專利名稱：約束助推式內(nèi)翻管模具的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及金屬薄壁管內(nèi)翻的沖壓成形模具。
背景技術：
目前，用翻管成形制造雙層管主要有軸壓式翻管和拉伸翻管。軸壓式翻管采用的模有錐形模、圓角模和槽形模，其過程都是將管坯置于模具上，通過軸向加壓的方式，迫使管坯口部邊緣產(chǎn)生翻卷。其不足之處在于成品率低，因管坯翻轉時要承受較大的軸向壓力，當軸向壓力大于管坯的臨界屈服壓力時，易造成管壁失穩(wěn)，使翻管失敗。特別在成形時摩檫力最大的槽形模翻管中，最為常見；翻管質量低，精度差，因已翻卷管壁的流動是自由的，因此翻管后的內(nèi)外管壁的同軸度差，不能保證生產(chǎn)的一致性。拉伸翻管工藝復雜，成品率低，實際運用很少。翻管可分為內(nèi)翻和外翻，管坯端部向內(nèi)翻卷為內(nèi)翻，向外翻卷為外翻，內(nèi)翻難度大于外翻。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，在于針對上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種約束助推式內(nèi)翻管模具，該模具不但能進行金屬薄壁管內(nèi)翻轉成形，而且能提高翻管質量和成品率，保證翻管后的內(nèi)外管壁的同軸度。
為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術方案是本發(fā)明包括上下模板、上壓模、管坯、支撐座、翻管模和導套導柱；其特征在于所述上壓模為柱體，從上壓模的上表面到底面的軸線上依次有直徑為22-35mm、高度為23-25mm的圓孔和直徑為32-45mm、高度為8-10mm的圓孔組成的通孔，上壓模垂直對稱地固定在導套之間的上模板下表面橫軸上。所述翻管模為柱體，從翻管模的上表面到底面的軸線上依次有直徑為32-45mm、高度為6-10mm的圓孔和直徑為20-33mm、高度為20-24mm的圓孔組成的通孔，翻管模的上端圓孔的孔底和孔壁通過回轉半徑為2.5-3.5mm的圓弧光滑過渡，翻管模內(nèi)的通孔與上壓模的通孔相對，翻管模固定在翻管模固定塊的上表面上，管坯的上下端分別活動地位于上壓模下端和翻管模上端的圓孔內(nèi)。翻管模固定塊為柱體，從翻管模固定塊上表面到底面的軸線上有直徑為34-47mm、高度為142.5-152.5mm的圓通孔，從翻管模固定塊的前表面到后表面有高度為120-130mm、寬度為100+0.018-120+0.018mm且底面上開口的對稱的長方形通槽，翻管模固定塊固定在導柱之間的下模板上表面橫軸上，上壓模、翻管模和翻管模固定塊位于同一軸線上。約束助推塊為直徑為18-31mm、高度為90-100mm的圓柱體，約束助推塊的下端軸線上有與助推支撐塊上端高度為15-19mm的錐臺體配合且錐角為60-80°、高度為16-20mm的錐臺形孔，約束助推塊與翻管模下端內(nèi)的圓孔活動配合，助推支撐塊的中下端為圓柱體，活動地位于翻管模固定塊的圓通孔內(nèi)，從助推支撐塊的下底面到高度為64-69mm的助推支撐塊的圓柱體前后表面上分別固定有垂直對稱的銷子，助推支撐塊的圓柱體前后表面上的銷子分別與翻管模固定塊前后內(nèi)的長方形通槽活動配合，且分別伸出翻管模固定塊前后內(nèi)的長方形通槽，兩銷子的伸出端分別與位于翻管模固定塊前后表面外的杠桿一端內(nèi)的開口方形通槽活動配合，在翻管模固定塊與左右導柱之間的下模板一端前上表面和另一端后上表面各固定一支撐座，每一支撐座的中上端有一通槽，每一支撐座的通槽槽腰上端有相對且與銷軸兩端配合的通孔。兩根杠桿均為相同的桿狀柱體，兩根杠桿分別有與對應的支撐座的通槽上端內(nèi)的銷軸活動配合的圓通孔，兩根壓桿均為相同的桿狀柱體，其下端面均為弧形面，兩根壓桿的豎直中心線分別到助推支撐塊的圓柱體前后表面上的銷子中心線的距離相等。