(19)中华人民共和国国家知识产权局
*CN103240323A*
(10)申请公布号(10)申请公布号 CN 103240323 A(43)申请公布日 2013.08.14
(12)发明专利申请
(21)申请号 201310157836.8(22)申请日 2013.04.29
(71)申请人重庆铁马工业集团有限公司
地址400050 重庆市九龙坡区杨家坪正街
43号(72)发明人樊荣 邓久军 曹新荣 李海平
唐代碧 许晨月 赵全建 赵明容张良德(74)专利代理机构云南派特律师事务所 53110
代理人龚笋根(51)Int.Cl.
B21D 26/025(2011.01)B21D 26/029(2011.01)F16J 15/08(2006.01)
(54)发明名称
封头液压成型方法(57)摘要
本发明涉及一种封头加工的设备，目的是提供一种使用方便、加工效率高、产品性能可靠的封头成型设备。加工的步骤包括：将待加工的钢板设置在工作台上，钢板边缘与工作台之间设置密封组件；钢板边缘设置成型圈模，利用调整机构平移压紧油缸或气缸到成型圈模上，然后压紧油缸或气缸工作将成型圈模和钢板、密封组件压紧；用高压泵通过高压管向工作台和钢板之间通入高压液体，使钢板膨胀变形；利用设置在所设计的封头位置处的感应器检测钢板变形是否到位，变形到位后与感应器连接的控制系统控制高压泵保压一段时间；泄压后取下变形的钢板切掉边缘后得到封头成品。本发明的设备的自动化程度提高，生产效率、安全性显著提高。CN 103240323 A权利要求书1页 说明书4页 附图2页权利要求书1页 说明书4页 附图2页
CN 103240323 A
权 利 要 求 书
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1.一种封头液压成型的方法，步骤包括：将待加工钢板设置在工作台上，钢板边缘与工作台之间设置密封组件；钢板边缘设置成型圈模，利用调整机构平移压紧油缸或气缸到成型圈模上，然后压紧油缸或气缸工作将成型圈模和钢板、密封组件压紧；
用高压泵通过高压管向工作台和钢板之间通入高压液体，使钢板膨胀变形；利用设置在所设计的封头位置处的感应器检测钢板变形是否到位，变形到位后与感应器连接的控制系统控制高压泵保压一段时间；
泄压后取下变形的钢板2切掉边缘后得到封头成品。2.根据权利要求1所述的封头液压成型的方法，其特征在于：所述的密封组件包括上密封垫和下密封垫，两者之间设置宽度不小于10cm,厚度为4～7mm的铜片。
3.根据权利要求2所述的封头液压成型的方法，其特征在于：所述的成型圈模的横截面呈上大下小的直角梯形，成型圈模的斜面位于内侧，该斜面的形状与所设计的封头外形吻合；所述的成型圈模下表面宽度不小于10cm，成型圈模4厚度不小于3cm。
4.根据权利要求2所述的封头液压成型的方法，其特征在于：所述的成型圈模的横截面呈四边形，成型圈模位于内侧的表面与下表面圆角过渡；成型圈模下表面宽度不小于10cm。
5.根据权利要求3或4所述的封头液压成型的方法，其特征在于：所述的高压泵的输出介质为皂化液。
6.根据权利要求3或4所述的封头液压成型的方法，其特征在于：所述的感应器设置在所设计的封头的顶点处。
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说 明 书封头液压成型方法
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技术领域
[0001]
本发明涉及一种封头加工的设备和方法，尤其是利用液体压力加工封头的设备和
方法。背景技术
油罐车、洒水车、垃圾车等专用汽车上很多都设置有罐体，该罐体由中部筒体和端
部的封头连接构成；这些封头通常是凹壳状。
[0003] 现有技术中封头加工通常有以下几种工艺：[0004] 热冲压法：将板材加热然后利用阴阳模将钢板压制成型。该技术需要大吨位的模具和压力设备才能成型。并且钢板加热会对板材性能带来不利影响。[0005] 施压法：将板料旋转利用旋轮进给实现回转塑性成形。该工艺加工缓慢而且专用设备造价高，且该工艺无法加工四方形等非回转形的封头。[0006] 爆炸法：利用爆炸的冲击力在板材上获得凹形部位构成封头。该方法难以准确控制成型形状和尺寸，生产安全性、环保性差。[0007] 在上述传统方法难以方便、高效加工封头的情况下，后来出现了压力胀形制造封头的技术，例如：
[0008] CN1034152A中记载的技术，焊接钢板构成具有棱角的两封头密闭形状，然后之间增压胀形成圆滑的箱体，切割获得两个封头。但是该工艺需要焊接，加工麻烦，并且焊接加工本身对封头材料也会造成负面影响。[0009] 为克服该技术的缺陷，CN101406912A公开的技术中采用环形模圈压住钢板边缘，钢板与工作台面之间设置密封垫，环形模圈与工作台面螺栓连接固定钢板，然后向钢板和工作台面之间注水增压，使钢板变形获得封头。但是该设备要连接大量的螺栓，不仅需要在钢板上打孔，而且连接很麻烦，生产效率低；并且因为打孔的结构还会造成泄漏，造成钢板损伤或变形，影响产品性能；而且成型的封头外形也不规则，因此该技术没能在实践中获得成功。
