本實(shí)用新型涉及一種高壓成形模具，尤其涉及一種嵌入式咬合密封結(jié)構(gòu)的內(nèi)高壓成形推頭。

背景技術(shù)：

管材內(nèi)高壓成形是通過(guò)向管材內(nèi)部充液加壓的同時(shí)，軸向施加側(cè)推力進(jìn)行補(bǔ)料，迫使管材坯料在加壓介質(zhì)的壓力作用下貼合到模具型腔，實(shí)現(xiàn)管坯成形的一種工藝，其管材內(nèi)部充液加壓的壓力一般高達(dá)100MPa-400MPa，且多數(shù)成形零件還需在其高壓狀態(tài)下保持一段時(shí)間的保壓狀態(tài)才能達(dá)到較好的成形效果，所以管端密封結(jié)構(gòu)好壞對(duì)于內(nèi)高壓成形工藝至關(guān)重要，直接影響到超高壓狀態(tài)能否實(shí)現(xiàn)，從而影響到管材零件成形能否達(dá)到預(yù)期的效果。

傳統(tǒng)管端密封采用將兩端推頭主體的前端面加工成圓錐面，圓錐面在軸向力作用下壓入管材端面實(shí)現(xiàn)密封，采用此種密封結(jié)構(gòu)，存在以下問(wèn)題：

1．在推頭主體壓入的過(guò)程中，往往造成管坯送料阻力增大或卡在模具型腔內(nèi)，使模具或推頭磨損、變形損壞，嚴(yán)重影響模具、推頭的使用壽命和工作的可靠性；

2．采用此種管端密封結(jié)構(gòu)易造成管口的徑向擴(kuò)張，從而加大管坯補(bǔ)料的難度，導(dǎo)致成形時(shí)管壁變薄或破裂，情況嚴(yán)重者將會(huì)導(dǎo)致推頭與管件直接卡死在模具型腔內(nèi)。

3．中國(guó)專利CN101011715公開(kāi)的密封結(jié)構(gòu)，一是容易造成兩端左右導(dǎo)向孔處脹形，二是采用此種密封結(jié)構(gòu)需額外設(shè)置“與型腔”、“導(dǎo)向孔”的推頭結(jié)構(gòu)，其推頭結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造工藝性差，制造成本高，且橡膠較軟，由于內(nèi)部壓力大，非常容易磨損，常常需要更換，不僅增加成本，而且浪費(fèi)時(shí)間。

4．中國(guó)專利CN202097262U公開(kāi)的密封結(jié)構(gòu)，同樣設(shè)置有錐型密封面，雖也設(shè)置有止推臺(tái)，但推頭在大的軸向推力作用下，管端與推頭止推臺(tái)接觸的管材材料容易發(fā)生塌陷，這時(shí)由于錐面密封面的存在，在推頭繼續(xù)進(jìn)給的過(guò)程中同樣會(huì)造成管口的徑向擴(kuò)張，加大管坯補(bǔ)料的難度，造成成形時(shí)管壁變薄或破裂；當(dāng)管端錐面沉臺(tái)加工存在加工誤差時(shí)，由于管端錐面沉臺(tái)深度過(guò)深，容易出現(xiàn)管口徑向擴(kuò)張而管端沉臺(tái)深度過(guò)潛而導(dǎo)致出現(xiàn)錐面密封面密封不佳的情況。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于：針對(duì)上述現(xiàn)有結(jié)構(gòu)存在的缺點(diǎn)，提供一種用于管材內(nèi)高壓成形的一種嵌入式咬合密封結(jié)構(gòu)的內(nèi)高壓成形推頭，以克服已有技術(shù)所存在的上述不足。

