內(nèi)高壓成形設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種內(nèi)高壓成形設(shè)備，用于在管材中充入高壓液體時使管材中間部分膨脹成預(yù)定形狀的制件，其特征在于，包括：管材模具，含有閉合在一起形成為具有預(yù)定形狀的模腔的左凹模和右凹模；分別與管材兩端的開口相匹配，并將管材向中間推送的兩個沖頭，兩個沖頭中至少有一個向管材中充入高壓液體；驅(qū)動左凹模與右凹模閉合形成模腔，并且向沖頭施加壓力以使其保持與管材兩端的開口密封的驅(qū)動裝置，其中，左凹模與右凹模都具有密封容納管材和沖頭的密封容納腔。本實用新型將上下合模改為左右合模，所以不需要上下合模壓床，因此大幅度減少了管材內(nèi)高壓成形設(shè)備的投資。
【專利說明】內(nèi)高壓成形設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種內(nèi)高壓成型設(shè)備，屬于機械制造領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]目前常規(guī)的管材內(nèi)高壓成形用設(shè)備都是由上下方向，S卩、沿制件半徑方向，動作的合模壓床；可以上下開模的模具；能封閉制件內(nèi)液體并從模具兩端往里送料的送料機構(gòu)；往制件的高壓供給系統(tǒng)等幾大部件組成。為了封住制件腔內(nèi)的高壓液，必須牢牢合嚴(yán)上下模具，才能保證封閉住制件內(nèi)液體不外溢、不降壓，才能保證制件形狀。所以要用足夠噸位的壓床。
[0003]比如加工鋼管直徑62毫米的轎車發(fā)動機托架的內(nèi)高壓成形設(shè)備，國內(nèi)外都用3000噸左右的合模壓床。如果想用目前常規(guī)內(nèi)高壓成形技術(shù)，加工直徑245毫米左右鋼管，將中間部份漲大到直徑390毫米左右，
[0004]用目前常規(guī)的內(nèi)高壓成形技術(shù)，如果我們要將直徑245毫米的鋼管31，將中間部份漲大到直徑390毫米，需要圖7中的下模32，上模33，沖頭34，10000噸油壓機35，10Mp左右的液體高壓源36，推動沖頭34往中間送料的油缸37。其中投資最大的是10000噸油壓機。
[0005]要用10000噸左右的合模壓床。投資很大，阻礙了內(nèi)高壓成形這一先進技術(shù)的推廣應(yīng)用。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型的目的是提供一種能夠在不使用大型油壓機的情況下制造內(nèi)高壓成形件的設(shè)備及方法。
[0007]為達到這一目的，本實用新型采用了如下技術(shù)方案:
[0008]一種內(nèi)高壓成形設(shè)備，用于在管材中充入高壓液體時使管材中間部分膨脹成預(yù)定形狀的制件，其特征在于，包括:管材模具，含有閉合在一起形成為具有預(yù)定形狀的模腔的左凹模和右凹模；分別與管材兩端的開口相匹配，并將管材向中間推送的兩個沖頭，兩個沖頭中至少有一個向管材中充入高壓液體；驅(qū)動左凹模與右凹模閉合形成模腔，并且向沖頭施加壓力以使其保持與管材兩端的開口密封的驅(qū)動裝置，其中，左凹模與右凹模都具有密封容納管材和沖頭的密封容納腔。
[0009]另外，本實用新型的內(nèi)高壓成形設(shè)備，還可以具有這樣的特征:
[0010]其中，驅(qū)動裝置具有第一油缸，用于推動左右凹模閉合。
[0011]另外，本實用新型的內(nèi)高壓成形設(shè)備，還可以具有這樣的特征:
[0012]其中，驅(qū)動裝置具有兩個第二油缸，分別用于推動兩個沖頭進行推送。
[0013]另外，本實用新型的內(nèi)高壓成形設(shè)備，還可以具有這樣的特征:
[0014]其中，沖頭與管材相接的一端分為前段和后段，前段的直徑與管材的內(nèi)徑相匹配，能夠伸入管材的內(nèi)部，后段的直徑與管材的外徑相等，在前段和后段相連接的連接處形成與管材的端面相匹配的臺階。
[0015]另外，本實用新型的內(nèi)高壓成形設(shè)備，還可以具有這樣的特征:還具有與沖頭相連通的液體高壓源，用于提供高壓液體。
[0016]另外，本實用新型的內(nèi)高壓成形設(shè)備，還可以具有這樣的特征:
[0017]在制造完成后將制成的制件從管材模具中拆卸下來的卸料機構(gòu)。
