專利名稱：一種液壓成形用沖頭的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種管件液壓成形系統(tǒng)，特別涉及一種防磨損的管件液壓成形用
沖頭。
背景技術：
在飛機、航天器和汽車領域，減輕重量以節(jié)約材料和運行中的能量是現(xiàn)代制造技 術發(fā)展的趨勢之一。液壓成形正是在這樣的背景下開發(fā)出來的一種制造空心輕體結構件的 先進制造技術，該技術既提高了成形件的強度和剛度，又節(jié)約了材料、降低了成本。圖1為 常規(guī)液壓成形模具的示意圖，圖2為采用圖1中液壓成形模具使管坯成形的示意圖。如圖1 和2所示，常規(guī)液壓成形模具由上模1和下模2構成，首先將管坯3放在下模2內，然后閉 合上模1 ，將管坯3的兩端用水平?jīng)_頭4、5密封，并使管坯3內充滿液體，在加壓脹形的過程 中，兩端的沖頭4、5同時向內推進補料，這樣在內壓和軸向力的聯(lián)合作用下使管坯3貼靠上 模1和下模2而成形為所需的管件30。 沖頭設計是液壓成形技術的關鍵技術之一，是成功實現(xiàn)成形過程中密封和補料的 前提。由于在成形過程中，管件內壓力極高，一般可達100-300MPa，有時甚至高達400MPa以 上，為了實現(xiàn)超高壓條件下的動態(tài)密封，沖頭必須依賴于模具上下表面的緊密接觸而起導 向作用。 沖頭的頭部為密封區(qū)，在成形過程中直接與管端部接觸，起密封和補料作用；沖頭 本體為導向區(qū)，在成形過程中起導向作用，與模具緊密接觸，保證沖頭沿上、下模具中心線 運動；沖頭本體的尾部連接液壓缸，利用液壓缸帶動沖頭沿軸向運動來實現(xiàn)管端密封和補 料。 現(xiàn)有沖頭由于其本體直接與模具上下表面接觸，沖頭在模具內往復運動造成沖頭 本體表面和模具表面的嚴重磨損，導致產(chǎn)品不合格，而且沖頭和模具的維護間隔很短，嚴重 時將導致沖頭或模具鑲塊的報廢。

實用新型內容為解決上述問題，本實用新型提供一種液壓成形用沖頭，可以降低液壓成形用沖 頭和模具的磨損，延長模具使用壽命，提高產(chǎn)品合格率。 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的液壓成形用沖頭，包括密封頭和沖頭本體，所述密
封頭通過螺釘固定在所述沖頭本體的端部，所述沖頭本體上套裝有導向環(huán)，所述導向環(huán)的
外徑大于所述密封頭和沖頭本體的直徑。 所述導向環(huán)的材質為銅。 所述密封頭的頭部為圓臺形。 所述密封頭和沖頭本體之間設置有密封圈。 本實用新型的液壓成形用沖頭，維護方便，在導向環(huán)磨損后可以及時更換，而不需 要更換整個沖頭。本實用新型的液壓成形用沖頭，可以顯著降低模具磨損，提高模具使用壽命，大幅降低模具維修成本，同時提高了產(chǎn)品的合格率。
圖1為常規(guī)液壓成形模具的示意圖； 圖2為采用圖1中液壓成形模具使管坯成形的示意圖； 圖3為本實用新型的液壓成形用沖頭的結構示意圖； 圖4為采用圖3中液壓成形用沖頭在液壓成形模具中使管坯成形的示意圖。
具體實施方式
圖3為本實用新型的液壓成形用沖頭的結構示意圖，如圖所示，本實用新型的液 壓成形用沖頭包括密封頭11和沖頭本體12，所述密封頭11通過螺釘固定在所述沖頭本體 12的端部，所述沖頭本體12上套裝有導向環(huán)13，所述導向環(huán)13的外徑大于所述密封頭11 和沖頭本體12的直徑。 所述導向環(huán)13套在沖頭本體12上，沖頭本體12上開槽，導向環(huán)13安裝在槽中， 最優(yōu)選地，導向環(huán)13的安裝槽設在沖頭本體12的端部，使端部的直徑小于沖頭本體12其 他部分的直徑。 導向環(huán)13位于本實用新型的液壓成形用沖頭的中間部位，導向環(huán)13作用有二，一
