一种防崩裂双卡卡压管冲头的制作方法

1.本实用新型涉及一种内高压成型设备，具体涉及一种防崩裂双卡卡压管冲头。


背景技术：

2.内高压成型是一种制造空心整体构件的先进制造技术，其原理是把管材作为坯料，以水等液体作为传动介质，把具有高压力的水冲入管材内部，使其对管材内壁产生压力，用冲头密封管材两端，利用轴向进给为管材成型提供补料，使管材外壁完全贴紧模具型腔，从而获得所需形状的零件。双卡卡压管的成型主要采用内高压成型的方式实现，双卡压管包括靠近端部设置的密封管体，密封管体为一段沿径向向外的凸起，所述密封管体距离端部有一段距离；模具的型腔包括用于形成密封管体的环形圆弧腔；冲头包括用于对管坯进行低压预胀的低压密封段以及用于对管坯进行高压胀型的高压密封段，高压密封段与低压密封段之间设有用于容纳管坯端部的容纳槽，冲头在与高压密封段对应处形成环绕在低压密封段外的环形体，环形体的前端设有弧形的成型面；在冲头往前推动到位时，成型面成为环形圆弧腔的一部分；双卡卡压管的生产流程如下，对定模和动模进行锁模后，位于定模和动模两侧的动力油缸带动冲头插入管坯的内腔，同时与模具型腔配合，使得管壁产生过盈量，形成一封闭腔体，最后由高压发生装置向封闭腔体内注入高压介质，同时两个冲头做相向运动，使得弧形成型面到达环形圆弧腔的位置，成为环形圆弧腔的一部分，高压介质使得卡压管外壁贴紧模具型腔而成型。但是上述冲头存在以下问题：环形体为一个环形封闭结构，且其一端连接在冲头主体上，形成悬臂结构，在高压介质在挤压管坯向外成型时，对环形体形成向外膨胀的作用力，一方面环形体的封闭结构限制了其变形，导致环形体崩裂；另一方面，环形体的悬臂结构在应力集中的情况下，极易造成崩裂的问题。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种防崩裂双卡卡压管冲头，该冲头在推进过程中，能够有效防止应力集中，从而能够避免环形体崩裂，极大地提高冲头的使用寿命，降低生产成本。
4.本实用新型解决上述技术问题的技术方案是：
5.一种防崩裂双卡卡压管冲头，包括用于方便进入管坯内的扩口段、用于对管坯进行低压预胀的低压密封段以及用于对管坯进行高压胀型的高压密封段，所述高压密封段与低压密封段之间形成有容纳管坯端部的环形容纳槽，对应于环形容纳槽处形成环绕在低压密封段外的环形体，所述环形体的前端设有成型面，其特征在于，所述环形体上设有轴向裂缝，所述轴向裂缝从环形体的前端往后延伸。
6.上述防崩裂双卡卡压管冲头的工作原理是：
7.先将需要成型加工的管坯放置到定模上；接着液压锁模油缸动作，驱动动模向定模的方向运动，完成动模与定模的锁模；下一步，位于模具两侧的动力油缸动作，带动两侧的冲头从管坯的两端插入管坯的内腔，扩口段对管坯进行扩口，压力发生装置往管坯内腔
注入中压液体介质，该过程持续到管坯的两端抵接于容纳槽的底部，中压液体介质的压力对管坯起到预胀作用，管坯内壁与低压密封段之间产生一定的间隙；动力油缸继续动作，两个冲头继续相向运动，压力发生装置往管坯内注入高压液体介质，冲头往前运动使得成型面到达模具型腔中环形圆弧腔的位置，此时成型面成为环形圆弧腔的一部分，在高压液体介质的压力作用下，管坯的内壁向外形变，抵紧模具型腔的内壁，从而在环形圆弧腔的位置形成环状的密封管体；高压液体介质压迫管坯向外形变过程中，巨大的压力作用在环形体上，由于环形体上设有轴向裂缝，因此环形体能够相对轴向裂缝做微形变，从而能够避免环形体的应力集中，即使受到了巨大的压力冲击，依然能够避免环形体的崩裂，提高冲头的使用寿命，节省生产成本。
8.本实用新型的一个优选方案，所述轴向裂缝有多个，所述多个轴向裂缝设置在环形体的前部，所述多个轴向裂缝沿环形体的圆周方向均匀排布。设置多个轴向裂缝，环形体在圆周方向上划分为多个部分，在受到压力冲击时，多个部分之间能够互相发生微形变，从而能够避免应力集中，防止环形体发生崩裂。
9.本实用新型的一个优选方案，所述轴向裂缝有四个。设置四个轴向裂缝，由于四个轴向裂缝在环形体的圆周方向上均匀排布，因此相隔的两个轴向裂缝互相对称，在线割加工时，相隔的两个轴线裂缝可以通过一次走刀完成，因此轴向裂缝只需要两次走刀，不仅加工方便，而且加工效率高。
