專利名稱：一種模鍛方法
眾所周知，例如為使聯(lián)接裝置具有剛性管狀尾端件，可將柔性軟管自由端用一個圓環(huán)和一個剛性管狀構(gòu)件卡緊，同軸配置，圓環(huán)在軟管外面，剛性管狀構(gòu)件在其里面。
為達(dá)此目的，就必須實施模鍛作業(yè)，以縮小圓環(huán)直徑。
概括地說，本發(fā)明涉及一種模鍛圓環(huán)方法，此圓環(huán)接合于柔性軟管自由端上，而該軟管接合于剛性管狀構(gòu)件上，所述圓環(huán)至少要有可以模鍛的區(qū)段，其直徑原本要大于軟管直徑。
此方法是使用一個帶軸向模槽的鍛模，它包括一個喇叭口段，從第一個端部向第二個端部張開，該模槽有一個敞口大端部，此處所述模槽的直徑實際上與第二端部處的所述喇叭口段的直徑相等。
軸向模鍛一般用于做剛性管件的零散活。
美國專利2314002記述了一種方法，試圖利用軸向模鍛，模鍛接合于柔性軟管自由端上的圓環(huán)。
在此方法中，鍛模原本是套在該模上，而后經(jīng)圓環(huán)，向軟管自由端移動。
因為要把鍛模套在軟管上，所以軸向模槽最小直徑不小于軟管的外直徑。由于圓環(huán)本身是套在軟管上的，所以其內(nèi)直徑也不小于該軟管外直徑。因此，在模鍛時，直徑的實際縮小量不得大于圓環(huán)的厚度。
因此，縮小直徑總要冒些風(fēng)險，即無充分把握確保由軟管、圓環(huán)和管狀構(gòu)件構(gòu)成的裝置牢靠地組裝在一起。
提高模鍛程度，亦即使直徑更進(jìn)一步縮小的唯一方法就是提高圓環(huán)厚度，這就必然帶來材料費的提高，使模鍛所需能量提高。
大家還知道，徑向模鍛可以用一種模鍛工具進(jìn)行。這種工具有許多成角度扇形區(qū)(angular sectors)，可相互移動，這種方法不太令人滿意，因它會使模鍛外表出現(xiàn)損傷。由于角度扇形區(qū)之間的徑向裂縫的原因，這種損傷可能會嚴(yán)重到出現(xiàn)縱向褶皺。這種損傷會增加軟管出現(xiàn)的擠壓傷，破壞密封。
本發(fā)明試圖克服這些缺點。
此目的是通過下述事實實現(xiàn)的，即放置鍛模方法是，至少是模槽大的一端要把模鍛區(qū)段包住，所述模槽喇叭口段的第一端部要在軟管自由端的前面超出軟管范圍，在軸向卡住圓環(huán)和鍛模這二個件之一時，在所述二個構(gòu)件間朝后方向做相對軸向移動，即從視為軟管“前”端的自由端向視為軟管“后”端的另一端移動。
通過這些配置，模鍛并不僅局限于圓環(huán)的厚度。另外，通過向后移動，由于軟管材料(一般包括橡膠)在模鍛作業(yè)時所顯示的特點的原因，就可能明顯改進(jìn)由軟管、圓環(huán)和管狀構(gòu)件組成的裝置的機械強度。
在模鍛時有些軟管材料就向前推進(jìn)，亦即，材料被迫蠕動，并且是以軟管為基準(zhǔn)，沿鍛模位移方向推進(jìn)。如果這種位移向軟管自由端動，那么向前推進(jìn)的材料就傾向于向所述自由端聚集。當(dāng)圓環(huán)內(nèi)沒有空地時，表面材料就易于向相反方向蠕動，以致整個蠕動都是向后蠕動，亦即，蠕動是以圓環(huán)為基準(zhǔn)，向著與鍛模位移相反方向進(jìn)行。
碰巧，橡膠類材料制成的柔性軟管的厚度明顯隨生產(chǎn)參數(shù)的函數(shù)而變，以致公差范圍的大小可能約為1毫米，由于厚度發(fā)生局部變化，多余材料的體積，亦即，蠕動要在局部推開的材料的體積，也同樣會明顯變化，其結(jié)果是，圓環(huán)內(nèi)的軟管材料的壓力在局部發(fā)生很大變化，為使圓環(huán)能承受這些變化，而又不至于變形，保證軟管、圓環(huán)和管狀構(gòu)件之間連接的拉應(yīng)力強度，那么圓環(huán)的厚度就必須相當(dāng)大。
另外，當(dāng)位移向軟管自由端動時，軟管構(gòu)成材料在被迫蠕動的同時，也要承受巨大的壓力變化，這就會影響到機械性能。