[0010] 为了克服相应的技术难题，CN102615505A采用专用模具，在金属熔体铸造的同时，利用金属材料高温状态易变形的特点，气压胀形获得封头。该技术利用了压力胀形加工效率高的优点，同时避免了焊接加工，又能提高加工效率。同时避免了打孔或螺栓连接，胀形的均匀性和外形规则程度大幅度提高。但是该技术的致命缺点在于要依赖刚刚铸造加工的粗坯的高温条件，所以设备复杂，操作麻烦。更重要的是，用于封头制作的很多特种钢材并不适合此种简单的铸造加工。因此该技术的实际利用价值有限。[0011] 综上所述可见，采用钢板压力胀形加工封头的技术，相比于机械加工有其独到的技术优势。但是利用胀形加工的原理，同时保证工艺的实用性和加工效率并保证产品性能，在实践中还是存在技术难题；因此钢板压力胀形加工封头的技术从1988年到现在没有真正在实践中大量运用。
[0002]
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说 明 书
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发明内容
本发明的主要目的是提供一种使用方便、加工效率高、产品性能可靠的封头成型
设备及加工封头的方法。
[0013] 为实现上述发明目的，本发明采用了如下改进技术方案：[0014] 一种封头液压成型的方法，步骤包括：[0015] 将待加工的钢板设置在工作台上，钢板边缘与工作台之间设置密封组件；[0016] 钢板边缘设置成型圈模，利用调整机构平移压紧油缸或气缸到成型圈模上，然后压紧油缸或气缸工作将成型圈模和钢板、密封组件压紧；
[0017] 用高压泵通过高压管向工作台和钢板之间通入高压液体，使钢板膨胀变形；[0018] 利用设置在所设计的封头位置处的感应器检测钢板变形是否到位，变形到位后与感应器连接的控制系统控制高压泵保压一段时间；
[0019] 泄压后取下变形的钢板切掉边缘后得到封头成品。[0020] 相应的，一种封头液压成型设备，其特征在于：包括工作台，工作台上可放置待加工的钢板，钢板的边缘与工作台之间设置密封组件；[0021] 待加工的钢板边缘设置成型圈模，成型圈模上均匀布置多个压紧油缸或气缸；[0022] 压紧油缸或气缸连接在可驱动其平移的调整机构上；[0023] 工作台上连接高压管，高压管连通高压泵和工作台与待加工的钢板之间的密闭区域；
[0024] 封头的设计位置处设置感应器，感应器与控制系统连接，控制系统用于控制高压泵工作。
[0025] 优选的，所述的密封组件包括上密封垫和下密封垫，两者之间设置宽度不小于10cm,厚度为4～7mm的铜片。[0026] 优选的，所述的成型圈模的横截面呈上大下小的直角梯形，成型圈模的斜面位于内侧，该斜面的形状与所设计的封头外形吻合；所述的成型圈模下表面宽度不小于10cm，成型圈模厚度不小于3cm。
[0027] 或者所述的成型圈模的横截面呈四边形，成型圈模位于内侧的表面与下表面圆角过渡；成型圈模下表面宽度不小于10cm。[0028] 优选的，所述的高压泵的输出介质为皂化液。[0029] 优选的，所述的感应器设置在所设计的封头的顶点处。[0030] 本发明的有益技术效果：本发明没有螺栓连接，也不需要借助于铸造工艺同时进行，所以设备结构简单，使用方便；并且利用钢板加工，适应性强，可以对不同材质的钢板进行加工，生产具有耐腐蚀等特殊性能的封头。并且设备的自动化程度提高，生产效率、安全性显著提高。
[0031] 并且利用调整机构调整压紧油缸或气缸的位置，然后利用不同的成型圈模和密封组件，就可以生产不同形状的封头，工艺和设备通用性大幅度提高。并且利用上、下密封垫，中间设置铜片的特殊密封结构，解决了以往密封不严；或者密封严格但对钢板造成损伤，导致边缘局部有薄壁的问题；该技术是本发明独特的发现和改进。而采用高压液体使钢板膨胀可以利用液体对钢板变形产生的热量进行冷却，防止钢板材料性能的降低，而皂化液主要成分为水，水的比热大，并且皂化液可以防锈，所以成为优选的高压介质。
[0012]
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说 明 书
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附图说明
图1为本发明的示意图；
[0033] 图2为成型圈模的主视图；
[0034] 图3为本发明优选实施方式的局部示意图；
