CN106853473B - 一种用于管材内高压成形的锯齿形推头 - Google Patents
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Abstract
一种用于管材内高压成形的锯齿形推头，包括推头主体，推头主体前端为锯齿形密封头，包括导正头和位于导正头后面的锯齿形密封段，所述导正头为直径小于管坯内径的圆柱体，其前端设倒圆角；所述锯齿形密封段包括N级长度相同、直径逐级等差增大的圆凸台，首级圆凸台直径大于导正头圆柱体直径，末级圆凸台直径小于推头主体直径，首、末圆凸台外径形成15°～20°的斜度；上述N的数值为3～5之间的任意整数。该推头与管材管端密封性好，可防止发生导正段卡死的现象，避免在推力的作用下产生径向力导致管端径向扩张，而卡死在模具型腔现象，使得进料补料更加顺畅、更均匀，利于管坯的成形。
Description
技术领域
本发明涉及一种高压成形模具，尤其涉及一种用于管材内高压成形的锯齿形推头。
背景技术
管材内高压成形是通过向管材内部充液加压的同时，轴向施加侧推力进行补料，迫使管材坯料在加压介质的压力作用下贴合到模具型腔，实现管坯成形的一种工艺，其管材内部充液加压的压力一般高达100MPa-400MPa，且多数成形零件还需在其高压状态下保持一段时间的保压状态才能达到较好的成形效果，所以管端密封结构好坏对于内高压成形工艺至关重要，直接影响到超高压状态能否实现，从而影响到管材零件成形能否达到预期的效果。
传统管端密封采用将两端推头主体的前端面加工成圆锥面，圆锥面在轴向力作用下压入管材端面实现密封，采用此种密封结构，存在以下问题：
1．在推头主体压入的过程中，往往造成管坯送料阻力增大或卡在模具型腔内，使模具或推头磨损、变形损坏，严重影响模具、推头的使用寿命和工作的可靠性；
2．采用此种管端密封结构易造成管口的径向扩张，从而加大管坯补料的难度，导致成形时管壁变薄或破裂，情况严重者将会导致推头与管件直接卡死在模具型腔内。
3．中国专利CN101011715公开的密封结构，一是容易造成两端左右导向孔处胀形，二是采用此种密封结构需额外设置“与型腔”、“导向孔”的推头结构，其推头结构复杂，制造工艺性差，制造成本高，且橡胶较软，由于内部压力大，非常容易磨损，常常需要更换，不仅增加成本，而且浪费时间。
4．中国专利CN202097262U公开的密封结构，同样设置有锥型密封面，虽也设置有止推台，但推头在大的轴向推力作用下，管端与推头止推台接触的管材材料容易发生塌陷，这时由于锥面密封面的存在，在推头继续进给的过程中同样会造成管口的径向扩张，加大管坯补料的难度，造成成形时管壁变薄或破裂；当管端锥面沉台加工存在加工误差时，由于管端锥面沉台深度过深，容易出现管口径向扩张而管端沉台深度过潜而导致出现锥面密封面密封不佳的情况。
发明内容
本发明解决的技术问题是：针对上述现有结构存在的缺点，提供一种结构简单，制造方便，安全可靠，能有效地消除管端口扩张而卡死在模具型腔的用于管材内高压成形的锯齿形推头。
本发明采取的技术方案是：一种用于管材内高压成形的锯齿形推头，包括推头主体，所述推头主体前端为锯齿形密封头，包括导正头和锯齿形密封段，所述导正头为直径小于管坯内径的圆柱体，其前端设倒圆角；导正头圆柱体的后端为锯齿形密封段，所述锯齿形密封段包括N级长度相同、直径逐级等差增大的圆凸台，首级圆凸台直径大于导正头圆柱体直径，末级圆凸台直径小于推头主体直径，首、末圆凸台外径形成15°～20°的斜度；所述导正头的直径比管坯内径小0.05～0.10mm，导正头的段长值不小于2mm，不大于10mm；
上述N的数值为3～5之间的任意整数。
其进一步的技术方案是：所述锯齿形密封段每一圆凸台形成与推头主体轴心线垂直的小止推台，末级圆凸台与推头主体外圆周之间构成一与推头轴心线垂直的大止推台。
由于采取以上技术方案，本发明之一种用于管材内高压成形的锯齿形推头具有如下有益效果：