按此發(fā)明，通過向后位置進(jìn)行模鍛時，作用于軟管自由端的壓力均勻分布于其整個周邊，以致軟管的任何部位都不會突然被壓破或擠壞。
另外，由于模鍛是在軸向上從軟管自由端開始逐漸進(jìn)行的，那么軟管構(gòu)成材料就會逐漸蠕動，這不會損壞軟管，而特別有助于保持該裝置要求的密封質(zhì)量。
模鍛是均勻地，逐漸地進(jìn)行的，這樣就可把圓環(huán)和軟管安全、可靠地裝配在一起，不致使軟管出現(xiàn)擠壓傷或者在圓環(huán)和剛性管狀構(gòu)件之間相卡的管端出現(xiàn)物質(zhì)聚集，尤其是在遠(yuǎn)離管子自由端的圓環(huán)的端區(qū)不會出現(xiàn)薄弱點區(qū)，即使是使用相當(dāng)薄的圓環(huán)，也能確?？煽窟B接。
有利的一種情形是，圓環(huán)和鍛模的相對軸向移動，在喇叭口段的第一末端到達(dá)遠(yuǎn)離軟管自由端的、將要模鍛的區(qū)段的端部之前停下來。
這樣，圓環(huán)后部的喇叭口稍微張開，從而避免了損傷軟管的危險。為確保聯(lián)結(jié)裝置可靠耐用，就要對其進(jìn)行強度不斷提高的耐久試驗。試驗之一就是，使軟管相對圓環(huán)振動。圓環(huán)后部呈喇叭口式這一事實，使其可避免做試驗時軟管受損甚或被切斷。
只要看一下非限制性實施例的下列詳細(xì)說明，就能對本發(fā)明有很好的理解，其優(yōu)點也就會更加顯而易見。說明涉及附圖，其中

圖1是縱剖圖，示出接合于柔性軟管自由端上的圓環(huán)，而軟管本身又接合于剛性管狀構(gòu)件上，該圖還示出一鍛模，本發(fā)明所用方法的第一種實施方案就將用此模實施。
圖2和圖3分別表示出本發(fā)明方法的開始和結(jié)尾。
圖4是一個與圖1相似的視圖，圖中可見本發(fā)明的另一個實施方案將被采用。
圖5表示該方法的實施情況圖1示出柔性軟管10，其自由端10a接合在剛性管狀構(gòu)件12上，而圓筒形圓環(huán)14則接合在自由端10a上。
為簡化下述說明，假定端部10a是柔性軟管10的前端，由于這些圖是截短圖，其遠(yuǎn)的或者說后面的一端則未示出。
圖1示出的圓環(huán)14是模鍛前的情況。其直徑D大于軟管10的直徑。
圖1也示出帶有軸向模槽18的鍛模16。該模槽有一喇叭口段18a，該喇叭口段18a自直徑為d’原第一端部19a向直徑為d的第二端部19b張開，直徑d大于直徑D，而直徑D本身大于直徑d’，與喇叭段第一端部19a相接的模槽包括直徑為d’的圓筒形段18b，該段外開入狹窄的開口端部17。在另一端，模槽有一很大的開口端，在所示例子中，它與截頭圓錐形喇叭段的第二端部19b相重合。
圖1示出模鍛作業(yè)即將開始前的各種不同構(gòu)件，其所在位置是，模槽軸線與柔性軟管的縱向軸線成一條直線，大開口端20向后張開。
圖1還示出沿軸向卡住圓環(huán)14的工具22。而圓環(huán)的后端14b與其緊靠在一起。圖1僅示意性地畫出此工具。該工具可有兩個卡爪套在軟管上，與圓環(huán)14的自由端14b相配合，以便模鍛時將其固定在應(yīng)有的位置。
要先這樣放置鍛模，即至少是模槽的大端20套在要模鍛的圓環(huán)周圍，而第一端19a要放在圓環(huán)前，超過軟管的前端，然后才開始模鍛作業(yè)。換言之，就是鍛模要按箭頭F所指方向?qū)?zhǔn)模鍛圓環(huán)配置好，亦即，從軟管前端10a向其后端移動，或至少要動到模槽的端部20達(dá)到圓環(huán)的前端14a。
當(dāng)模槽壁開始與圓環(huán)外周邊相配合時，正式模鍛即開始。
進(jìn)行模鍛時，如圖2和圖3所示，將鍛模16按箭頭F所指方向，亦即向后，軸向移動到圓環(huán)14上。
當(dāng)然，在實施這種移動時，由于圓環(huán)被卡緊工具22固定就位，其外直徑被逐漸縮小到模槽18的小直徑d’。在進(jìn)行此作業(yè)時，柔性軟管端部10a就逐漸發(fā)生蠕變。