10.本实用新型的一个优选方案，所述环形体上设有通孔，所述通孔的孔径大于轴向裂缝的宽度，所述通孔与所述轴向裂缝的尾端连通。这样，在多个轴向裂缝将环形体的前端划分为多个部分后，每个部分的根部两侧均为圆弧过渡，从而能够有效避免应力集中而造成的破坏。
11.本实用新型的一个优选方案，沿着冲头前进的方向，所述扩口段的后端与低压密封段的前端连接；所述环形体的外径大于低压密封段的外径，所述扩口段的外径由前往后逐渐变大，所述扩口段的最小直径小于管坯内壁的直径，所述扩口段的最大直径大于管坯内壁的直径。设置上述结构的冲头，在冲头进入管坯时，扩口段最前端的外径最小且小于管坯内壁的直径，从而使得扩口段的前端能够很顺畅地进入管坯，在进入的过程中，扩口段的后端与低压密封段连接且外径大于管坯内壁的直径，从而将管坯进行扩口，并在低压密封段与管坯内壁之间形成一个密封腔体，此时往密封腔体内通入中低压液体介质，对管坯进行预胀；冲头继续推进，此时高压密封段与管坯内壁之间形成一个密封腔体，此时往密封腔体通入高压液体介质，对管坯进行高压胀型，从而实现管坯的成型。
12.优选地，所述扩口段的表面为一段圆弧过渡面。通过将扩口段设置为圆弧过渡面，这样，在扩口段进入管坯的过程中，扩口段与管坯内径的接触为线接触，从而使得扩口段能够更顺畅地进入管坯。
13.本实用新型的一个优选方案，所述成型面为弧形的成型面，所述成型面与环形体的外表面之间采用非尖角过渡。这样，在高压介质使得管坯向环形圆弧腔内形变时，成型面受到巨大的压力，成型面与环形体外表面之间采用非尖角过渡，非尖角过渡避免了应力集中，即使受到巨大的压力冲击，依然能够避免成型面的崩裂，进一步提高冲头的使用寿命。
14.优选地，所述成型面为弧形的成型面，所述成型面与环形体的外表面之间采用平面连接的方式过渡，该平面与冲头的轴线垂直。成型面与环形体的外表面之间采用平面的
过渡方式，这样，不仅避免了尖角过渡从而避免应力集中，防止成型面在高压冲击下崩裂，提高冲头的使用寿命，而且平面的结构更好加工，提高了加工效率。
15.本实用新型的一个优选方案，所述冲头的尾部设有用于连接固定冲头的连接结构，所述连接结构包括连接凸环，所述连接凸环的外径大于环形体的外径。设置上述连接机构，通过模具上的卡紧装置将连接凸环卡紧，即可完成对冲头的固定安装。
16.本实用新型的一个优选方案，所述冲头的内部设有用于通入液体介质的通液孔，所述通液孔沿着冲头的轴线设置，且贯穿整个冲头。设置上述通液孔，通液孔的外端与压力发生装置的出口连接，在压力发生装置启动后，压力介质通过通液孔进入管坯的内壁，对管坯形成压力，从而挤压管坯使其形变。
17.本实用新型与现有技术相比具有以下的有益效果：
18.1、本实用新型的防崩裂双卡卡压管冲头，在高压介质压迫管坯形变时，环形体承受巨大的压力，由于环形体采用非整体式的结构，因此环形体能够避免应力集中，防止环形体的崩裂，提高冲头的使用寿命。
19.2、本实用新型的防崩裂双卡卡压管冲头，通过在环形体上设置轴向裂缝，从而为环形体提供了向外微形变的空间，在受到高压冲击时，具备卸力的功能，防止冲头崩裂。
附图说明
20.图1为本实用新型的防崩裂双卡卡压管冲头的主视剖视图。
21.图2为本实用新型的防崩裂双卡卡压管冲头的俯视图。
22.图3为本实用新型的防崩裂双卡卡压管冲头的立体图。
具体实施方式
23.下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
24.参见图1-图3，一种防崩裂双卡卡压管冲头，包括用于方便进入管坯内的扩口段1、用于对管坯进行低压预胀的低压密封段2以及用于对管坯进行高压胀型的高压密封段10，所述高压密封段10与低压密封段2之间形成有容纳管坯端部的环形容纳槽5，对应于环形容纳槽5处形成环绕在低压密封段2外的环形体3，所述环形体3的前端设有成型面4，其特征在于，所述环形体3上设有轴向裂缝6，所述轴向裂缝6从环形体3的前端往后延伸。
25.参见图1-图3，所述轴向裂缝6有多个，所述多个轴向裂缝6设置在环形体3的前部，所述多个轴向裂缝6沿环形体3的圆周方向均匀排布。设置多个轴向裂缝6，环形体3在圆周方向上划分为多个部分，在受到压力冲击时，多个部分之间能够互相发生微形变，从而能够避免应力集中，防止环形体3发生崩裂。