[0035] 图4为本发明另一种优选实施方式的局部示意图。
[0032]
具体实施方式
[0036] 为使本领域技术人员更加清楚和明确本发明的技术方案，特提供下面优选的实施例，但本发明的技术思想并不限于以下实施例。[0037] 如图1、2所示的一种封头液压成型设备，包括工作台1，工作台1上放置待加工的钢板2，钢板2的边缘与工作台1之间设置密封组件3；待加工的钢板2边缘设置成型圈模4，成型圈模4上均匀布置多个压紧油缸5或气缸；压紧油缸5或气缸连接在可驱动其平移的调整机构上；工作台1上连接高压管6，高压管6连通高压泵7和工作台1与待加工的钢板2之间的密闭区域。
[0038] 封头的设计位置处设置感应器8，感应器8与控制系统连接，控制系统用于控制高压泵7工作。封头的设计位置处也就是封头加工好之后封头实体所处的位置。感应器8只要设置在封头加工好之后的任意位置均可检测封头是否胀形到位。优选的是所述的感应器8设置在所设计的封头的顶点处。如图1所示的就是变形完成后的钢板2顶点也就是封头设计的顶点也就是感应器8的安装位置。[0039] 加工时，先将钢板2放在工作台1上，钢板2边缘与工作台1之间设置密封组件3；然后将成型圈模4放在钢板2上、密封组件3对应的位置。利用调整机构平移压紧油缸5或气缸到成型圈模4上，然后压紧油缸5或气缸工作将成型圈模4和钢板2、密封组件3压紧；调整机构本身只是固定压紧油缸5或者气缸的水平位置，而压紧油缸5本身沿水平方向不受载荷，所以调整机构设置的方式很多，也没有技术难度，手动或者自动的均可。利用不同尺寸形状的成型圈模4和密封组件3，就可以生产不同形状的封头，工艺和设备通用性大幅度提高。
[0040] 然后用高压泵7通过高压管6向工作台1和钢板2之间通入高压液体，使钢板2膨胀变形；钢板2变形到接触感应器8时，证明钢板2胀形到位，尺寸已经达到设计要求。然后与感应器8连接的控制系统控制高压泵7保压一段时间；然后泄压取下变形的钢板2切掉边缘后得到封头成品。
[0041] 控制系统例如可以采用控制高压泵7电源的电控开关，或者是管路上的电磁阀等方式，其本身在机电控制领域并不复杂。而泄压可以利用高压管6上设置旁通阀或者别的类似结构。这些都是参考现有技术有很多方式可以实现的。[0042] 在本发明的技术方案中，技术难点就在于钢板2的固定和密封，故本发明进一步的改进是：如图3、4所示的，所述的密封组件3包括上密封垫31和下密封垫32，两者之间设置宽度不小于10cm,厚度为4～7mm的铜片33。当然，如图2所示，铜片33自然也是与成型圈模4类似的环状。理论上来说铜片较为光滑，可能会导致密封垫甚至钢板2压紧固定不可靠的问题。但是经过本发明的实验当铜片33采用该特定尺寸，密封垫采用橡胶、石
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说 明 书
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墨、石棉、硅胶等常用材质时，都能起到密封固定可靠，且成型后的封头整体厚度均匀的效果；成型后的封头厚度偏差都不超过2%。而单纯用密封垫时，封头厚度偏差仅能控制在5%以内。
[0043] 进一步优选的，如图4所示，所述的成型圈模4的横截面呈上大下小的直角梯形，成型圈模4的斜面41位于内侧，该斜面41的形状与所设计的封头外形吻合；所述的成型圈模4下表面宽度不小于10cm，成型圈模4厚度不小于3cm。或者所述的成型圈模4的横截面呈四边形，成型圈模4位于内侧的表面与下表面圆角过渡；成型圈模4下表面宽度不小于10cm。这种圆角结构在形状上与图4的斜面41与封头外表面对应位置吻合的结构类似，所以省略图示。采用改结构后，可以避免钢板2变形时与成型圈模4边缘相挤压磨损的问题，提高产品的受力均匀性和产品性能。
[0044] 本发明采用高压液体使钢板2膨胀可以利用液体对钢板2变形产生的热量进行冷却，防止钢板2材料性能的降低，所以优选是用皂化液作为胀形加工的高压液体介质，也就是所述的高压泵7的输出介质为皂化液；不仅有冷却效果还能防锈，成本也很低。[0045] 综上所述，本发明总体来说设备结构简单，使用方便；并且利用钢板2加工，适应性强，设备的自动化程度高，生产效率、安全性显著提高。具有广阔的使用价值，解决了本领域技术人员长期以来渴望解决而没有解决的技术问题。
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说 明 书 附 图
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说 明 书 附 图
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