[发明专利]管径膨胀装置以及用于其的膨胀锥

说明书

技术领域

本发明涉及机械加工领域，特别涉及一种用于膨胀管材内径的膨胀装置。本 发明还涉及用于这种膨胀装置的膨胀锥。

背景技术

在机械制造中，通常需要将现有的管材的部分区域进行膨胀以使其适用于不 同的目的。

现有的管材膨胀装置包括：外径大于管材内径的膨胀锥体，膨胀锥体的后部 安装有作用力施加部件，前部安装有膨胀锥体限位部件。通过在作用力施加部件 上施加推力推动膨胀锥体向前运动到管材内部，即可实现将管材的内径胀大。

现有技术中的膨胀锥一端大一端小，大体呈锥形，其仅适合于从管材的一个 端部进入并且从另一个端部钻出，而不适合于对管材的部分区域进行膨胀。这是 由于在将管材膨胀完之后，管口在应力作用下尺寸会缩小，这使得锥形的膨胀锥 在管材内运动到一半后原路返回会受到极大的阻力，甚至极易对管材产生破坏。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种膨胀锥。这种膨胀锥能够将回缩的管口部 分再次胀开。此外，本发明还涉及使用这种膨胀锥的管径膨胀装置。

根据本发明的第一方面，提出了一种膨胀锥，其包括外径朝向相应端部逐渐 缩小的前引导斜面和后引导斜面以及处于前引导斜面和后引导斜面之间的具有 一定宽度的平直部，平直部是膨胀锥的直径最大的区域。

根据这种膨胀锥，平直部是膨胀锥的用于实施膨胀的部分。前引导斜面能降 低膨胀锥在管材内向前运动的阻力，从而可以以较小的力驱动膨胀锥在待膨胀管 材内前行。申请人还发现，在将管材膨胀完之后管口在应力作用下会略微回缩， 通过后引导斜面，在将膨胀锥从管材内取出时，后引导斜面能够平缓地对回缩的 管口施加力并将其再次胀开，从而提高了管材膨胀品质。此外，具有一定宽度的 平直部使得所膨胀的管材的内表面比较光滑，不存在环形凹陷，进一步提高了管 材膨胀品质。

在一个实施例中，在前引导斜面和/或后引导斜面上设置有沿轴向分布的多条 狭缝。通过设置这些狭缝，在膨胀锥放入到待膨胀管材和驱动其在待膨胀管材内 运动时，前引导斜面的直径会进一步缩小，从而进一步降低了膨胀锥在管材内向 前运动的阻力，有助于以较小的力驱动膨胀锥在待膨胀管材内前行。同样，在将 膨胀锥从所膨胀的管材中取出时，后引导斜面的直径也会由于其上的狭缝而进一 步缩小而有助于取出膨胀锥。

在一个实施例中，在平直部的内表面设置有与前引导斜面的狭缝和后引导斜 面的狭缝连通的凹槽。这样，在膨胀一端封闭的管材时，前引导斜面的狭缝、凹 槽和后引导斜面的狭缝形成了管材内的封闭区与外界环境连通的通道，这方便了 该封闭的管材区域内的流体流出，从而有助于膨胀加工的顺利进行。

在一个实施例中，在平直部上沿周向能拆卸地设置有凸出到平直部之外的多 个膨胀块。仅通过更换这些膨胀块，就可以改变平直部的外径，从而改变膨胀锥 所能实现的膨胀量，而无需更换整个膨胀锥，方便了使用。

在一个实施例中，在膨胀块的表面上构造有降低摩擦力的涂层。通过在膨胀 块上构造这种涂层，能够进一步降低膨胀锥与待膨胀管材之间的摩擦力，从而能 进一步降低推动力。此外，构造这种涂层的成本较高，由于仅需要在膨胀块上构 造这种涂层而不是膨胀锥上，从而大大降低了膨胀锥的生产成本。在一个具体的 实施例中，多个膨胀块包括至少两组，其中同组的膨胀块沿同一圆周间隔式布置， 所有膨胀块的轴向投影为完整的圆。这样布置的膨胀块能够独立安装和更换，从 而大大方便了膨胀块的加工和装配。

在一个实施例中，在平直部内间隔设置有多个用于安装膨胀块的贯穿的安装 孔，并且安装孔的外部开口尺寸小于内部开口尺寸。这种结构的安装孔使得必须 从膨胀锥的内部安装膨胀块，从而避免了在膨胀锥在管材内运动期间膨胀块脱落 的风险。在一个具体的实施例中，安装孔为台阶孔。

根据本发明的第二方面，提出了一种管径膨胀装置，其包括柱形座，柱形座 的第一端为受力端，在柱形座的第二端设置有用于承载根据本发明的第二方面的 膨胀锥的承载部。

在一个实施例中，在柱形座上构造有从柱形座的第二端的端面贯穿式延伸到 柱形座的在第二端之前的区域的过流槽。这样，在使用这种管径膨胀装置对一端 封闭的管材进行膨胀时，在管材的封闭区域内的气体或其他流体能够经过流槽流 到外界环境中，管径膨胀装置的运动阻力也因此大幅减小，有利于膨胀加工。