管坯內(nèi)翻前，兩根壓桿的豎直中心線到各自支撐座通槽上端內(nèi)的銷軸中心線的距離與各自銷軸中心線到各自銷子中心線的距離各為80-90mm、120-110mm，兩根壓桿的下端端面到各自杠桿的上表面之間的距離均為6-8mm，管坯內(nèi)翻開始后，上模板在向下壓力的作用下，兩根壓桿和上壓模隨上模板同步向下運動，兩根壓桿同時分別作用在兩根杠桿的另一端且向下運動，兩根杠桿的一端通過銷子帶動助推支撐塊和約束助推塊以大于內(nèi)翻管壁向上移動的速度向上壓模內(nèi)的圓孔運動，直到完成管坯的內(nèi)翻。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有以下技術效果1、提高了翻管質量，保證了翻管后的內(nèi)外管壁的同軸度在管坯翻轉的過程中，通過約束助推塊對已翻轉管壁的徑向變形進行約束來保證內(nèi)外管壁的同軸度，提高翻管質量。
2、提高了成品率翻管時，上模板受到向下的軸向壓力的作用，上模板、上壓模、兩根壓桿同步向下運動，使位于上壓模和翻管模之間的管坯翻轉，兩根壓桿使對應的兩根杠桿受力，約束助推塊以大于已翻轉的內(nèi)層管壁上移的速度向上移動，通過約束助推塊對已翻轉管壁約束來推動管坯翻轉，減少翻管所需的成形力，避免管壁失穩(wěn)，提高翻管成品率。
說明書


圖1是本發(fā)明翻管前的主剖視圖，圖2是本發(fā)明翻管成形中的主剖視圖，圖3是本發(fā)明去掉上模板、上壓模和導套后的俯視圖，圖4是約束助推塊的主視圖，圖5是圖4的仰視圖，圖6是圖7的A-A旋轉剖視圖，圖7是上壓模的俯視圖，
圖8是圖9的B-B旋轉剖視圖， 圖9是翻管模的俯視圖，圖10是支撐座的俯視圖， 圖11是圖10中的C-C剖視圖，圖12是助推支撐塊的主視圖， 圖13是圖12的俯視圖，圖14是翻管模固定塊的主視圖，圖15是圖14的俯視圖，圖16是杠桿的主視圖，圖17是圖18的右視圖，圖18是壓桿的主視圖，圖19是圖20中的D-D階梯剖視圖，圖20是上模板的俯視圖， 圖21是圖22中的E-E階梯剖視圖，圖22是下模板的俯視圖。
在圖1至圖22中1、螺釘 2、圓柱銷 3、上壓模 4、上模板 5、管坯6、導套 7、約束助推塊 8、翻管模 9、銷子 10、助推支撐塊11、翻管模固定塊 12、導柱 13、下模板 14、支撐座 15、杠桿16、銷軸 17、壓桿 18螺釘 19、鎖扣
具體實施例方式對外徑為43mm、壁厚1mm、高為100mm的20號鋼管管坯的約束助推式內(nèi)翻管模具做以下詳細說明本發(fā)明包括上壓模、管坯、約束助推塊、翻管模、導柱、導套、翻管模固定塊、下模板、支撐座、杠桿、壓桿、銷軸、上模板、銷子。
上壓模為外徑為直徑85mm的圓柱體，從上壓模的上表面到底面的軸線上依次有直徑為33mm、高度為25mm的圓孔和直徑為43mm、高度為8mm的圓孔組成的通孔，上壓模底面上的圓孔倒角半徑為2mm，在上壓模上表面直徑為60mm的圓周與上壓模上表面橫軸和縱軸相交處的上壓模內(nèi)均有直徑為8mm的螺紋通孔，在上壓模上表面直徑為60mm的圓周順時針方向45°和225°處的上壓模內(nèi)均有直徑為40+0.012mm的定位通孔。
翻管模為正四棱柱體，該四棱柱體的邊長為110mm，從翻管模的上表面到底面的軸線上依次有直徑為43mm、高度為8mm的圓孔和直徑為33mm、高度為22mm的圓孔組成的通孔，翻管模上表面上的圓孔倒角半徑為2mm，翻管模的上端圓孔的孔底與孔壁通過回轉半徑為3mm的圓弧光滑過渡，在翻管模上表面直徑為100mm的圓周順時針方向45°、135°、225°、315°處的翻管模內(nèi)均有與翻管模固定塊的螺紋通孔相對的臺階孔，沉孔直徑為13.5mm、高度為8.5mm，通孔直徑為8.5mm、高度為21.5mm，在翻管模上表面直徑為100mm的圓周順時針方向70°和250°處的翻管模內(nèi)各有直徑為50+0.012mm的定位通孔。