1．由于推头主体前端为锯齿形密封头，导正头为前端设倒圆角111，有利于引导管坯进入推头导正段，防止传统结构因推头制造垂直度不好而出现导正段卡死的现象；
导正段为稍小于管坯内径的圆柱面，可确保轴向侧推力均匀作用于管材两管端，同时增强锯齿段的密封性；本推头的导正段的直径比管坯内径小0.05～0.10mm，段长2～10mm，段长值约为管坯外径的10%但不小于2mm，不大于10mm。
2．锯齿形密封段为多段长度相同、直径逐级等差增大的圆凸台，多段圆凸台的斜度为15°～20°之间，从而与管端锥面挤压形成多圈钢性接触密封圈，当推头在液压缸的推力作用下轴向挤压管端时，推头锯齿段上的圆凸台形成锯齿结构与管端锥面产生轴向挤压，圆凸台的台缘处在推力的作用下紧紧咬紧管端锥面，使管端锥面发生塑性变形形成多圈钢性接触密封圈；同时由于在与锯齿挤压的管端锥面局部产生的塑性形变形成了多圈的小止推台，可以产生多圈均匀的轴向作用力，使得补料更加的均匀；避免在推力的不断作用下产生径向力而导致管端径向扩张，从而有效地消除管端口扩张而卡死在模具型腔现象，使得进料补料更加顺畅，利于管坯的成形。
3．当锯齿形密封段产生轴向推力不足时，大止推台可最大程度的触压管材管端，弥补轴向补料推力确保补料能顺畅进行，形成止推密封圈增强密封性。
下面结合附图和实施例对本发明之一种用于管材内高压成形的锯齿形推头的技术特征作进一步的说明。
附图说明
图1为本发明锯齿形密封推头结构示意图；
图2为本发明锯齿形密封推头安装使用状态示意图；
图3为图2之A部放大图；
图4、图5为已有技术（公告号为CN202097262U专利）公开的直推头示意图。
图中：
1—推头主体，11—导正头，111—倒圆角，12—小止推台，13—大止推台，2—上模，3—管坯，4—下模。
具体实施方式
如附图1所示，一种用于管材内高压成形的锯齿形推头结构，包括推头主体1，所述推头主体前端为锯齿形密封头，包括导正头11和锯齿形密封段，所述导正头为直径小于管坯内径的圆柱体，推头前端设倒圆角111；导正头圆柱体的后端为锯齿形密封段，所述锯齿形密封段包括4级长度相同、直径逐级等差增大的圆凸台（所述长度相同的圆凸台是指圆凸台的轴向长度相同），首级圆凸台直径大于导正头圆柱体直径，末级圆凸台直径小于推头主体直径，首、末圆凸台外径形成15°～20°的斜度；所述导正头的直径比管坯内径小0.05～0.10mm，导正头的段长值为管坯外径的10%但不小于2mm，不大于10mm。
所述锯齿形密封段每一圆凸台形成与推头主体轴心线垂直的小止推台12，本实施例共4级圆凸台共形成4个小止推台，其中末级（第4级）圆凸台与推头主体外圆周构成一个大止推台13。
作为上述实施例的变换：锯齿形密封段所包括长度相同、直径逐级等差增大的圆凸台的级数：N的数值可为3～5之间的任意整数。
Claims (2)
1.一种用于管材内高压成形的锯齿形推头，包括推头主体（1），所述推头主体前端为锯齿形密封头，包括导正头（11）和锯齿形密封段，其特征在于：所述导正头为直径小于管坯内径的圆柱体，其前端设倒圆角（111）；导正头圆柱体的后端为锯齿形密封段，所述锯齿形密封段包括N级长度相同、直径逐级等差增大的圆凸台，首级圆凸台直径大于导正头圆柱体直径，末级圆凸台直径小于推头主体直径，首、末圆凸台外径形成15°～20°的斜度；所述导正头的直径比管坯内径小0.05～0.10mm，导正头的段长值不小于2mm，不大于10mm；
上述N的数值为3～5之间的任意整数。
2.如权利要求1所述的一种用于管材内高压成形的锯齿形推头，其特征在于：所述锯齿形密封段每一圆凸台形成与推头主体轴心线垂直的小止推台（12）；末级圆凸台与推头主体外圆周之间构成一与推头轴心线垂直的大止推台（13）。
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