為解決以上技術(shù)問(wèn)題本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是：一種嵌入式咬合密封結(jié)構(gòu)的內(nèi)高壓成形推頭，包括圓柱狀的推頭主體，所述推頭主體前端為嵌入式密封頭，包括導(dǎo)正頭和嵌入式密封段，所述導(dǎo)正頭為直徑小于管坯內(nèi)徑的圓柱體，其前端設(shè)倒圓角，導(dǎo)正頭的后端為嵌入式密封段，所述嵌入式密封段包括N圈嵌入環(huán)和N圈容料槽，每圈為一級(jí)共有N級(jí)嵌入環(huán)和N級(jí)容料槽，各級(jí)嵌入環(huán)軸向長(zhǎng)度相同、直徑從前往后逐級(jí)等差增大，首級(jí)嵌入環(huán)直徑大于導(dǎo)正頭圓柱體直徑，末級(jí)嵌入環(huán)直徑等于推頭主體直徑，首、末級(jí)嵌入環(huán)外徑形成的斜度α₁為20°～45°；相鄰兩級(jí)嵌入環(huán)之間構(gòu)成往后凹的環(huán)形容料槽，同級(jí)嵌入環(huán)與容料槽之間的截面夾角α₂小于90°；上述N的數(shù)值為3～5之間的任意整數(shù)。

其進(jìn)一步的技術(shù)方案是：所述同級(jí)嵌入環(huán)與容料槽之間的截面夾角α₂為40°～60°。

由于采取以上技術(shù)方案，本實(shí)用新型之一種嵌入式咬合密封結(jié)構(gòu)的內(nèi)高壓成形推頭具有如下有益效果：

1．由于推頭主體之導(dǎo)正頭為前端設(shè)倒圓角，有利于引導(dǎo)管坯進(jìn)入推頭導(dǎo)正頭段，防止傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)因推頭制造垂直度不好而出現(xiàn)導(dǎo)正段卡死的現(xiàn)象；導(dǎo)正頭為稍小于管坯內(nèi)徑的圓柱面，可確保軸向側(cè)推力均勻作用于管材兩管端，同時(shí)增強(qiáng)嵌入式密封段的密封性；

2.推頭與管坯管端密封性好：由于嵌入式密封段包括的N圈嵌入環(huán)和N圈容料槽，嵌入環(huán)各級(jí)長(zhǎng)度相同、直徑逐級(jí)等差增大，首級(jí)嵌入環(huán)直徑大于導(dǎo)正頭圓柱體直徑，末級(jí)嵌入環(huán)直徑等于推頭主體直徑，首、末嵌入環(huán)外徑形成的斜度為20°～45°之間，當(dāng)推頭在液壓缸的推力作用下軸向擠壓管端時(shí)，管坯管端錐面處的部分材料發(fā)生塑性變形，材料流入容料槽，當(dāng)材料流入容料槽后推頭可提供軸向推力均勻作用于管坯端口，推頭密封段的嵌入環(huán)與管端錐面產(chǎn)生軸向擠壓，嵌入環(huán)在推力的作用下緊緊咬緊管端錐面，使管端錐面部分材料發(fā)生塑性變形容入容料槽形成多圈鋼性接觸密封圈，密封性好；

3.同時(shí)由于材料容入容料槽在管端錐面局部產(chǎn)生的塑性形變形成了多圈的環(huán)狀止推槽，可以產(chǎn)生多圈均勻的軸向作用力，使得補(bǔ)料更加的均勻；避免在推力的不斷作用下產(chǎn)生徑向力而導(dǎo)致管端徑向擴(kuò)張，從而有效地消除管端口擴(kuò)張而卡死在模具型腔現(xiàn)象，使得進(jìn)料補(bǔ)料更加順暢，利于管坯的成形；

3．在推力缸的作用下，嵌入環(huán)與容料槽可最大程度的觸壓管材管端，充分提供推力確保補(bǔ)料能順暢進(jìn)行，形成嵌入咬合止推密封圈增強(qiáng)密封性，容料槽內(nèi)的材料在管材內(nèi)部高壓的壓力作用下更加貼合容料槽與嵌入環(huán)，形成自鎖封閉，從而保證了內(nèi)部高壓的壓力；

