一种内高压成型模具及其使用方法与流程

本发明涉及机械加工技术领域，特别涉及一种内高压成型模具及其使用方法。

背景技术：

汽车排气消声器是用来降低汽车发动机排气噪声的关键部件之一，主要是通过降低、衰减排气压力的脉动来消除噪声。汽车排气消声器包括如图1所示的消音管构件，该消音管构件为异径中空管件，主要结构特征是在管件中部设有中空的消音凸包，在管件的一端部设有管口凸筋。

现有工艺中，一般采用内高压成型方式加工上述管件的消音凸包部分，内高压成型也叫液压成型或液力成型，是一种利用液体作为成型介质，通过控制内压力和材料流动来达到成型中空零件目的的材料成型工艺。现有的内高压成型模具由于其自身结构设计缺陷，导致管件的消音凸包部位的管壁厚度不均，或者表面出现褶皱等质量问题，在成型后还需要整形工序对其进行整形加工，加工工序繁杂，因此有必要研发一种内高压成型质量更好、加工工序简便的内高压成型模具。另一问题是现有的内高压成型模具不能实现对消音凸包和管口凸筋同时成型，一般需要两次内高压才能成型，因而加工工艺复杂，不便于操作控制。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种内高压成型模具及其使用方法，液压冲头一次冲程即可完成工件胀形及整形的工艺步骤，加工简便，产品质量更好，其使用方法简单，便于操作控制。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种内高压成型模具，包括模座、定模、动模、上模板组、下模板组、导轨、滑座、液压驱动机构和液压冲头，定模和导轨固定设置于模座上，动模上下开合设置于定模上方，上模板组通过导向杆串设于动模的模腔内，下模板组通过导向杆串设于定模的模腔内，上模板组与下模板组之间设有用于工件内高压成型的型腔，滑座滑动设置于导轨上，滑座沿导轨滑动以驱动上模板组和下模板组的模板沿导向杆位移，液压驱动机构和液压冲头设置于滑座上，液压驱动机构驱动液压冲头伸入型腔内与工件端部配合。

其中，上模板组和下模板组均分别包括第一模板、第二模板和第三模板，第一模板与第二模板之间设有用于工件的消音凸包部位内高压成型的第一型腔，第二模板与第三模板之间设有用于工件的管口凸筋部位内高压成型的第二型腔。

进一步的，动模和定模的第一模板侧设有侧板，第一模板与该侧板固定连接，第三模板与滑座之间通过连接套固定连接。

进一步的，第一模板与第二模板之间以及第二模板与第三模板之间均设有复位弹簧。滑座上设有推板，推板上设有竖向导滑槽，上模板组连接有与该竖向导滑槽配合的连接块。所述型腔位于侧板的一端还设有伸入该型腔内与工件端部配合的液压冲头。

其中，液压驱动机构包括液压缸、连杆机构和导滑块，液压冲头固定连接于导滑块上，导滑块限位滑动设置于滑座上，液压缸固定设置于滑座上，液压缸的活塞杆通过连杆机构驱动导滑块在滑座上滑移。

一种内高压成型模具的使用方法，包括如下操作步骤：

S1、将工件装入上模板组与下模板组之间的所述型腔内，闭合动模；

S2、液压驱动机构驱动液压冲头伸入型腔内与工件端部紧密相抵，以使工件内部形成密闭空腔；

S3、通过液压冲头向工件内部的密闭空腔注入高压液体，以使工件在所述型腔内胀形；

S4、在步骤S3的胀形过程中，通过驱动装置驱动滑座向上模板组/下模板组侧移动，以使上模板组和下模板组的模板沿导向杆同步挤压位移，用于工件在胀形过程中进行挤压补料；

S5、上模板组和下模板组的模板挤压到位后，通过液压冲头向工件内部的液体加压，以使工件在上模板组与下模板组之间的所述型腔内整形；

S6、液压驱动机构驱动液压冲头退出型腔，通过驱动装置驱动滑座向远离上模板组/下模板组的一侧移动，打开动模，取出工件。

本发明的有益效果为：

本发明在动模和定模内分别装设上模板组和下模板组，上模板组与下模板组之间设有用于工件内高压成型的型腔，加工时，先将工件装入该型腔内，液压驱动机构驱动液压冲头伸入型腔内与工件端部紧密相抵，以使工件内部形成密闭空腔，再通过液压冲头向工件内部注入高压液体，工件受到内部高压液体的压力在所述型腔内胀形，在工件胀形过程中，通过驱动装置驱动滑座向上模板组/下模板组侧移动，以使上模板组和下模板组的模板沿导向杆同步挤压位移，通过模板的挤压位移以对工件的胀形部位进行补料，再通过工件内部液体压力的控制，保持工件胀形过程中壁厚一致，然后当上模板组和下模板组的模板挤压到位后，即上模板组与下模板组之间的所述型腔与工件成品的形状完全匹配，通过液压冲头向工件内部的液体加压，以使工件在上模板组与下模板组之间的所述型腔内整形，该整形过程可以消除工件表面出现的褶皱，保证工件品质，最后退模取出工件。本内高压成型模具的液压冲头一次冲程即可完成工件胀形及整形的工艺步骤，加工简便，产品质量更好；而且其使用方法简单，便于操作控制。

