一种内高压冲孔装置及其方法
| 专利类型 | 发明公开 | 法律事件 | 公开; 实质审查; |
| 专利有效性 | 实质审查 | 当前状态 | 实质审查 |
| 申请号 | CN202211307680.2 | 申请日 | 2022-10-24 |
| 公开(公告)号 | CN115555471A | 公开(公告)日 | 2023-01-03 |
| 申请人 | 海宁正轩汽车轻量化零部件有限公司; | 申请人类型 | 企业 |
| 发明人 | 张昱; 张义丰; 任雪; | 第一发明人 | 张昱 |
| 权利人 | 海宁正轩汽车轻量化零部件有限公司 | 权利人类型 | 企业 |
| 当前权利人 | 海宁正轩汽车轻量化零部件有限公司 | 当前权利人类型 | 企业 |
| 省份 | 当前专利权人所在省份：浙江省 | 城市 | 当前专利权人所在城市：浙江省嘉兴市 |
| 具体地址 | 当前专利权人所在详细地址：浙江省嘉兴市海宁市尖山新区滨海路32号 | 邮编 | 当前专利权人邮编：314400 |
| 主IPC国际分类 | B21D28/28 | 所有IPC国际分类 | B21D28/28 ; B21D28/34 ; B21D26/035 ; B21D26/047 |
| 专利引用数量 | 0 | 专利被引用数量 | 0 |
| 专利权利要求数量 | 10 | 专利文献类型 | A |
| 专利代理机构 | 浙江永航联科专利代理有限公司 | 专利代理人 | 郭崎峰; |
| 摘要 | 本 发明 提供了一种内高压冲孔装置及其方法，属于机械技术领域。一种内高压冲孔装置，包括下模；上模，上模与下模连接并形成适配管材设置的通道，且通道的其中一端作为注液口，上模设有排液孔，排液孔贯穿上模的内壁和外壁且与通道相连通；排液孔垂直于通道；排液孔的内壁与通道的内壁形成切割部； 支撑 部件，支撑部件具有支撑状态和活动状态，支撑部件的一端设有支撑管材外壁的支撑面；其中，在支撑状态时，至少部分的支撑部件插设在排液孔内，在活动状态时，支撑部件能够沿排液孔深度方向移动并能够从排液孔脱出；和至少一个限位件，限位件能够在与支撑部件配合，以使支撑部件能够在支撑状态和活动状态之间切换。 | ||
| 权利要求 | 1.一种内高压冲孔装置，其特征在于，包括 |
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| 说明书全文 | 一种内高压冲孔装置及其方法技术领域[0001] 本发明属于机械技术领域，特别是一种内高压冲孔装置及其方法。 背景技术[0002] 现有技术中，内高压冲孔工艺为在管材需要冲孔的位置，其所对应的内高压模具型面处制作出相应的空开，用冲头填补空开区域，冲头后面安装冲头固定座，冲头固定座后面连接冲孔油缸，冲孔油缸和压机的油压系统连接，当管材内压到达设定的冲孔压力例如150MPa的时候系统会给油压机发送一个压力满足冲孔条件的信号，压机的PLC控制系统会根据接收到的压力信号判断冲孔条件是否满足，满足后发出冲孔信号，信号驱动下油压系统将油缸在瞬间定出，其顶出力量需要克服管材板厚材料的冲裁力和管子内部的内高压压力。 [0003] 现有技术的缺陷是对冲裁孔径的大小有限制，一般直径在30毫米以上的孔常规的油缸就无法提供这么大的油缸顶出力，大的油缸占用的空间会越大，空间越大对模具的整体强度影响越大，且模具的机械加工量也相应增大。传统内高压得特点是冲压方向为管子外部向管子内部进行冲裁。 发明内容[0004] 本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种内高压冲孔装置及其方法，解决了大孔径冲孔在传统内高压生产中实现困难、内高模具制造过程中直径超过30mm的孔需要选用超大油缸的问题。 [0005] 本发明的目的可通过下列技术方案来实现： [0006] 一种内高压冲孔装置，其特征在于，包括 [0007] 下模； [0008] 上模，所述上模与所述下模连接并形成适配管材设置的通道，且所述通道的其中一端作为注液口，所述上模设有排液孔，所述排液孔贯穿所述上模的内壁和外壁且与所述通道相连通；所述排液孔垂直于所述通道；所述排液孔的孔壁与所述通道的内壁形成切割部； [0009] 支撑部件，所述支撑部件具有支撑状态和活动状态，所述支撑部件的一端设有支撑管材外壁的支撑面；其中，在支撑状态时，至少部分的支撑部件插设在所述排液孔内，在活动状态时，所述支撑部件能够沿排液孔深度方向移动并能够从所述排液孔脱出；和[0010] 至少一个限位件，所述限位件能够在与所述支撑部件配合，以使所述支撑部件能够在支撑状态和活动状态之间切换。 [0011] 在上述内高压冲孔装置中，所述支撑部件包括 [0012] 固定座，所述固定座上开设有至少一个限位槽，在所述支撑状态时，所述限位件插入所述限位槽内，以限制所述固定座沿排液孔深度方向移动；和 [0013] 支撑杆，所述支撑杆与所述固定座连接且能够插入所述排液孔，所述支撑面设置在所述支撑杆端部。 [0014] 在上述内高压冲孔装置中，所述内高压冲孔装置还包括至少一个驱动件，所述驱动件与所述限位件连接，用于带起插入所述限位槽或者从所述限位槽脱出。 [0015] 在上述内高压冲孔装置中，在所述支撑状态时，靠近所述排液孔的通道的内壁与所述支撑面处于同一平面。 [0016] 在上述内高压冲孔装置中，在所述支撑状态时，靠近所述排液孔的通道的内壁与所述支撑面组合成连续性的结构壁。 [0017] 在上述内高压冲孔装置中，所述限位件的移动方向与所述支撑部件的活动方向相互垂直。 [0018] 在上述内高压冲孔装置中，所述排液孔的孔壁与所述通道的的靠近所述排液孔的内壁形成夹角，所述夹角不大于90°。 [0019] 在上述内高压冲孔装置中，所述内高压冲孔装置还包括弹性件和定位件，所述弹性件一端与所述固定座相连，另一端与所述定位件相连，所述弹性件能够使所述固定座抵靠在所述上模的外壁上。 [0020] 在上述内高压冲孔装置中，所述弹性件的可压缩长度大于所述排液孔的长度。 [0021] 一种内高压冲孔方法，其特征在于，包括以下步骤： [0022] 将管材设置到通道内； [0023] 将所述管材内注入高压液体，并使管材内所述高压液体的压力达到预设压力值；所述预设压力值不小于管材破壁的最低压力值； [0024] 解除所述限位件对所述支撑部件的锁合； [0025] 所述管材内部与外部瞬间形成压力差，以使高压液体沿所述排液孔方向排出，在切割部的作用下切断管材局部的壁，以形成通孔。 [0026] 与现有技术相比，本发明具有以下优点： [0027] 1.采用直接直接在对管材内部加压，并在需要开孔的位置设置一个支撑部件，在内部压力达到预设情况下，直接解除对支撑部件的限制，从而使内部液体瞬间沿着排液孔冲出管壁并实现切割，针对直径30mm以上的开孔无需采用超大油缸的问题。 [0029] 图1是本发明中装入管材后的一种结构示意图； [0030] 图2是本发明中在管材内注入高压液体的一种示意图； [0031] 图3是本发明中限位件脱离支撑部件的一种示意图； [0032] 图4是本发明中管材内高压液体冲孔的一种示意图； [0033] 图5是本发明的一种结构示意图。 [0034] 图中， [0035] 100、管材；101、通孔； [0036] 2、下模； [0037] 3、上模；31、排液孔；32、内壁；33、外壁；34、切割部； [0038] 4、支撑部件；41、固定座；411、限位槽；42、支撑杆；421、支撑面； [0039] 5、限位件； [0040] 6、通道； [0041] 7、驱动件； [0042] 8、弹性件； [0043] 9、定位件。 