[实用新型]一种内补液增压式管材液压胀形装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及管材成形性能的测试、液压胀形加载路径的实验研究以及各种异形截面中空件的成形，属于管材内高压成形技术的测试、实验新设备，特别是一种内补液增压式管材液压胀形装置。

背景技术

管材液压胀形技术是将一定长度的薄壁金属管坯放入模具内，在内部液体(水、油)压力作用下，使管坯沿径向向外扩张、产生塑性变形的成形技术，也称内高压成形技术。它综合应用了弯曲、局部成形、挤胀复合成形等工艺对管材进行塑性成形加工，从而获得复杂的空心构件。与传统的机械加工工艺相比，管材液压胀形技术可以加工出形状复杂、重量轻、刚度好的零件，且可以有效的减少模具零件数量和成形工件的后续机械加工工序，因此管材液压胀形技术近年来在模具行业和汽车工业中得到了广泛的应用。

管材液压胀形的成败取决于合理的选择材质、合适的预成形、合理的加载路径等，所以在实施管材液压胀形工艺前，材料特性的检测及加载路径的确定是一项极其重要的工作，开发相应的装置与设备成为管材液压胀形技术领域的热点。

目前的管材液压胀形测试及实验设备通常采用“外控充液增压式”，即需要专用的、复杂的、昂贵的外部液压供给系统来控制管材内液体介质，以保证成形所需的液压力，对设备和模具的自动化程度要求很高。此前已有人提出了一些液压胀形装置：如中国专利ZL95229851.1公开了一种用于液压胀形的一体成型机，它采用外部液压供给系统为管材胀形提供液压力，该装置结构复杂、不能对成形管材施加轴向力、对使用的环境条件要求高；中国专利ZL00208694.8公开了一种内压成形机，外部液压供给系统为成形管材提供液压力，同时需要配置一台压力机为对成形管材施加轴向力，通过合理匹配高压液体的压力与压力机滑块的轴向位移的来实现管材的顺利胀形。该装置采用两套独立控制系统来控制管材成形过程，结构复杂、操作不便、应用成本高。

开发能在通用压力机上使用的、非外控充液增压式的管材液压胀形设备是今后的一个发展方向。中国专利ZL02104881.9公开了一种低压源内高压成形方法，通过推进活塞杆挤压成形腔的方法来增加成形液压力。该方法要求压力设备能提供两种力及两种运动：一个用于对管端进行密封，另一个用于推动活塞杆，对应用环境条件要求高；该方法未设置增压腔或直接将增压腔与成形腔做成一个整体，而活塞杆直径受成形管材直径的限制，大变形时会造成液压力增加不足的现象。

实用新型内容

本实用新型的目的就是要克服上述的不足，公开一种结构新颖、简单、易操作、造价低的一种内补液增压式的管材液压胀形装置。

本实用新型由增压活塞、增压缸体、Y型密封圈、压头、O型密封圈、上压板、定距圈、下压板、型芯、螺钉和底座组成。增压缸体为圆柱形，体内垂直于轴线开设成上端部大，下端部小阶梯形内腔，并相互贯通，在其下端部的端平面上开着一个以小内腔圆为内圆的环形凹槽；上压板和下压板的中心开有与小内腔圆对应的通孔且与环形凹槽同轴；在底座的上端部与下压板同轴的分别开有置放O型密封圈的凹槽和沉孔；O型密封圈分别置入增压缸体和底座的凹槽中，被上压板、下压板通过螺钉分别压紧在两个凹槽中；压头通过O型密封圈配置在增压缸体的增压腔和与其连接的上压板的通孔中；定距圈套装在上压板、下压板的外围和增压缸体下部平面与底座的上端平面之间；型芯通过O型密封圈置放在底座沉孔中，沉孔的底端开有一个与其贯通的水平通孔。

所述的增压活塞，上端头与法兰设制成一体，下端头开设为环形台阶，Y型密封圈配装在该台阶上，其法兰以下的圆柱形直径和高度与增压缸的上部开设的内腔尺寸相对应。

所述的压头外形呈阶梯轴状，中间有一轴向小孔，压头一端略小于管材内径，另一端基本等于管材外径，两直径差形成了一个环形台阶，在压头的大直径端的端面开设有径向小槽，并与轴向小孔相通，径向小槽和轴向小孔将增压腔的高压液体引向管材成形腔。

所述的上压板、下压板呈环形状，外圆直径略小于增压缸体，内孔直径对应于增压缸体的下端部开设通孔的直径。

所述的定距圈外径尺寸与增压缸体的外径尺寸相对应，内径与上压板、下压板匹配配装，其高度根据被加工的管子的胀形区长度而定。

由于采用了上述装置结构，工作时，把液体注入增压缸体的内腔，把相应的成形模具置入增压缸体下部端平面和底座上端平面之间及定距圈中时，增压活塞在压力机滑块的推动下向下运动，使增压缸体中的液体受挤压而形成高压并向管内流动，管材在高压液体的作用下实现自由胀形；下行的增压活塞接触到压头时，压头可对成形管材施加轴向力，即实现管材的轴压胀形。

本实用新型的优点是：