[0018]一種利用上述任意一項的內(nèi)高壓成形設(shè)備制備內(nèi)高壓形成件的方法，其特征在于，包括以下步驟:上樣，將管材置于左右凹模之間，使左右凹模合嚴(yán)，沖頭與管密封；升壓，采用沖頭向管腔內(nèi)注入液體，升高管腔內(nèi)的壓力；成形，當(dāng)管腔內(nèi)的液體壓力達到預(yù)定范圍時，推動沖頭向凹模方向送料，在送料的同時保持液體壓力在預(yù)定范圍內(nèi)，直至管材充滿凹模，停止加壓，制得制件。
[0019]另外，本實用新型所提供的制造方法，還可以具有這樣的特征:
[0020]其中，制件的膨脹范圍是1mm至500mm。
[0021]另外，本實用新型所提供的制造方法，還可以具有這樣的特征:
[0022]其中，壓力的范圍是1Mpa至lOOMpa。
[0023]實用新型作用與效果
[0024]根據(jù)本實用新型的內(nèi)高壓成形設(shè)備，由于本實用新型的內(nèi)高壓成形設(shè)備，將上下合模改為左右合模，所以不需要上下合模壓床，因此大幅度減少了管材內(nèi)高壓成形用設(shè)備的投資，為內(nèi)高壓成形這一先進技術(shù)的推廣應(yīng)用開創(chuàng)了廣闊前景。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1是本實用新型的內(nèi)高壓成形設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2是本實用新型的內(nèi)高壓成形設(shè)備增加卸料機構(gòu)后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖3是圖2中A區(qū)域的局部放大圖；
[0028]圖4是本實用新型的內(nèi)高壓成形設(shè)備制造的制件在制造完成前后的對照圖；
[0029]圖5是上下分模和本實用新型的內(nèi)高壓成形設(shè)備制造的制件的投影面積圖；
[0030]圖6是上下分模和左右分模的模具與管材之間的接觸方式示意圖；
[0031]圖7是現(xiàn)有技術(shù)的內(nèi)高壓成形設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0032]本實施例中所說的上下分模是指模具的兩半是沿制件半徑方向閉合。
[0033]本實施例中所說的左右分模是指模具的兩半沿制件回轉(zhuǎn)中心線方向閉合。
[0034]以下結(jié)合附圖來說明本實用新型的【具體實施方式】
[0035]圖1是本實用新型的內(nèi)高壓成形設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是本實用新型的內(nèi)高壓成形設(shè)備增加卸料機構(gòu)后的結(jié)構(gòu)不意圖，如圖1和圖2所不，內(nèi)聞壓成形設(shè)備10具有左凹模42 ;右凹模48 ;沖頭43 ;第一油缸44 ;第二油缸45 ;第三油缸46 ;液體高壓源47。
[0036]左凹模42和右凹模48閉合后內(nèi)部會形成一個完整的空腔，空腔的形狀如圖6b中所示，是一個膨脹的圓柱體的形狀。管材41置于左凹模42和右凹模48中間。
[0037]兩個第一油缸44分別位于左凹模42和右凹模48的兩側(cè)，推動左凹模42和右凹模48向中間閉合。
[0038]兩個沖頭43分別穿過左凹模42和右凹模48內(nèi)部的圓形孔道與管材41的兩端相連接，如圖3所示，沖頭43的前端具有臺階形的結(jié)構(gòu)，前段較細(xì)，剛好與管材41的內(nèi)徑相吻合；后段較粗，直徑與左凹模42和右凹模48內(nèi)部的圓形孔道的內(nèi)徑相吻合，在油缸的壓力的作用下，達到封閉的效果。沖頭43的內(nèi)部具有讓高壓液體通過的通道，從而向管材中充入高壓液體。
[0039]兩個液體高壓源47分別與兩個沖頭43相接通，向沖頭內(nèi)提供高壓液體。液體高壓源可以選用多種現(xiàn)有的商品化的液體高壓源。只要其能夠提供制造所需的壓力即可。本實施例中采用的是能提供10Mpa壓力的液體高壓源。
[0040]兩個第二油缸45分別位于兩個沖頭43的兩側(cè)，推動沖頭43向前運動，從而推緊管材41的兩端，使管材41的兩端封閉。此外，在管材膨脹的過程中，推動沖頭43還具有能夠向中間送料的作用，使管材兩端的材料向模具中間運動，以配合管材中部膨脹的需要。
