本發(fā)明涉及一種高壓成形模具，尤其涉及一種嵌入式咬合密封結構的內高壓成形推頭。

背景技術：

管材內高壓成形是通過向管材內部充液加壓的同時，軸向施加側推力進行補料，迫使管材坯料在加壓介質的壓力作用下貼合到模具型腔，實現(xiàn)管坯成形的一種工藝，其管材內部充液加壓的壓力一般高達100MPa-400MPa，且多數(shù)成形零件還需在其高壓狀態(tài)下保持一段時間的保壓狀態(tài)才能達到較好的成形效果，所以管端密封結構好壞對于內高壓成形工藝至關重要，直接影響到超高壓狀態(tài)能否實現(xiàn)，從而影響到管材零件成形能否達到預期的效果。

傳統(tǒng)管端密封采用將兩端推頭主體的前端面加工成圓錐面，圓錐面在軸向力作用下壓入管材端面實現(xiàn)密封，采用此種密封結構，存在以下問題：

1．在推頭主體壓入的過程中，往往造成管坯送料阻力增大或卡在模具型腔內，使模具或推頭磨損、變形損壞，嚴重影響模具、推頭的使用壽命和工作的可靠性；

2．采用此種管端密封結構易造成管口的徑向擴張，從而加大管坯補料的難度，導致成形時管壁變薄或破裂，情況嚴重者將會導致推頭與管件直接卡死在模具型腔內。

3．中國專利CN101011715公開的密封結構，一是容易造成兩端左右導向孔處脹形，二是采用此種密封結構需額外設置“與型腔”、“導向孔”的推頭結構，其推頭結構復雜，制造工藝性差，制造成本高，且橡膠較軟，由于內部壓力大，非常容易磨損，常常需要更換，不僅增加成本，而且浪費時間。

4．中國專利CN202097262U公開的密封結構，同樣設置有錐型密封面，雖也設置有止推臺，但推頭在大的軸向推力作用下，管端與推頭止推臺接觸的管材材料容易發(fā)生塌陷，這時由于錐面密封面的存在，在推頭繼續(xù)進給的過程中同樣會造成管口的徑向擴張，加大管坯補料的難度，造成成形時管壁變薄或破裂；當管端錐面沉臺加工存在加工誤差時，由于管端錐面沉臺深度過深，容易出現(xiàn)管口徑向擴張而管端沉臺深度過潛而導致出現(xiàn)錐面密封面密封不佳的情況。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于：針對上述現(xiàn)有結構存在的缺點，提供一種用于管材內高壓成形的一種嵌入式咬合密封結構的內高壓成形推頭，以克服已有技術所存在的上述不足。

為解決以上技術問題本發(fā)明采取的技術方案是：一種嵌入式咬合密封結構的內高壓成形推頭，包括圓柱狀的推頭主體，所述推頭主體前端為嵌入式密封頭，包括導正頭和嵌入式密封段，所述導正頭為直徑小于管坯內徑的圓柱體，其前端設倒圓角，導正頭的后端為嵌入式密封段，所述嵌入式密封段包括N圈嵌入環(huán)和N圈容料槽，每圈為一級共有N級嵌入環(huán)和N級容料槽，各級嵌入環(huán)軸向長度相同、直徑從前往后逐級等差增大，首級嵌入環(huán)直徑大于導正頭圓柱體直徑，末級嵌入環(huán)直徑等于推頭主體直徑，首、末級嵌入環(huán)外徑形成的斜度α₁為20°～45°；相鄰兩級嵌入環(huán)之間構成往后凹的環(huán)形容料槽，同級嵌入環(huán)與容料槽之間的截面夾角α₂小于90°；上述N的數(shù)值為3～5之間的任意整數(shù)。

其進一步的技術方案是：所述同級嵌入環(huán)與容料槽之間的截面夾角α₂為40°～60°。

由于采取以上技術方案，本發(fā)明之一種嵌入式咬合密封結構的內高壓成形推頭具有如下有益效果：

1．由于推頭主體之導正頭為前端設倒圓角，有利于引導管坯進入推頭導正頭段，防止傳統(tǒng)結構因推頭制造垂直度不好而出現(xiàn)導正段卡死的現(xiàn)象；導正頭為稍小于管坯內徑的圓柱面，可確保軸向側推力均勻作用于管材兩管端，同時增強嵌入式密封段的密封性；

2.推頭與管坯管端密封性好：由于嵌入式密封段包括的N圈嵌入環(huán)和N圈容料槽，嵌入環(huán)各級長度相同、直徑逐級等差增大，首級嵌入環(huán)直徑大于導正頭圓柱體直徑，末級嵌入環(huán)直徑等于推頭主體直徑，首、末嵌入環(huán)外徑形成的斜度為20°～45°之間，當推頭在液壓缸的推力作用下軸向擠壓管端時，管坯管端錐面處的部分材料發(fā)生塑性變形，材料流入容料槽，當材料流入容料槽后推頭可提供軸向推力均勻作用于管坯端口，推頭密封段的嵌入環(huán)與管端錐面產(chǎn)生軸向擠壓，嵌入環(huán)在推力的作用下緊緊咬緊管端錐面，使管端錐面部分材料發(fā)生塑性變形容入容料槽形成多圈鋼性接觸密封圈，密封性好；