附图说明

图1是汽车消音管的结构示意图；

图2是本发明的装配结构示意图；

图3是本发明的俯视结构示意图；

图中：1、模座；2、定模；3、动模；4、导轨；5、滑座；6、液压驱动机构；7、液压冲头；8、导向杆；9、侧板；10、连接套；11、第一模板；12、第二模板；13、第三模板；61、导滑块；62、连杆机构；63、液压缸。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

如图1至图3所示的一种内高压成型模具，包括模座1、定模2、动模3、上模板组、下模板组、导轨4、滑座5、液压驱动机构6和液压冲头7，定模2和导轨4固定设置于模座1上，动模3上下开合设置于定模2上方，上模板组通过导向杆8串设于动模3的模腔内，下模板组通过导向杆8串设于定模2的模腔内，上模板组与下模板组之间设有用于工件内高压成型的型腔，滑座5滑动设置于导轨4上，滑座5沿导轨4滑动以驱动上模板组和下模板组的模板沿导向杆8位移，液压驱动机构6和液压冲头7设置于滑座5上，液压驱动机构6驱动液压冲头7伸入型腔内与工件端部配合。

加工时，先将工件装入该型腔内，液压驱动机构6驱动液压冲头7伸入型腔内与工件端部紧密相抵，以使工件内部形成密闭空腔，再通过液压冲头7向工件内部注入高压液体，工件受到内部高压液体的压力在所述型腔内胀形，在工件胀形过程中，通过驱动装置驱动滑座5向上模板组/下模板组侧移动，以使上模板组和下模板组的模板沿导向杆8同步挤压位移，通过模板的挤压位移以对工件的胀形部位进行补料，再通过工件内部液体压力的控制，保持工件胀形过程中壁厚一致，然后当上模板组和下模板组的模板挤压到位后，即上模板组与下模板组之间的所述型腔与工件成品的形状完全匹配，通过液压冲头7向工件内部的液体加压，以使工件在上模板组与下模板组之间的所述型腔内整形，该整形过程可以消除工件表面出现的褶皱，保证工件品质，最后退模取出工件。本内高压成型模具的液压冲头7一次冲程即可完成工件胀形及整形的工艺步骤，加工简便，产品质量更好；而且其使用方法简单，便于操作控制。

其中，上模板组和下模板组均分别包括第一模板11、第二模板12和第三模板13，第一模板11与第二模板12之间设有用于工件的消音凸包部位内高压成型的第一型腔，当第一模板11与第二模板12紧密贴合时，第一型腔即为工件消音凸包的形状，第二模板12与第三模板13之间设有用于工件的管口凸筋部位内高压成型的第二型腔，当第二模板12与第三模板13紧密贴合时，第二型腔即为工件管口凸筋的形状。具体地，动模3和定模2的第一模板11侧设有侧板9，第一模板11与该侧板9固定连接，第一模板11固定不动，第三模板13与滑座5之间通过连接套10固定连接，第三模板13随连接套10移动，第二模板12在导向杆8上根据其两侧的受力情况动态位移。滑座5移动时，通过连接套10挤压第三模板13，第三模板13再推动第二模板12向第一模板11侧位移。本实施例中，所述型腔位于侧板9的一端还设有伸入该型腔内与工件端部配合的液压冲头7，工件两端都利用液压冲头7进行密封及定位。

进一步的，第一模板11与第二模板12之间以及第二模板12与第三模板13之间均设有复位弹簧，复位弹簧用于模板间自动分离。滑座5上设有推板，推板上设有竖向导滑槽，上模板组连接有与该竖向导滑槽配合的连接块，连接块与导滑槽的竖向限位配合，能使上模板组随动模3上下移动过程中以及在挤压过程中始终与下模板组精确对准，从而保证上模板组与下模板组在连接套10的带动下同步挤压，以确保工件成型质量。

其中，液压驱动机构6包括液压缸63、连杆机构62和导滑块61，液压冲头7固定连接于导滑块61上，导滑块61限位滑动设置于滑座5上，液压缸63固定设置于滑座5上，液压缸63的活塞杆通过连杆机构62驱动导滑块61在滑座5上滑移。到滑块在滑座5的限位作用下滑动，且到滑块的滑移方向与液压冲头7伸缩方向以及滑座5的滑移方向一致，连杆机构62为连杆，连杆两端分别与导滑块61和液压缸63的活塞杆铰接，液压缸63的活塞杆伸缩方向与导滑块61的滑移方向垂直，采用该连杆机构62的液压驱动机构6能更有利于控制工件胀形过程中的压缩量，保障工件均匀补料，提高工件品质。

上述内高压成型模具的使用方法，包括如下操作步骤：

S1、将工件装入上模板组与下模板组之间的所述型腔内，闭合动模3；

S2、液压驱动机构6驱动液压冲头7伸入型腔内与工件端部紧密相抵，以使工件内部形成密闭空腔；

S3、通过液压冲头7向工件内部的密闭空腔注入高压液体，以使工件在所述型腔内胀形；

S4、在步骤S3的胀形过程中，通过驱动装置驱动滑座5向上模板组/下模板组侧移动，以使上模板组和下模板组的模板沿导向杆8同步挤压位移，用于工件在胀形过程中进行挤压补料；

S5、上模板组和下模板组的模板挤压到位后，通过液压冲头7向工件内部的液体加压，以使工件在上模板组与下模板组之间的所述型腔内整形；

S6、液压驱动机构6驱动液压冲头7退出型腔，通过驱动装置驱动滑座5向远离上模板组/下模板组的一侧移动，打开动模3，取出工件。

以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。