26.参见图1-图3，所述轴向裂缝6有四个。设置四个轴向裂缝6，由于四个轴向裂缝6在环形体3的圆周方向上均匀排布，因此相隔的两个轴向裂缝6互相对称，在线割加工时，相隔的两个轴线裂缝可以通过一次走刀完成，因此轴向裂缝6只需要两次走刀，不仅加工方便，而且加工效率高。
27.参见图1-图3，所述环形体3上设有通孔9，所述通孔的孔径大于轴向裂缝的宽度，所述通孔9与所述轴向裂缝6的尾端连通。这样，在多个轴向裂缝6将环形体3的前端划分为
多个部分后，每个部分的根部两侧均为圆弧过渡，从而能够有效避免应力集中而造成的破坏。
28.参见图1-图3，沿着冲头前进的方向，所述扩口段1的后端与低压密封段2的前端连接；所述环形体3的外径大于低压密封段2的外径，所述扩口段1的外径由前往后逐渐变大，所述扩口段1的最小直径小于管坯内壁的直径，所述扩口段1的最大直径大于管坯内壁的直径。设置上述结构的冲头，在冲头进入管坯时，扩口段1最前端的外径最小且小于管坯内壁的直径，从而使得扩口段1的前端能够很顺畅地进入管坯，在进入的过程中，扩口段1的后端与低压密封段2连接且外径大于管坯内壁的直径，从而将管坯进行扩口，并在低压密封段2与管坯内壁之间形成一个密封腔体，此时往密封腔体内通入中低压液体介质，对管坯进行预胀；冲头继续推进，此时高压密封段10与管坯内壁之间形成一个密封腔体，此时往密封腔体通入高压液体介质，对管坯进行高压胀型，从而实现管坯的成型。
29.参见图1-图3，所述扩口段1的表面为一段圆弧过渡面。通过将扩口段1设置为圆弧过渡面，这样，在扩口段1进入管坯的过程中，扩口段1与管坯内径的接触为线接触，从而使得扩口段1能够更顺畅地进入管坯。
30.参见图1-图3，所述成型面4为弧形的成型面，所述成型面4与环形体3的外表面之间采用非尖角过渡。这样，在高压介质使得管坯向环形圆弧腔内形变时，成型面4受到巨大的压力，成型面4与环形体3外表面之间采用非尖角过渡，非尖角过渡避免了应力集中，即使受到巨大的压力冲击，依然能够避免成型面4的崩裂，进一步提高冲头的使用寿命。
31.参见图1-图3，所述成型面4为弧形的成型面，所述成型面4与环形体3的外表面之间采用平面连接的方式过渡，该平面与冲头的轴线垂直。成型面4与环形体3的外表面之间采用平面的过渡方式，这样，不仅避免了尖角过渡从而避免应力集中，防止成型面4在高压冲击下崩裂，提高冲头的使用寿命，而且平面的结构更好加工，提高了加工效率。
32.参见图1-图3，所述冲头的尾部设有用于连接固定冲头的连接结构，所述连接结构包括连接凸环7，所述连接凸环7的外径大于环形体3的外径。设置上述连接机构，通过模具上的卡紧装置将连接凸环7卡紧，即可完成对冲头的固定安装。
33.参见图1-图3，所述冲头的内部设有用于通入液体介质的通液孔8，所述通液孔8沿着冲头的轴线设置，且贯穿整个冲头。设置上述通液孔8，通液孔8的外端与压力发生装置的出口连接，在压力发生装置启动后，压力介质通过通液孔8进入管坯的内壁，对管坯形成压力，从而挤压管坯使其形变。
34.参见图1-图3，上述防崩裂双卡卡压管冲头的工作原理是：
35.先将需要成型加工的管坯放置到定模上；接着液压锁模油缸动作，驱动动模向定模的方向运动，完成动模与定模的锁模；下一步，位于模具两侧的动力油缸动作，带动两侧的冲头从管坯的两端插入管坯的内腔，扩口段1对管坯进行扩口，压力发生装置往管坯内腔注入中压液体介质，该过程持续到管坯的两端抵接于环形容纳槽5的底部，中压液体介质的压力对管坯起到预胀作用，管坯内壁与低压密封段2之间产生一定的间隙；动力油缸继续动作，两个冲头继续相向运动，压力发生装置往管坯内注入高压液体介质，冲头往前运动使得成型面4到达模具型腔中环形圆弧腔的位置，此时成型面4成为环形圆弧腔的一部分，在高压液体介质的压力作用下，管坯的内壁向外形变，抵紧模具型腔的内壁，从而在环形圆弧腔的位置形成环状的密封管体；高压液体介质压迫管坯向外形变过程中，巨大的压力作用在
环形体3上，由于环形体3上设有轴向裂缝6，因此环形体3能够相对轴向裂缝6做微形变，从而能够避免环形体3的应力集中，即使受到了巨大的压力冲击，依然能够避免环形体3的崩裂，提高冲头的使用寿命，节省生产成本。
36.上述为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。