[0041]當(dāng)管材41內(nèi)充入高壓液體后，管材中部膨脹，在空腔的限制下形成規(guī)則的中間膨大的形狀。
[0042]如圖4所示，圖4中hi = h2 = 245毫米用本實施例的內(nèi)高壓成形技術(shù)，如果我們同樣要將圖4a中直徑hi = 245毫米的鋼管，將中間部份漲大到直徑h3 = 390毫米，需要圖1中的左凹模42和右凹模48，能將左右凹模往中間送進，并能將左右凹模合嚴(yán)的油缸44，能往中間送料并能封住高壓液體的沖頭43，10Mp左右的液體高壓源47，推動沖頭43往中間送料的油缸45。還要夾住產(chǎn)品，讓產(chǎn)品從左、右凹模脫開的油缸46。整個設(shè)備不需要投資很大的10000噸油壓機。
[0043]內(nèi)高壓成形設(shè)備10的左右分模內(nèi)高壓成形時所需的合模力只有目前常規(guī)的上下分模內(nèi)高壓成形時所需合模力的7分之I左右。合模力應(yīng)該等于制件在合模方向上的投影面積乘以制件施加于模具表面的壓強，我們假設(shè)無論上下分模還是左右分模，制件施加于模具表面的壓強相等。則有:
[0044]Fl = SlxP
[0045]F2 = S2xP
[0046]F2/F1 = S2/S1 = 72316/517090 = 1/7.15
[0047]式中:
[0048]Fl 一上下分模內(nèi)高壓成形時所需合模力；
[0049]F2 一左右分模內(nèi)高壓成形時所需合模力；
[0050]SI 一上下分模時，制件49在合模方向上的投影面積，如圖5a所示，用傳統(tǒng)設(shè)備制造的管材41制造制件49時在合模方向上的投影面積SI是517090mm2 ；
[0051]S2 一左右分模內(nèi)高壓成形時，制件49在合模方向上的投影面積，如圖5b所示，用本實用新型的設(shè)備制造制件49時，在合模方向上的投影面積S2是72316mm2 ；
[0052]P 一制件43施加于模具表面的壓強。
[0053]如圖6a所示，目前現(xiàn)有的上下分模內(nèi)高壓成形時，如果合模力量不足，制件和凹模之間會產(chǎn)生間隙，沖頭43和制件之間也會出現(xiàn)縫隙，沖頭43就不能封住10Mp左右的高壓液體，內(nèi)高壓成形就無法進行。而本實施例中左右分模內(nèi)高壓成形時，即使出現(xiàn)左右封模力量不足，因為凹模內(nèi)部容納管材41兩端的圓形孔道的管腔是與管材直徑相同的整圓，制件在管腔中的部分不能往外變形，沖頭也能牢牢封住10Mp左右的高壓液體。所以左右分模內(nèi)高壓成形時，還可以進一步降低合模力。
[0054]使用目前常規(guī)的上下分模內(nèi)高壓成形設(shè)備時，因為模具被裝在壓床上，安裝管材41和取出制成后的制件49比較困難，尤其是取出制件49時，由于制件49是圓柱形，有一半會貼合在下凹模之中，露在外面的部分是圓柱形縱向的半個弧面，并且制件49四周會與下凹模貼緊，沒有縫隙，因此沒有合適的施力點，取出十分困難。而本實施例左右分模內(nèi)高壓成形時，因為模具上下沒有壓床，按裝管材41和取出制成后的制件49都比較方便，尤其是取出時，由于圓柱縱向有一半露在外面，方便施力夾取。
[0055]以下介紹使用內(nèi)高壓成形設(shè)備10制造制件49的過程
[0056]如圖2所示，首先將第一油缸44，第二油缸45，第三油缸46退到后面位置。將制件41放到左、右凹模中間位置，開動第一油缸44，使左右凹模合嚴(yán)，開動第二油缸45，到?jīng)_頭43臺階碰上制件41為止。打開高壓油源46向制件內(nèi)腔注入高壓油，當(dāng)制件41內(nèi)液體壓力達到60Mpa時,第二油缸45開始送料。一邊送料,一邊補充制件41內(nèi)液體壓力，讓液體壓力始終保持在60Mpa，一直到制件材料充滿凹模型腔為止。判斷制件材料充滿凹模型腔的條件是送料長度，當(dāng)兩側(cè)的送料長度達到75毫米時，制件材料充滿凹模型腔。撤去壓力，開動第一油缸44，使左、右凹模42分離開一定距離，開動卸料機構(gòu)，即第三油缸46和推桿，第三油缸46推動前端的推桿使之夾緊制件41，然后繼續(xù)開動第一油缸44，使左、右凹模42退到后面位置，成最大開啟狀態(tài)。取出制件41。完成一個制件的加工程序。
[0057]實施例作用與效果