翻管模固定塊為四棱柱體，該四棱柱體的邊長為110mm，高度為152.5mm，從翻管模固定塊的上表面到底面的軸線上有直徑為45mm的圓通孔，從翻管模固定塊的前表面到后表面有高度為130mm、寬度為120+0.018mm且底面上開口的對稱的長方形通槽，在直徑為100mm的翻管模固定塊圓周順時針方向有45°、135°、225°、315°處的翻管模固定塊內(nèi)均有直徑為8mm的螺紋通孔，在該圓周順時針方向70°和250°處翻管模固定塊各有直徑為50+0.012mm的定位通孔。
約束助推塊為直徑為31mm、高度為90mm的圓柱體，約束助推塊上端面邊緣倒角半徑為2mm，約束助推塊的下端軸線上有錐角為80°、高度為20mm的圓臺形孔，該圓臺形孔的下端圓孔直徑為20mm。
助推支撐塊的上端為錐角為80°、高度為19mm的圓臺，該圓臺下端面直徑為20mm，助推支撐塊的中下端為直徑為44.9mm，高度為90mm的圓柱體，從助推支撐塊的下底面到高度為69mm的助推支撐塊的圓柱體前后表面上有相對且直徑為12mm的螺紋通孔，兩根直徑為12-0.0110mm、長度為76mm的銷子的一端分別與助推支撐塊的圓柱體前后表面上的螺紋通孔固定連接。
兩根杠桿均為長、寬、高分別為254mm、20mm、35mm的柱體，兩根杠桿一端前到該端后均有長、寬、高分別為30mm、20mm、12mm的開口通槽，每一開口通槽的槽底通過半徑為6mm的圓弧光滑連接，從兩根杠桿的一端端面到兩根杠桿的另一端端面距離為117mm的前端到后端內(nèi)均有直徑為120+0.018的圓通孔，兩根杠桿內(nèi)圓通孔分別與兩根杠桿一端內(nèi)對應的開口通槽的中心線位于同一直線上，兩根杠桿另一端端部的中下部分別通過半徑為20mm的圓弧光滑連接；兩根壓桿的中上端均為長、寬、高分別為40mm、30mm、199mm的柱體，兩根壓桿的上端中部內(nèi)有直徑為8mm、高度為55mm的螺紋孔，兩根壓桿的下端均為長、寬、高分別為20mm、30mm、40mm的柱體，兩根壓桿的中上端的下端端面與兩根壓桿的下端左右側面分別通過半徑為10mm的圓弧光滑連接，兩根壓桿的下端端面分別通過半徑為10mm的圓弧光滑連接，構成圓弧形面，兩根壓桿分別垂直地固定在兩根壓桿的另一端所對的上模板上，兩根壓桿的豎直中心線分別到助推支撐塊的圓柱體前后表面上的銷子中心線的距離為200mm，管坯內(nèi)翻前，兩根壓桿的豎直中心線到各自支撐座通槽上端內(nèi)的銷軸中心線的距離與各自銷軸中心線到各自銷子中心線的距離分別為90mm和110mm，兩根壓桿的下端端面到各自杠桿的上表面之間的距離為6mm。
管坯內(nèi)翻開始后，上模板在向下壓力的作用下，兩根壓桿和上壓模隨上模板同步向下運動，兩根壓桿同時分別作用在兩根杠桿的另一端且向下運動，兩根杠桿的一端通過銷子帶動助推支撐塊和約束助推塊以大于內(nèi)翻管壁向上移動的速度向上壓模內(nèi)的圓孔運動，直到完成管坯的內(nèi)翻。
權利要求
1.一種約束助推式內(nèi)翻管模具，包括上下模板、上壓模、管坯、支撐座、翻管模和導套導柱；其特征在于所述上壓模為柱體，從上壓模的上表面到底面的軸線上依次有直徑為22-35mm、高度為23-25mm的圓孔和直徑為32-45mm、高度為8-10mm的圓孔組成的通孔，上壓模垂直對稱地固定在導套之間的上模板下表面橫軸上；所述翻管模為柱體，從翻管模的上表面到底面的軸線上依次有直徑為32-45mm、高度為6-10mm的圓孔和直徑為20-33mm、高度為20-24mm的圓孔組成的通孔，翻管模的上端圓孔的孔底和孔壁通過回轉半徑為2.5-3.5mm的圓弧光滑過渡，翻管模內(nèi)的通孔與上壓模的通孔相對，翻管模固定在翻管模固定塊的上表面