模鍛結(jié)束時，出現(xiàn)圖3所示的構(gòu)造形式，其中圓環(huán)14壓接在軟管端部10a上，而軟管則緊夾在剛性管狀構(gòu)件12和圓環(huán)14之間。
正如此圖上所看到的，該圖示出模鍛結(jié)束后的情況，最好是在模槽的喇叭口段18a的小直徑移到遠(yuǎn)離軟管10的自由端10a的軟管14的后端14b之前，停止鍛模16相對圓環(huán)14的軸向移動。因此，圓環(huán)的后部分就有點像喇叭狀張開，這就沒有了損傷軟管的危險。
另外，在這些圖上可以看到，管狀構(gòu)件12在其自身后端附近有徑向膨脹部13。最好是在圓環(huán)完全模鍛到膨脹部上之前，就結(jié)束模鍛。這就確保了聯(lián)結(jié)裝置構(gòu)件之間的可靠連接，并同時避免了軟管在膨脹部被局部壓壞，否則會損害軟管的機械性能。
只要模鍛一完成，就通過向箭頭F相反方向移動鍛模，把圓環(huán)從鍛模上拆下來，并去掉卡緊工具22就可以了。
在圖1至圖3上，圓筒形圓環(huán)14全長基本上都被模鍛，在有些情況下，如圖4和圖5所示，最理想的是僅模鍛圓環(huán)的一部分。在這些圖上，與圖1至圖3相類似的構(gòu)件均標(biāo)以相同標(biāo)號加100。
圓環(huán)114有一個不模鍛的第一區(qū)段115a，正如圖例所示，此區(qū)段115a向前伸展，超過柔性軟管110的前端110a，并可用作密封環(huán)117的外殼，或者說它具有一個固定剛性管狀尾端件用的構(gòu)件，而把軟管110連接到該尾端件上面也正是我們所希望的。
因此，只有圓環(huán)114的后端115b需要模鍛區(qū)段115a構(gòu)成一個軸向障礙，它使得能夠在參考圖1至圖3所述的條件下使用單件鍛模16。因此，就使用了由兩個殼體116a和116b組成的鍛模116。
為使此鍛模套在圓環(huán)上，首先要使外殼116a和116b相互離開，以便留出一個通道，其大小要足以使圓環(huán)通過，更確切地說，是使其前區(qū)段115a通過。當(dāng)兩個外殼合到一起，包住圓環(huán)，去除所述通道之后，鍛模按F箭頭所指方向移動，這時才正式開始軸向模鍛。
一旦兩個外殼按此方法裝配到一起，就形成模槽118，它有一個喇叭口段118a和一個直徑較小的圓筒段118b。
遠(yuǎn)離模槽的大端部120的小端部121是開口的。正如圖5所見到的，這才能使鍛模116把區(qū)段115b圍起，實施模鍛，同時留出圓環(huán)114的第一區(qū)段115a向前伸出鍛模。
區(qū)段115b的模鍛是通過按箭頭F所指方向移動，亦即使之從用虛線表示的模鍛開始處移動到用實線表示的模鍛結(jié)束處來完成的。在鍛槽移動的整個過程中，圓環(huán)被卡緊工具122軸向卡住。在圖4和圖5所示的實例中，工具122有卡爪，可與圓環(huán)114的前端相配合，更確切地說，工具122的卡爪就圍在緊接第一區(qū)段115后面的圓環(huán)周圍，并與臺肩114’接合，以便卡住圓環(huán)，防止其模鍛時向后移動。
在圖4上可以看到，位于圓環(huán)的第一區(qū)段115a后面的第二區(qū)段115b的任一直徑在模鍛前均大于經(jīng)模鍛縮小后圓環(huán)的直徑。這一點尤其適于緊靠第一區(qū)段115a后面的115b區(qū)段的前端區(qū)115c。因此，當(dāng)外殼在圓環(huán)114周圍相互靠近，在軸向移動鍛模前，要在此區(qū)115c，實施徑向模鍛的預(yù)先步驟，其大小占要模鍛部位長度的很小一部分。
最好是如圖4和圖5所示，實施徑向模鍛預(yù)先步驟的區(qū)域115c向前伸展，超過柔性軟管的前端110a，以便使與徑向模鍛有關(guān)的缺點不致對軟管產(chǎn)生影響。
中間區(qū)段115c的直徑也有可能本來就小于或等于模鍛直徑，在這種情況下，就不必實施預(yù)先的徑向模鍛步驟。
