CN105170854A - 管形件局部加厚成形装置及其方法 - Google Patents

Abstract

一种管形件局部加厚成形装置及其方法，该装置包括：管坯、依次相连的顶杆、滑块、活动芯轴、凸模组件和套接于凸模组件外侧的凹模，其中：顶杆、滑块和活动芯轴通过连接弹簧相连，并且通过管坯与凹模间隙配合；本发明在成形过程中，内凸模与活动芯轴刚性接触，与凹模形成管件加厚部分的模具型腔，外凸模逐步镦挤压管料完成管形件端部加厚，内表面由活动芯轴控制，形成的加厚过渡区表面质量良好；活动芯轴通过滑块与顶杆连为一体，取出方便，大幅提高生产效率。

Description

管形件局部加厚成形装置及其方法

技术领域

本发明涉及的是一种管材精密成形领域的技术，具体是一种管形件局部加厚成形装置及其方法。

背景技术

管形件在机械行业中是一种十分常见的零部件，管形件之间一般采用螺纹连接，为保证连接处的强度，需要将其进行局部加厚处理，因此管形件的局部加厚工艺一直受到关注。管形件局部镦锻是一种典型的加厚方法，局部加厚处容易出现一系列问题，如加厚的尺寸不满足要求，内表面凹凸不平，平滑度较差，影响后续装配和服役性能。因此，如何提高管形件加厚质量是急需解决的问题。

目前，对于管形件局部加厚，利用不同凸凹模多道次镦锻成形，虽然多道次镦锻可以增大加厚程度，降低形成折叠缺陷的风险，但是工艺过程参数不易控制，所得局部加厚零件内表面质量难以保证。

经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN104439011A，公告日2015.3.25，公开了一种石油钻杆加厚端成形凸模及其应用，凸模包括凸模杆与三个凸模块，凸模杆的前端开设有外螺纹，凸模块内侧开设有内螺纹段，凸模块共设有三个，三个凸模块围合成完整的凸模环，且三个凸模块上的内螺纹段围合成与外螺纹配合的内螺纹，凸模环为中空圆锥台结构，有利于控制石油钻杆的内表面质量。但该技术要求每次镦锻时都需要重新组装凸模，镦粗完成后还要将凸模拆卸下来，整个操作过程相对繁锁，直接影响生产效率。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种管形件局部加厚成形装置及其方法，所述成形装置由凸模组件、活动芯轴、凹模、滑块和顶杆组成，成形过程中，凸模组件与活动芯轴刚性接触，并与凹模形成管件加厚部分的模具型腔，逐步镦挤压管料完成管件端部加厚，内表面由活动芯轴控制，形成的加厚过渡区表面质量良好；活动芯轴通过滑块与顶杆连为一体，取出方便，大幅提高生产效率。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种管形件局部加厚成形装置，包括：依次相连的顶杆、滑块、活动芯轴、凸模组件和套接于凸模组件外侧的凹模，其中：顶杆、滑块和活动芯轴分别与凹模间隙配合。

所述的凸模组件包括：套接的内凸模和外凸模。

所述的内凸模与活动芯轴刚性接触。

所述的活动芯轴包括：弹性连接并且彼此对称的左半芯轴和右半芯轴。

所述的滑块分别与活动芯轴和顶杆弹性连接。

本发明涉及一种基于上述装置的管形件局部加厚成形方法，包括以下步骤：

步骤1、定位管坯：沿径向打开凹模，放入管坯至预定位置后合拢凹模并压紧，完成管坯定位。

步骤2、模具调整：连接活动芯轴、滑块和顶杆，形成连接体；把凸模组件移入凹模，直至外凸模与管坯的一端接触，再将连接体从管坯另一端移入凹模，直至活动芯轴与内凸模接触；推动顶杆，通过滑块使活动芯轴的两个半芯轴处于张开状态，形成内模腔。

步骤3、管形件镦挤成形：保持顶杆的力不变，与凹模配合的外凸模进行轴向移动，使管坯沿轴向镦挤成形，实现管形件的局部加厚。

步骤4、取出管形件：将外凸模和内凸模依次从管形件的一端沿轴向移出，此时两个半芯轴合拢，通过顶杆将连接体从管形件的另一端沿轴向移出，打开凹模，取出已完成加厚成形的管形件。

技术效果

与现有技术相比，本发明采用了凸模组件、活动芯轴与可分凹模形成模具型腔，凸模组件的内凸模和外凸模两个部分可按顺序动作；活动芯轴分为左半芯轴和右半芯轴，通过弹簧依次与滑块和顶杆相连，便于从管件中取出；可分凹模可沿径向实现开合，方便管坯的放入与管件的取出。本发明采用活动芯轴与可分凹模配合，并结合外凸模镦挤成形，获得了内表面质量可控的局部加厚管件，且具有较高的生产效率，便于投入批量生产。

附图说明

图1为本发明示意图；

图2为芯轴结构示意图；

图3为滑块结构示意图；

图中：1和3为周向弹簧，2为完成加厚成形的管形件，4为凹模，5为顶杆，6和7为连接弹簧，8为滑块，9为管坯，10为左半芯轴，11为右半芯轴，12为内凸模，13为外凸模，14为缝隙。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

如图1所示，本实施例包括：管坯9、依次相连的顶杆5、滑块8、活动芯轴、凸模组件和套接于凸模组件外侧的凹模4，其中：顶杆5、滑块8和活动芯轴通过连接弹簧6和7相连，并且通过管坯9与凹模4间隙配合。