上，管坯的上下端分別活動地位于上壓模下端和翻管模上端的圓孔內(nèi)；翻管模固定塊為柱體，從翻管模固定塊上表面到底面的軸線上有直徑為34-47mm、高度為142.5-152.5mm的圓通孔，從翻管模固定塊的前表面到后表面有高度為120-130mm、寬度為100+0.018-120+0.018mm且底面上開口的對稱的長方形通槽，翻管模固定塊固定在導柱之間的下模板上表面橫軸上，上壓模、翻管模和翻管模固定塊位于同一軸線上；約束助推塊為直徑為18-31mm、高度為90-100mm的圓柱體，約束助推塊的下端軸線上有與助推支撐塊上端高度為15-19mm的錐臺體配合且錐角為60-80°、高度為16-20mm的錐臺形孔，約束助推塊與翻管模下端內(nèi)的圓孔活動配合；助推支撐塊的中下端為圓柱體，活動地位于翻管模固定塊的圓通孔內(nèi)，從助推支撐塊的下底面到高度為64-69mm的助推支撐塊的圓柱體前后表面上分別固定有垂直對稱的銷子，助推支撐塊的圓柱體前后表面上的銷子分別與翻管模固定塊前后內(nèi)的長方形通槽活動配合，且分別伸出翻管模固定塊前后內(nèi)的長方形通槽，兩銷子的伸出端分別與位于翻管模固定塊前后表面外的杠桿一端內(nèi)的開口方形通槽活動配合；在翻管模固定塊與左右導柱之間的下模板一端前上表面和另一端后上表面各固定一支撐座，每一支撐座的中上端有一通槽，每一支撐座的通槽槽腰上端有相對且與銷軸兩端配合的通孔；兩根杠桿均為相同的桿狀柱體，兩根杠桿分別有與對應的支撐座的通槽上端內(nèi)的銷軸活動配合的圓通孔；兩根壓桿均為相同的桿狀柱體，其下端面均為弧形面，兩根壓桿的豎直中心線分別到助推支撐塊的圓柱體前后表面上的銷子中心線的距離相等；管坯內(nèi)翻前，兩根壓桿的豎直中心線到各自支撐座通槽上端內(nèi)的銷軸中心線的距離與各自銷軸中心線到各自銷子中心線的距離各為80-90mm、120-110mm，兩根壓桿的下端端面到各自杠桿的上表面之間的距離均為6-8mm，管坯內(nèi)翻開始后，上模板在向下壓力的作用下，兩根壓桿和上壓模隨上模板同步向下運動，兩根壓桿同時分別作用在兩根杠桿的另一端且向下運動，兩根杠桿的一端通過銷子帶動助推支撐塊和約束助推塊以大于內(nèi)翻管壁向上移動的速度向上壓模內(nèi)的圓孔運動，直到完成管坯的內(nèi)翻。
2.根據(jù)權利要求1所述的約束助推式內(nèi)翻管模具，其特征在于上壓模為外徑為直徑85mm的圓柱體，從上壓模的上表面到底面的軸線上依次有直徑為33mm、高度為25mm的圓孔和直徑為43mm、高度為8mm的圓孔組成的通孔，上壓模底面上的圓孔倒角半徑為2mm，在上壓模上表面直徑為60mm的圓周與上壓模上表面橫軸和縱軸相交處的上壓模內(nèi)均有直徑為8mm的螺紋通孔，在上壓模上表面直徑為60mm的圓周順時針方向45°和225°處的上壓模內(nèi)均有直徑為40+0.012mm的定位通孔。
3.根據(jù)權利要求1所述的約束助推式內(nèi)翻管模具，其特征在于翻管模為正四棱柱體，該四棱柱體的邊長為110mm，從翻管模的上表面到底面的軸線上依次有直徑為43mm、高度為8mm的圓孔和直徑為33mm、高度為22mm的圓孔組成的通孔，翻管模上表面上的圓孔倒角半徑為2mm，翻管模的上端圓孔的孔底與孔壁通過回轉半徑為3mm的圓弧光滑過渡，在翻管模上表面直徑為100mm的圓周順時針方向45°、135°、225°、315°處的翻管模內(nèi)均有與翻管模固定塊的螺紋通孔相對的臺階孔，沉孔直徑為13.5mm、高度為8.5mm，通孔直徑為8.5mm、高度為21.5mm，在翻管模上表面直徑為100mm的圓周順時針方向70°和250°處的翻管模內(nèi)各有直徑為50+0.012mm的定位通孔。