4．結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，安全可靠，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型之一種嵌入式咬合密封結(jié)構(gòu)的內(nèi)高壓成形推頭的技術(shù)特征作進(jìn)一步的說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型之一種嵌入式咬合密封結(jié)構(gòu)的內(nèi)高壓成形推頭結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1之A部放大圖；

圖3為本實(shí)用新型之一種嵌入式咬合密封結(jié)構(gòu)的內(nèi)高壓成形推頭安裝使用狀態(tài)示意圖；

圖4為圖3之B部放大圖；

圖1～圖4中：

1—推頭主體，10—導(dǎo)正頭，101—倒圓角， 11—容料槽，12—嵌入環(huán)（首級(jí)），13—嵌入環(huán)（末級(jí)），2—上模，3—下模，4—管坯；

圖5～圖8中：

1-1—專利CN101011715公開(kāi)的推頭主體，1-2—專利CN202097262U公開(kāi)的推頭主體， 2—上模， 4—管坯。

具體實(shí)施方式

一種嵌入式咬合密封結(jié)構(gòu)的內(nèi)高壓成形推頭，包括圓柱狀的推頭主體1，所述推頭主體前端為嵌入式密封頭，包括導(dǎo)正頭10和嵌入式密封段，所述導(dǎo)正頭為直徑小于管坯內(nèi)徑的圓柱體，其前端設(shè)倒圓角101，導(dǎo)正頭的后端為嵌入式密封段，所述嵌入式密封段包括N圈嵌入環(huán)和N圈容料槽，每圈為一級(jí)共有N級(jí)嵌入環(huán)和N級(jí)容料槽，各級(jí)嵌入環(huán)軸向長(zhǎng)度相同、直徑從前往后逐級(jí)等差增大，首級(jí)嵌入環(huán)12直徑大于導(dǎo)正頭圓柱體直徑，末級(jí)嵌入環(huán)13直徑等于推頭主體直徑，首、末級(jí)嵌入環(huán)外徑形成的斜度α₁為20°～45°；相鄰兩級(jí)嵌入環(huán)之間構(gòu)成往后凹的環(huán)形容料槽11，同級(jí)嵌入環(huán)與容料槽之間的截面夾角α₂小于90°；

上述N的數(shù)值為3～5之間的任意整數(shù)。

2．如權(quán)利要求1所述的一種嵌入式咬合密封結(jié)構(gòu)的內(nèi)高壓成形推頭，其特征在于：所述同級(jí)嵌入環(huán)與容料槽之間的截面夾角α₂為40°～60°。

本實(shí)施例中：

1．N的數(shù)值區(qū)4，即為4級(jí)各圈嵌入環(huán)和4級(jí)容料槽；同級(jí)嵌入環(huán)與容料槽之間的截面夾角α₂為47°（如附圖1所示）。

2．所述導(dǎo)正頭的直徑比管坯內(nèi)徑小0.05～0.10mm），推頭的段長(zhǎng)（即軸向長(zhǎng)度）為2～10mm，段長(zhǎng)值約為管坯外徑的10%但不小于2mm、不大于10mm；首、末嵌入環(huán)外徑形成的斜度為40°。

附注：

推頭的段長(zhǎng)：指推頭的軸向長(zhǎng)度；

首級(jí)嵌入環(huán)：指位于推頭前端與導(dǎo)正頭相鄰的第一圈嵌入環(huán)；

末級(jí)嵌入環(huán)：指位于推頭最后端的一圈嵌入環(huán)（與推頭主體外徑一致）；

首、末嵌入環(huán)外徑形成的斜度：指推頭主體外圓周與首級(jí)嵌入環(huán)外圓周同一點(diǎn)的連線與推頭主體軸向形成的夾角α₁（參見(jiàn)附圖1）；

同級(jí)嵌入環(huán)與容料槽之間的截面夾角：指推頭主體沿軸向剖開(kāi)時(shí)，嵌入環(huán)截面的外圓周水平線與同一級(jí)容料槽截面往后凹的斜線形成的夾角α₂（參見(jiàn)附圖2）。