[發明專利]一種管材軸向超聲振動液壓脹形結構

在審

• 申請號: 201911340593.5
• 申請日: 2019-12-23
• 公開（公告）號: CN110773622A
• 公開（公告）日: 2020-02-11
• 發明（設計）人: 楊連發;陳占斌;黃一晉;黃進杰;宗鵬舉
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: B21D26/047
• 分類號: B21D26/047;B21D26/035;B21D37/14
• 代理公司: 45112 桂林市華杰專利商標事務所有限責任公司
• 代理人: 楊雪梅

本發明公開了一種管材軸向超聲振動液壓脹形結構，包括上下平行設置的上模座和下模座，上模座與下模座之間設有第一導柱和第二導柱，上模座上設有分別與第一導柱和第二導柱套裝的第一導套和第二導套，上模座設有穿過上模座的變幅桿，變幅桿的上端端頭設有換能器，下端端頭設有軸壓頭，下模座的上表面由下往上依次設有充液底座、定距圈和定位圈。這種裝置結構簡單，拆裝方便、易操作，管材成形效率高，所需的軸壓力和液壓力低，還可調節管材的脹形的長度以及實現異形截面管件脹形。

技術領域

本發明涉及超聲振動輔助管材液壓成形設備，具體是一種管材軸向超聲振動液壓脹形結構。

背景技術

超聲振動管材液壓成形技術是在管材液壓成形技術的基礎上，利用超聲振動裝置的高頻振動改善管材液壓脹形的成形環境，提高管材成形性能的新技術。目前，常見的管材軸壓脹形結構主要有兩種，一種是“外控充液增壓式”，如中國專利ZL00208694.8公開了一種內高壓成形機，專用的外部供液系統為管材提供液壓力，同時配置一臺壓力機為管材施加軸壓力，并通過合理匹配液壓力和壓力機壓頭的軸向位移實現管材軸壓脹形，該裝置的軸壓作用，促進了管材脹形區的補料，提高了管材的成形性能，但是采用兩套獨立的系統來控制管材的成形過程，結構復雜，操作不便，成本極高，而且需要很快的補液速度，增加了褶皺的風險。另外一種是“內補液增壓式”，如中國專利ZL200820104296.1公開了一種管材液壓脹形裝置，在不需要外部供液系統的前提下通過增壓活塞擠壓增壓剛體中的液體為管材提供成形所需的液壓力，同時增壓活塞推動設在增壓缸下體的空心壓頭為管材提供軸向力，液壓力與軸壓力的共同作用實現了管材的軸壓脹形，該裝置結構簡單、補液速度快，不需要外部液壓供給系統，操作方便、制造成本低，但是在成形過程中，由于管材兩端與模具之間摩擦力的存在，使得成形管件材脹形區兩端在軸向上存在差別。為了改變管材成形時的摩擦狀態，美國學者Bauget開發了一套超聲振動管材液壓成形裝置，將一側連接有超聲振動裝置的模具放置在管坯的脹形區，通過自由脹形的工藝來成形異形截面中空件，脹形過程中通過壓力機對模具進行固定，采用絲杠傳動帶動金屬密封頭和充液頭對管材進行密封和充液，成形過程中，發現高頻的超聲振動使模具與管材存在一個高頻的接觸-分離狀態，改變了成形的摩擦狀態，成形截面的角半徑減小7.7%，提高了管材的角填充性，但是成形過程中需要壓力設備和昂貴的傳動系統和供液系統，成本較高，而且模具在壓力機下固定后，超聲振動系統處于懸空狀態，振動能量損失嚴重，另外，超聲振動通過模具間接作用于管材，振動能量不能最大限度的作用到管材。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術中的不足，提出一種管材軸向超聲振動液壓脹形結構。這種裝置結構簡單，拆裝方便、易操作，管材成形效率高，所需的軸壓力和液壓力低，還可調節管材的脹形長度以及實現異形截面脹形。

實現本發明目的的技術方案是：

一種管材軸向超聲振動液壓脹形結構，包括上下平行設置的上模座和下模座，上模座與下模座之間設有第一導柱和第二導柱，上模座上設有分別與第一導柱和第二導柱套裝的第一導套和第二導套，上模座設有穿過上模座的變幅桿，變幅桿的上端端頭設有換能器，下端端頭設有軸壓頭，下模座的上表面由下往上依次設有充液底座、定距圈和定位圈，定位圈的軸心位于軸壓頭下端端頭的正下方，定位圈軸向設有定位孔，定距圈軸向設有定距孔，定距圈下端部徑向設有穿孔，定距孔與穿孔連通，定距孔與定位孔相通，充液底座徑向設有螺紋盲孔，軸向設有呈階梯狀的充液孔，螺紋盲孔與充液孔連通，充液孔與定距孔相通，充液孔內設有充液頭，充液頭外壁設有環形密封槽，充液頭上端端頭的直徑往充液頭密封槽方向依次減小，充液頭下端側面設有第一缺口，第一缺口的頂部呈弧形，充液頭的密封槽內設有O形密封圈，充液頭軸向設有通孔，通孔的軸心線與充液孔的軸心線重合。

所述上模座上設有套住變幅桿和換能器的壓套，壓套與變幅桿和換能器無接觸，壓套上端頭部設有第二缺口，第二缺口的底部呈弧形，第二缺口用于穿過換能器的信號線，避免換能器的信號線被壓住。

所述第一缺口延伸至通孔，便于使用工具通過通孔勾住第一缺口取出充液頭。