是通過與模具表面直接接觸，起導向作用；二是其直徑大于其余部分直徑，可以保證沖頭其
余部分與模具上下表面存在一定間隙，從而不直接與模具接觸，一方面保護沖頭，減少沖頭
本身磨損，另一方面最大程度降低沖頭在往復運動過程中對模具的磨損。 導向環(huán)13選用與模具不同的材質以減少兩種材料互相摩擦產(chǎn)生互溶的比例，模
具材質為鋼材，導向環(huán)13材質選用銅，銅的耐磨性好，且硬度低于模具材料，在與模具接觸
摩擦過程中，模具本身不會發(fā)生磨損。導向環(huán)13也可以采用其它與模具材料互溶性較低的
材料，根據(jù)相似相容原理，該兩種不同材料互溶比例較低，可以大大降低導向環(huán)13與上下
模具補料段的磨損。 導向環(huán)13與模具的接觸面積，控制在合適的范圍內，既能起足夠的導向作用，又 不至于使接觸面積過大。導向環(huán)13的壁厚最小不能小于8mm，當導向環(huán)13外徑增大時，壁 厚應隨之增加。導向環(huán)13長度最好為外徑的2倍。 為了安裝方便，導向環(huán)13外圈的兩端均有倒角。根據(jù)安裝需要，導向環(huán)13內圈的 兩端也可以有倒角。 密封頭ll的頭部為圓臺形，其余部分為圓柱形，密封頭ll加工好后需要進行表面 處理，表面處理后硬度為HRC52以上。沖頭本體12中心加工有高壓水通道，用于成形過程 中向管內注入高壓水使材料發(fā)生變形。所述密封頭ll和沖頭本體12之間設置有密封圈， 解決高壓水注入過程中密封頭11和沖頭本體12的密封，防止高壓水發(fā)生泄露，無法建立壓 力。 圖4為采用圖3中液壓成形用沖頭在液壓成形模具中使管坯成形的示意圖。如圖 所示，在使用時，兩個本實用新型的液壓成形用沖頭同時使用，分別放置在模具的兩端。把 管坯300放入下模2，閉合上模1。然后左右液壓缸20帶動兩個本實用新型的液壓成形用 沖頭運動，此時，依靠導向環(huán)13進行導向，除這兩個導向環(huán)13與模具接觸外，其余部分不與模具接觸。 本實用新型的液壓成形用沖頭使用一段時間后，導向環(huán)13可能發(fā)生磨損，此時只 需卸下密封頭ll，更換新的導向環(huán)13就能重新開始生產(chǎn)，不需更換密封頭11和沖頭本體 12。
權利要求一種液壓成形用沖頭，包括密封頭和沖頭本體，其特征在于，所述密封頭通過螺釘固定在所述沖頭本體的端部，所述沖頭本體上套裝有導向環(huán)，所述導向環(huán)的外徑大于所述密封頭和沖頭本體的直徑。
2. 如權利要求1所述的液壓成形用沖頭，其特征在于，所述導向環(huán)的材質為銅。
3. 如權利要求1所述的液壓成形用沖頭，其特征在于，所述密封頭的頭部為圓臺形。
4. 如權利要求1所述的液壓成形用沖頭，其特征在于，所述密封頭和沖頭本體之間設 置有密封圈。
5. 如權利要求1所述的液壓成形用沖頭，其特征在于，所述導向環(huán)的長度為其外徑的2倍。
專利摘要本實用新型公開了一種液壓成形用沖頭，其包括密封頭和沖頭本體，所述密封頭通過螺釘固定在所述沖頭本體的端部，所述沖頭本體上套裝有導向環(huán)，所述導向環(huán)的外徑大于所述密封頭和沖頭本體的直徑。本實用新型的液壓成形用沖頭，可以顯著降低模具磨損，提高模具使用壽命，大幅降低模具維修成本，同時提高了產(chǎn)品的合格率。
文檔編號B21D26/02GK201437139SQ20092007680
公開日2010年4月14日 申請日期2009年6月22日 優(yōu)先權日2009年6月22日
發(fā)明者付全震, 俞寧峰, 蘇海波, 蔣浩民, 陳新平 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司;上海寶鋼液壓成形零部件有限公司