4.根據(jù)權利要求1所述的約束助推式內(nèi)翻管模具，其特征在于翻管模固定塊為四棱柱體，該四棱柱體的邊長為110mm，高度為152.5mm，從翻管模固定塊的上表面到底面的軸線上有直徑為45mm的圓通孔，從翻管模固定塊的前表面到后表面有高度為130mm、寬度為120+0.018mm且底面上開口的對稱的長方形通槽，在直徑為100mm的翻管模固定塊圓周順時針方向有45°、135°、225°、315°處的翻管模固定塊內(nèi)均有直徑為8mm的螺紋通孔，在該圓周順時針方向70°和250°處翻管模固定塊各有直徑為50+0.012mm的定位通孔。
5.根據(jù)權利要求1所述的約束助推式內(nèi)翻管模具，其特征在于約束助推塊為直徑為31mm、高度為90mm的圓柱體，約束助推塊上端面邊緣倒角半徑為2mm，約束助推塊的下端軸線上有錐角為80°、高度為20mm的圓臺形孔，該圓臺形孔的下端圓孔直徑為20mm。
6.根據(jù)權利要求1所述的約束助推式內(nèi)翻管模具，其特征在于助推支撐塊的上端為錐角為80°、高度為19mm的圓臺，該圓臺下端面直徑為20mm，助推支撐塊的中下端為直徑為44.9mm，高度為90mm的圓柱體，從助推支撐塊的下底面到高度為69mm的助推支撐塊的圓柱體前后表面上有相對且直徑為12mm的螺紋通孔，兩根直徑為12-0.0110mm、長度為76mm的銷子的一端分別與助推支撐塊的圓柱體前后表面上的螺紋通孔固定連接。
7.根據(jù)權利要求1所述的約束助推式內(nèi)翻管模具，其特征在于兩根杠桿均為長、寬、高分別為254mm、20mm、35mm的柱體，兩根杠桿一端前到該端后均有長、寬、高分別為30mm、20mm、12mm的開口通槽，每一開口通槽的槽底通過半徑為6mm的圓弧光滑連接，從兩根杠桿的一端端面到兩根杠桿的另一端端面距離為117mm的前端到后端內(nèi)均有直徑為120+0.018的圓通孔，兩根杠桿內(nèi)圓通孔分別與兩根杠桿一端內(nèi)對應的開口通槽的中心線位于同一直線上，兩根杠桿另一端端部的中下部分別通過半徑為20mm的圓弧光滑連接；兩根壓桿的中上端均為長、寬、高分別為40mm、30mm、199mm的柱體，兩根壓桿的上端中部內(nèi)有直徑為8mm、高度為55mm的螺紋孔，兩根壓桿的下端均為長、寬、高分別為20mm、30mm、40mm的柱體，兩根壓桿的中上端的下端端面與兩根壓桿的下端左右側面分別通過半徑為10mm的圓弧光滑連接，兩根壓桿的下端端面分別通過半徑為10mm的圓弧光滑連接，構成圓弧形面，兩根壓桿分別垂直地固定在兩根壓桿的另一端所對的上模板上，兩根壓桿的豎直中心線分別到助推支撐塊的圓柱體前后表面上的銷子中心線的距離為200mm，管坯內(nèi)翻前，兩根壓桿的豎直中心線到各自支撐座通槽上端內(nèi)的銷軸中心線的距離與各自銷軸中心線到各自銷子中心線的距離分別為90mm和110mm，兩根壓桿的下端端面到各自杠桿的上表面之間的距離為6mm。
全文摘要
一種約束助推式內(nèi)翻管模具，涉及金屬薄壁管內(nèi)翻轉的沖壓模具。該模具包括上下模板、上壓模、管坯、支撐座、導柱導套、翻管模、約束助推塊、助推支撐塊、壓桿、杠桿、銷子和銷軸。約束助推塊與翻管模內(nèi)的圓孔活動配合，助推支撐塊活動地位于翻管模固定塊內(nèi)的圓孔內(nèi)，翻管模與翻管模固定塊連接，上壓模、翻管模、約束助推塊、助推支撐塊位于同一軸線上，銷子一端固定在助推支撐塊上，另一端活動地位于杠桿一端的通槽內(nèi)。翻管時，上壓模、壓桿和上模板同步向下運動，通過杠桿和銷子帶動約束助推塊向上運動，直到完成管坯內(nèi)翻。該模具提高了內(nèi)翻管質量和成品率，減少了內(nèi)翻管所需成形力，保證了內(nèi)外管壁的同軸度。
文檔編號B21D19/00GK101091975SQ20071009247
公開日2007年12月26日 申請日期2007年7月23日 優(yōu)先權日2007年7月23日
發(fā)明者溫彤, 宋克飛, 陳霞 申請人:重慶大學