具体实施方式[0044] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0045] 如图1‑5所示，一种内高压冲孔装置，包括下模2、上模3、支撑部件4和至少一个限位件5，上模3与下模2连接并形成适配管材100设置的通道6，且通道6的其中一端作为注液口，上模3设有排液孔31，排液孔31贯穿上模3的内壁32和外壁33且与通道6相连通；排液孔31垂直于通道6；排液孔31的孔壁与通道6的靠近排液孔31一侧的内壁32形成切割部34；支撑部件4具有支撑状态和活动状态，支撑部件4的一端设有支撑管材100外壁33的支撑面 421；支撑面421能够伸入排液孔31中，其中，在支撑状态时，至少部分的支撑部件4插设在排液孔31内，在活动状态时，支撑部件4能够沿排液孔31深度方向移动并能够从排液孔31脱出；限位件5能够在与支撑部件4配合，以使支撑部件4能够在支撑状态和活动状态之间切换。 [0046] 本发明中，将管材100设置到通道6内，且通道6适配管材100，管材100的外壁33与通道6的内壁32贴合在一起，在注入高压液体时，管材100通过通道6内壁32的抵靠，使管材100不会变形。在从一端注入高压液体时，通道6的另一端用封堵部件将通道6封闭住，直至内部液体的压力达到预设的压力值，预设压力值大不小于管材100破壁的最低压力值；然后使限位件5与支撑部件4解除配合，支撑部件4从支撑状态切换成活动状态，从而使支撑部件 4瞬间处于无限制装置，位于排液孔31位置的支撑部件4不再起到支撑作用，管材100的内部以及管材100与排液孔31对应的位置会形成压力差，内部的高压液体立刻找到突破口，并从排液孔31位置将管材100的壁冲破，并在切割部34的配合下，切割成一个与切割部34形状相同的孔，而高压液体也会将支撑部件4顶出排液孔31，从而使部分高压液体被排出。 [0047] 本申请中，如图1和图2所示，支撑状态是指限位件5与支撑部件4配合之后，支撑部件4不能够移动的状态，如图3‑图5所示，活动状态是指限位件5与支撑部件4分离之后，支撑部件4能够移动的状态。 [0048] 支撑面421的设计能够对排液孔31位置处的管材100的壁进行支撑，防止管材100的壁提前变形，降低迅速改变内外部压力差之后的切割效果。如果此处不存在支撑部件4的设计，那么在高压液体注入过程中，对应的排液孔31位置的管材100的壁会从对应排液孔31的中心位置提前破裂，从到导致内部高压液体的泄露，导致失败。 [0049] 排液孔31的孔壁与通道6的内壁32的交界位置形成切割部34；切割部34大致为环形、方形或者其他形状。 [0050] 排液孔31垂直于通道6，使处于排液孔31位置的管材100的壁受到内部高压液体压力更加均匀，从而在突然解除外部支撑部件4的限制时，能够切割出一个与切割部34对应的通孔101。 [0051] 在具体实施过程中，限位件5能够在与支撑部件4配合方式可采用卡扣式配合、卡接式配合、抵靠配合等方式，只要能够保证在限位件5移动后，支撑部件4能够瞬间的解除限位即可。而本实施例中采用的是卡接式配合。 [0052] 具体地，如图1‑2所示，支撑部件4包括固定座41和支撑杆42，固定座41上开设有至少一个限位槽411，在支撑状态时，限位件5插入限位槽411内，以限制固定座41沿排液孔31深度方向移动；支撑杆42与固定座41连接且能够插入排液孔31，支撑面421设置在支撑杆42端部。 [0053] 本申请中，通过将限位件5插入到固定座41的限位槽411内，从而使支撑部件4的支撑杆42能够限制沿排液孔31的深度方向移动。 [0054] 在限位件5插入到限位槽411内后，限位件5与限位槽411的远离以及靠近排液槽的一侧侧壁抵靠住，从而能够使限位件5在插入限位槽411后，固定座41不可以移动。 [0055] 具体地，如图1‑5所示，内高压冲孔装置还包括至少一个驱动件7，驱动件7与限位件5连接，用于带起插入限位槽411或者从限位槽411脱出。 [0056] 通过驱动件7带动限位件5移动。 [0058] 在本实施例中，限位件5具有两个，分别位于固定座41的两侧，驱动件7也有两个，分别与限位件5相连。 [0059] 具体地，如图1‑2所示，在支撑状态时，靠近排液孔31的通道6的内壁32与支撑面421处于同一平面。 [0060] 本实施例中，在支撑面421与靠近排液孔31的通道6的内壁32处于同一平面内时，在对管材100的外壁33进行支撑过程中，降低管材100外壁33变形的可能性。从而有利于后续突然改变内外压强，从而实现切割。 [0061] 具体地，如图1‑2所示，在支撑状态时，靠近排液孔31的通道6的内壁32与支撑面421组合成连续性的结构壁。 [0062] 本实施例中，在靠近排液孔31的通道6的内壁32与支撑面421组合成连续性的结构壁，能够在抵靠在管材100外壁33上后，管材100外壁33不会因为内部压力过大，导致在支撑面421与通道6内壁32之间形成压痕，可能影响后续切割。 [0063] 具体地，如图1‑5所示，限位件5的移动方向与支撑部件4的活动方向相互垂直。 [0064] 该设计，能够使限位件5更容易插入到限位槽411内，也容易从限位槽411内拔出。 [0065] 具体地，如图1‑5所示，排液孔31的孔壁与通道6的的靠近排液孔31的内壁32形成夹角α，夹角不大于90°。 [0066] 该设计，能够方便对管材100的切割。本实施例中，选择的夹角为90°。当然，也可以选择80°、70°、65°、60°、40°等角度。 [0067] 具体地，如图1‑5所示，内高压冲孔装置还包括弹性件8和定位件9，弹性件8一端与固定座41相连，另一端与定位件9相连，弹性件8能够使固定座41抵靠在上模3的外壁33上。 [0068] 通过弹性件8能够在通道6内部的压力与外界压力相同时，通过弹性件8时支撑部件4重新插入至排液孔31内，然后可以驱动限位件5插入到支撑部件4的限位槽411内，重新将支撑部件4进行限位。 [0069] 在泄压过程中，限位件5解除对支撑部件4的限位，此时通过弹性件8仍旧进行支撑，而此时管材100内的压力过大，高压液体挤压管材100的壁，并在切割部34的配合下将局部的壁切断，内部的高压液体携带切割下的壁一起从排液孔31送出。 [0070] 本实施例中，定位件9与驱动件7的缸体连接，与上模3相连。 [0071] 具体地，如图1‑5所示，弹性件8的可压缩长度大于排液孔31的长度。 [0072] 该设计能够使处于排液孔31内部的支撑杆42能够完全脱出，从而方便内部高压液体排出。 [0073] 一种内高压冲孔方法，其特征在于，包括以下步骤： [0074] 如图1所示，将管材100设置到通道6内； [0075] 如图2所示，将管材100内注入高压液体，并使管材100内高压液体的压力达到预设压力值；预设压力值不小于管材100破壁的最低压力值；高压液体的压力可达到100‑300MPa之间； [0076] 如图3所示，解除限位件5对支撑部件4的锁合； [0077] 如图4所示，管材100内部与外部瞬间形成压力差，以使高压液体沿排液孔31方向排出，在切割部34的作用下切断管材100局部的壁，以形成通孔101。 [0078] 本发明可实现冲孔范围：直径D≥2倍板厚的大小的冲孔。 [0079] 需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。 [0080] 另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。同时，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个方案，以“A和/或B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。 [0081] 以上部件均为通用标准件或本技术领域人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。 |
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