所述的凸模组件包括：套接的内凸模12和外凸模13。

所述的内凸模12与活动芯轴刚性接触。

所述的凹模4为径向可分凹模，便于加厚成形后的管形件取出。

如图2所示，所述的活动芯轴包括：彼此对称的左半芯轴10和右半芯轴11，其中：左半芯轴10和右半芯轴11通过两端的周向弹簧1、3连接。

张开状态时，所述的左半芯轴10和右半芯轴11形成缝隙14。

如图3所示，所述的滑块8的一端设有圆台形的凸起，另一端设有凹槽。

所述的顶杆5的顶端设有与凹槽相配合的凸缘，活动芯轴的底部设有与凸起相配合的圆台形凹槽。

本实施例通过以下步骤对管形件进行局部加厚成形：

步骤1、步骤1、定位管坯9：沿径向打开凹模4，放入管坯9至预定位置后合拢凹模4并压紧，完成管坯9定位。

步骤2、模具调整：连接活动芯轴、滑块8和顶杆5，形成连接体；把凸模组件移入凹模4，直至外凸模13与管坯9的一端接触，再将连接体从管坯9的另一端移入凹模4，直至活动芯轴与内凸模12接触；推动顶杆5，通过滑块8使活动芯轴的两个半芯轴10和11克服周向弹簧3的约束力微微张开，形成内模腔，中间保有缝隙14。

步骤3、管形件镦挤成形：保持顶杆5的力不变，与凹模4配合的外凸模13进行轴向移动，使管坯9沿轴向镦挤成形，实现管形件的局部加厚。

所述的管形件为难变形材料时，可采用热镦挤压成形；管形件为易变材料时，可采用冷镦挤成形。

步骤4、取出管形件：将外凸模13和内凸模12依次从完成加厚成形的管形件2的一端沿轴向移出，此时两个半芯轴10和11由于周向弹簧3收紧而无缝合拢，与完成加厚成形的管形件2的内表面分离，移动方便；通过顶杆5将连接体从完成加厚成形的管形件2的另一端沿轴向移出，打开凹模4，取出已完成加厚成形的管形件2。

所述的缝隙14的宽度小于1mm，优选为0.4mm。

所述的活动芯轴的外表面与管坯9的内表面特征一致，活动芯轴的外侧锥度与完成加厚成形的管形件2的加厚端过渡区内表面锥度相同，以保证加厚端过渡区是由活动芯轴控制其成形过程。

所述的活动芯轴结构简单，使用方便，易于取出。

所述的周向弹簧1和3的作用力可保证左半芯轴10和右半芯轴11不会发生分离。

所述的凸模组件与活动芯轴、凹模配合，形成用于管坯9加厚的模具型腔，便于控制管形件的内表面质量。

所述的外凸模13用于对管坯9进行镦挤成形。

所述的滑块8一端的连接弹簧6保证顶杆5与滑块8始终连接。

所述的滑块8和顶杆5的外表面与管坯9的内表面有一定距离，以保证顶杆5带动滑块8和活动芯轴移入与移出时不会与管坯9产生接触，减小阻力。

本实施例管形件内表面的成形过程由活动芯轴控制，获得了良好的加厚区内表面质量，过渡光滑；活动芯轴与顶杆5通过滑块8连为一体，取出方便，大幅提高生产效率。

Claims (7)

1.一种管形件局部加厚成形装置，其特征在于，包括：依次相连的顶杆、滑块、活动芯轴、凸模组件和套接于凸模组件外侧的凹模，其中：顶杆、滑块和活动芯轴分别与凹模间隙配合；

所述的凸模组件包括：套接的内凸模和外凸模；

所述的活动芯轴包括：弹性连接并且彼此对称的左半芯轴和右半芯轴。

2.根据权利要求1所述的管形件局部加厚成形装置，其特征是，所述的内凸模与活动芯轴刚性接触。

3.根据权利要求1所述的管形件局部加厚成形装置，其特征是，所述的滑块分别与活动芯轴和顶杆弹性连接。

4.一种根据上述任一权利要求所述管形件的局部加厚成形方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、定位管坯：沿径向打开凹模，放入所述管坯至预定位置后合拢凹模并压紧，完成管坯定位；

步骤2、模具调整：连接活动芯轴、滑块和顶杆，形成连接体；把凸模组件移入凹模，直至外凸模与管坯的一端接触，再将连接体从管坯另一端移入凹模，直至活动芯轴与内凸模接触；推动顶杆，通过滑块使活动芯轴的两个半芯轴处于张开状态，形成内模腔；

步骤3、管形件镦挤成形：保持顶杆的力不变，与凹模配合的外凸模进行轴向移动，使管坯沿轴向镦挤成形，实现管形件的局部加厚；

步骤4、取出管形件：将外凸模和内凸模依次从管形件的一端沿轴向移出，此时两个半芯轴合拢，通过顶杆将连接体从管形件的另一端沿轴向移出，打开凹模，取出已完成加厚成形的管形件。

5.根据权利要求4所述的局部加厚成形方法，其特征是，所述的活动芯轴的外表面与管坯的内表面特征一致，活动芯轴的外侧锥度与完成加厚成形的管形件的加厚端过渡区内表面锥度相同。

6.根据权利要求4所述的局部加厚成形方法，其特征是，所述的滑块和顶杆的外表面与管坯的内表面存在距离。

7.根据权利要求4所述的局部加厚成形方法，其特征是，所述的两个半芯轴在张开状态下的缝隙宽度小于1mm。