雖然圓環(huán)被軸向卡住，鍛模如圖上所示的實例，按箭頭F所示的方向移動，但應(yīng)認(rèn)識到，同樣有可能通過軸向卡住鍛模，按箭頭F相反方向移動圓環(huán)，來實施模鍛。重要的一點是，由圓環(huán)和鍛模構(gòu)成的兩個構(gòu)件相互間產(chǎn)生位移，使鍛模按箭頭F方向，亦即向后沿模鍛移動。
權(quán)利要求
1.一種模鍛圓環(huán)(14、114)的方法，該圓環(huán)接合于柔性軟管(10、110)的自由端(10a、110a)，而軟管本身又接合于剛性管狀構(gòu)件(12、112)上，所述圓環(huán)至少有一個要模鍛的區(qū)段(14、115b)，其直徑D大于軟管直徑，該方法采用一個鍛模(16、116)，該鍛模有軸向模槽(18、118)，該模槽包括一個喇叭口段(18a，118a)，自第一端部(19a)向第二端部(19b)張開，該模槽在其第二端部有一大的開口端部(20、120)，所述模槽在此處的直徑(d)實際上等于所述喇叭口段直徑，其特征在于鍛模(16、116)是以這種方法放置的、至少是模槽(18、118)的大端部(20、120)要包容模鍛的區(qū)段(14、115b)，而且所述模槽喇叭口段(18a，118a)的第一端部要在軟管自由端(10a，110a)的前面超出軟管(10，110)，而且，在軸向卡緊圓環(huán)(14，114)和鍛模(16、116)組成的二構(gòu)件之一時，在所述二構(gòu)件間向后方向(F)做相對軸向移動，亦即，從視為軟管(10，110)的“前”端的自由端(10a，110a)向視為“后”端的另一端移動。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在喇叭口段(18a，118a)的第一端部(19a)到達(dá)要模鍛的區(qū)段(14，115b)的、遠(yuǎn)離軟管(10，110)自由端(10a，110a)的端部(14b，114b)之前，停止圓環(huán)(14，114)和鍛模(16，116)的相對軸向移動。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于圓環(huán)(14，114)軸向固定，鍛模(16，116)在要模鍛的區(qū)段(14，115b)上軸向移動。
4.如權(quán)利要求1至3任一項所述的方法，其特征在于所用鍛模(116)包括兩個殼體(116a，116b)，為把鍛模(116)安裝于圓環(huán)上，殼體(116a，116b)要互相分開，形成一個通道，其大小足以使圓環(huán)(114)通過，所述殼體相向移動至所述圓環(huán)周圍，直至通道消除。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于當(dāng)殼體(116a、116b)相向移動而合圍在圓環(huán)(114)時，在將要模鍛的區(qū)段(115b)的端部區(qū)域(115c)先實施預(yù)先徑向模鍛步驟，該區(qū)域緊靠軟管(110)的自由端(110a)，為所述區(qū)段(115b)的一個短段。
全文摘要
一種模鍛圓環(huán)(14)的方法，柔性軟管(10)的自由端(10a)接合于該圓環(huán)(14)和一個剛性管狀構(gòu)件(12)之間。此法使用一個鍛模(16)，它有一個軸向模槽(18)，該模槽包括一個帶大開口端部(20)的喇叭口段(18a)，在所述端部模槽直徑實際等于所述喇叭口段的最大直徑(d)。鍛模(16)的安裝法為，至少是模槽的大端合圍住要模鍛的區(qū)段(14)，而狹窄的端部位于軟管的前面，而且軸向固定圓環(huán)(14)和鍛模(16)之一，從軟管(10)的自由端(10a)向軟管相反端實施相對軸向移動。
文檔編號B21D39/04GK1138302SQ9519113
公開日1996年12月18日 申請日期1995年11月2日 優(yōu)先權(quán)日1994年11月2日
發(fā)明者理查德·謝納, 帕斯卡爾·德塔布勒, 米歇爾·安德烈 申請人:卡勞公司