[0058]根據(jù)本實用新型的實施例所提供的左右分模管材內(nèi)高壓成形技術(shù)，具有設(shè)備投資少，估計只有目前常規(guī)上下分模內(nèi)高壓成形技術(shù)設(shè)備投資的十分之一左右。因為用整圓凹模和沖頭來封閉高壓油，所以使用過程中對制件內(nèi)腔高壓液體密封可靠。因為模具上方?jīng)]有裝置，所以按裝制件和取出制件方便。經(jīng)濟和綠色環(huán)保效果十分明顯。
[0059]在本實施例中的膨脹直徑h3 = 390毫米的條件下，制件41內(nèi)液體壓力達到60Mpa，實際上在50 — 70Mpa的范圍內(nèi)均可實施。此外，在其它實施方式下，可以根據(jù)管材的材料、壁厚，延展性，所需的不同的膨脹直徑等具體參數(shù)進行選擇，使用其它種類的管材時，可通過具體的實驗來確定液體壓力的參數(shù)。
[0060]送料長度可以在70-80_范圍內(nèi)進行選擇，當(dāng)使用其它材料或者想得到不同的膨脹直徑時，送料長度也同樣通過具體實施時的試制來確定。
[0061]本實用新型所提供的內(nèi)高壓成形設(shè)備，更換不同大小的模具后，能夠廣泛適用于膨脹范圍在1mm至500mm的管材，均能夠達到節(jié)省成本的目的。尤其是對大尺寸的管材，因為越大型的管材，所需的油壓機的壓力越大，成本也越高。
[0062]為適應(yīng)各種膨脹范圍的管材，管材內(nèi)部的壓力的范圍可以在1Mpa至10Mpa的范圍內(nèi)進行調(diào)整。
[0063]上述實施方式作為本實用新型的優(yōu)選實例，并不用來限制本實用新型的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種內(nèi)高壓成形設(shè)備，用于在管材中充入高壓液體時使管材中間部分膨脹成預(yù)定形狀的制件，其特征在于，包括: 管材模具，含有閉合在一起形成為具有所述預(yù)定形狀的模腔的左凹模和右凹模；分別與所述管材兩端的開口相匹配，并將所述管材向中間推送的兩個沖頭，兩個所述沖頭中至少有一個向所述管材中充入所述高壓液體； 驅(qū)動所述左凹模與所述右凹模閉合形成所述模腔，并且向所述沖頭施加壓力以使其保持與所述管材兩端的所述開口密封的驅(qū)動裝置， 其中，所述左凹模與所述右凹模都具有密封容納所述管材和所述沖頭的密封容納腔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)高壓成形設(shè)備，其特征在于: 其中，所述驅(qū)動裝置具有第一油缸，用于推動左右凹模閉合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)高壓成形設(shè)備，其特征在于: 其中，所述驅(qū)動裝置具有兩個第二油缸，分別用于推動兩個所述沖頭進行所述推送。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)高壓成形設(shè)備，其特征在于: 其中，所述沖頭與所述管材相接的一端分為前段和后段，所述前段的直徑與所述管材的內(nèi)徑相匹配，能夠伸入所述管材的內(nèi)部，所述后段的直徑與所述管材的外徑相等，在所述前段和所述后段相連接的連接處形成與所述管材的端面相匹配的臺階。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)高壓成形設(shè)備，其特征在于，還具有: 與所述沖頭相連通的液體高壓源，用于提供高壓液體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)高壓成形設(shè)備，其特征在于，還具有: 在制造完成后將制成的所述制件從管材模具中拆卸下來的卸料機構(gòu)。
7.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)高壓成形設(shè)備，其特征在于: 其中，所述制件的膨脹范圍是10111111至500臟。
8.如權(quán)利要求7所述的內(nèi)高壓成形設(shè)備，其特征在于: 其中，所述高壓液體的壓力的范圍是101即至1001即。
【文檔編號】B21D26/02GK204122549SQ201420430480
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月31日
【發(fā)明者】朱偉成 申請人:上海永太汽車零部件廠