(cè)向通過孔(22)設(shè)置在兩個傳力活塞(6)的擋孔(23)內(nèi)，所述兩個凸模(9)遠(yuǎn)離兩端的上端面上分別開有L形高壓輸入孔(24)，所述兩個傳力活塞(6)上開有中心孔(26)，所述每個凸模(9)上的側(cè)向通過孔(22)與每個第一傳力鍵(3)之間具有間隙。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述大直徑管件內(nèi)高壓成形模具，其特征在于所述第 一密封圈(4)的個數(shù)為2 6個。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述大直徑管件內(nèi)高壓成形模具，其特征在于所述第 二密封圈(7)的個數(shù)為2 4個。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述大直徑管件內(nèi)高壓成形模具，其特征在于它還包 括兩個定位螺釘(5)，所述兩個定位螺釘(5)位于兩個第一傳力鍵(3)之間，所述 兩個定位螺釘(5)的下端分別安裝在兩個傳力活塞(6)的上端面上，且兩個定位 螺釘(5)的上端分別置于兩個凸模(9)的側(cè)向通過孔(22)內(nèi)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述大直徑管件內(nèi)高壓成形模具，其特征在于它還包括兩個第二傳力鍵(16)和兩個推力器(27)，所述下模(10)與兩個凸模(9)相接觸 的端面上開有兩個第二傳力鍵安裝孔(17),所述兩個凸模(9)上分別開有與下模 (10)的兩個第二傳力鍵安裝孔(17)相對應(yīng)的側(cè)向通過孔(18)，所述兩個傳力活 塞(6)上分別開有與兩個凸模(9)的側(cè)向通過孔(18)相對應(yīng)的擋孔(19)，所述兩個 第二傳力鍵(16)的下端分別安裝在下模(10)上的兩個第二傳力鍵安裝孔(17) 內(nèi)，所述兩個第二傳力鍵(16)與下模(10)上的兩個第二傳力鍵安裝孔(17)過渡 配合，所述兩個第二傳力鍵(16)的上端分別穿過兩個凸模(9)上的側(cè)向通過孔 (18)設(shè)置在兩個傳力活塞(6)的擋孔(19)內(nèi)，所述下模(10)的下端面上開有兩個 推力器安裝臺肩孔(25)，所述兩個推力器(27)分別安裝在下模(10)的兩個推力 器安裝臺肩孔(25)內(nèi)，且兩個推力器(27)的上端分別抵在兩個第二傳力鍵(16) 的下端面上。
全文摘要
大直徑管件內(nèi)高壓成形模具，它涉及一種管件成形模具。本發(fā)明解決了現(xiàn)有的管件成型模具中的減力軸體無法用于彎曲軸線管件成形的問題，以及對于軸線較長管件采用全長度減力軸時浪費(fèi)材料、加工難度大、重量大、裝取零件困難和效率低等問題。本發(fā)明的兩個凸模(9)分別設(shè)置在下模(10)上，兩個凸模(9)相對的兩個端面上分別開有臺肩孔(20)，兩個傳力活塞(6)分別設(shè)置在兩個凸模(9)的臺肩孔(20)內(nèi)，兩個第一傳力鍵(3)分別安裝在兩個第一傳力鍵安裝孔(21)內(nèi)，兩個第一傳力鍵(3)與兩個第一傳力鍵安裝孔(21)緊配合。本發(fā)明可用于彎曲軸線管件的成形，節(jié)省材料、便于加工、重量小、效率高、結(jié)構(gòu)合理、有效降低了水平缸所需的推力、便于零件裝取和適于批量生產(chǎn)等優(yōu)點。
文檔編號B21D26/047GK101322995SQ200810064820
公開日2008年12月17日 申請日期2008年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月27日
發(fā)明者鋼 劉, 王小松, 苑世劍 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)