3.同時由于材料容入容料槽在管端錐面局部產(chǎn)生的塑性形變形成了多圈的環(huán)狀止推槽，可以產(chǎn)生多圈均勻的軸向作用力，使得補料更加的均勻；避免在推力的不斷作用下產(chǎn)生徑向力而導致管端徑向擴張，從而有效地消除管端口擴張而卡死在模具型腔現(xiàn)象，使得進料補料更加順暢，利于管坯的成形；

3．在推力缸的作用下，嵌入環(huán)與容料槽可最大程度的觸壓管材管端，充分提供推力確保補料能順暢進行，形成嵌入咬合止推密封圈增強密封性，容料槽內的材料在管材內部高壓的壓力作用下更加貼合容料槽與嵌入環(huán)，形成自鎖封閉，從而保證了內部高壓的壓力；

4．結構簡單，制造方便，安全可靠，經(jīng)濟實用。

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明之一種嵌入式咬合密封結構的內高壓成形推頭的技術特征作進一步的說明。

附圖說明

圖1為本發(fā)明之一種嵌入式咬合密封結構的內高壓成形推頭結構示意圖；

圖2為圖1之A部放大圖；

圖3為本發(fā)明之一種嵌入式咬合密封結構的內高壓成形推頭安裝使用狀態(tài)示意圖；

圖4為圖3之B部放大圖；

圖5為已有技術中的一種推頭示意圖；

圖6為圖5之C部放大圖；

圖7為已有技術中的另一種推頭示意圖；

圖8為圖7之D部放大圖；

圖1～圖4中：

1—推頭主體，10—導正頭，101—倒圓角， 11—容料槽，12—嵌入環(huán)（首級），13—嵌入環(huán)（末級），2—上模，3—下模，4—管坯；

圖5～圖8中：

1-1—專利CN101011715公開的推頭主體，1-2—專利CN202097262U公開的推頭主體， 2—上模， 4—管坯。

具體實施方式

一種嵌入式咬合密封結構的內高壓成形推頭，包括圓柱狀的推頭主體1，所述推頭主體前端為嵌入式密封頭，包括導正頭10和嵌入式密封段，所述導正頭為直徑小于管坯內徑的圓柱體，其前端設倒圓角101，導正頭的后端為嵌入式密封段，所述嵌入式密封段包括N圈嵌入環(huán)和N圈容料槽，每圈為一級共有N級嵌入環(huán)和N級容料槽，各級嵌入環(huán)軸向長度相同、直徑從前往后逐級等差增大，首級嵌入環(huán)12直徑大于導正頭圓柱體直徑，末級嵌入環(huán)13直徑等于推頭主體直徑，首、末級嵌入環(huán)外徑形成的斜度α₁為20°～45°；相鄰兩級嵌入環(huán)之間構成往后凹的環(huán)形容料槽11，同級嵌入環(huán)與容料槽之間的截面夾角α₂小于90°；

上述N的數(shù)值為3～5之間的任意整數(shù)。

2．如權利要求1所述的一種嵌入式咬合密封結構的內高壓成形推頭，其特征在于：所述同級嵌入環(huán)與容料槽之間的截面夾角α₂為40°～60°。

本實施例中：

1．N的數(shù)值區(qū)4，即為4級各圈嵌入環(huán)和4級容料槽；同級嵌入環(huán)與容料槽之間的截面夾角α₂為47°（如附圖1所示）。

2．所述導正頭的直徑比管坯內徑小0.05～0.10mm），推頭的段長（即軸向長度）為2～10mm，段長值約為管坯外徑的10%但不小于2mm、不大于10mm；首、末嵌入環(huán)外徑形成的斜度為40°。

附注：

推頭的段長：指推頭的軸向長度；

首級嵌入環(huán)：指位于推頭前端與導正頭相鄰的第一圈嵌入環(huán)；

末級嵌入環(huán)：指位于推頭最后端的一圈嵌入環(huán)（與推頭主體外徑一致）；

首、末嵌入環(huán)外徑形成的斜度：指推頭主體外圓周與首級嵌入環(huán)外圓周同一點的連線與推頭主體軸向形成的夾角α₁（參見附圖1）；

同級嵌入環(huán)與容料槽之間的截面夾角：指推頭主體沿軸向剖開時，嵌入環(huán)截面的外圓周水平線與同一級容料槽截面往后凹的斜線形成的夾角α₂（參見附圖2）。