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管端成型技术的实现

金属管材经切制后制成各种管状零件,如液压缸筒、气

缸筒等,而些管状零件的端部往往要与其他零件相连接,例如

管状零件端部要连法兰盘,液压缸筒要连封头或连导向套等。

在欧美中较多型号产品使用管端成型技术（例如，汽车行业

或机械行业的减震器、气体弹簧、散热器管;灭火器或苏打水

制造业用的CO2气罐；安全气囊气体发生器壳体；变速箱或

驱动系统用的轴类件；印刷,造纸,或纺织等行业使用的辊子

等）。相比常规工艺，产品性能、在质量及外观有很大提高，

市场竞争力强，利润高。

管端成型技术就是将管端摩擦或加热，使用模具加工管

端成形,制成与其相连零件,取代这些零件,使其在精度、强度、

密封性、经济性等方面得到改善与提高。

因市场竞争激烈，产品技术规范和性能要求越来越严格，

技术难度增大，质量要求及外观要求提高。要想在产品质量

性能上突破，提高市场竞争力，就必须攻克并掌握封管端成

型技术。但是，引进国外（法国、德国）的成套技术和管端

快速成型设备需上百万元。根据国内的设备技术条件，采用

热旋压工艺方案，我们能够实现该技术。

一、技术和工艺分析，方案制定

目标是实现油缸热封成型，满足形状尺寸、强度及密封

性要求，掌握加工设备和工装模具设计制造方案，相应的加

工工艺流程和工艺参数。

参考国内外与之相关技术资料和实物，其原理是由管材

加热至材料接近熔化状态，由成型模具将贮油缸挤压成球形，

在底部熔合一体，实现密封成型。

根据原理，制定了3个可行方案。

（一）采用德国设备上的原理技术工艺

德国成套设备成型质量好，一次成型效率高，其技术设

计方案：工件与成型模具相对运动，反向旋转，同时成型模

具，绕偏心轴旋转，在进给过程中将贮油缸挤压成型（见图

1）。

参照其技术设计方案试验。试验结论：封底后贮油缸变

形大，缸底成型后中间有小孔（Ф2~Ф5mm），无法熔合，

缸底磨擦表面与成型胎粘连。主要原因是系统设计太复杂，

对各部分指标要求过高，设备功率小，传动精度差，胎具参

数设计不合理，模具材料不合适等因素。工艺、设备条件要

求高、资金投入大、试验周期长，成本要求高。

（二）采用热旋压工艺技术

加热后利用滚压轮，旋压贮油缸变形，形成所需缸底形

状（见图2）。试验旋压方案：样件基本实现设计目标，贮油

缸基本无异常变型或损伤，缸底熔合较好，形状、尺寸偏差

可接受，成型过程中工件与滚轮理论形成点接触，受力小，

只要设计好运动轨迹，可有效控制成型形状和尺寸。该方案

对设备制造和机构的要求较底，结构设计简单。

（三）使用热缩技术

加热贮油缸，使用成型模，缩0.02～0.03mm，使贮油缸

成形再用内芯挤压熔合形成缸底。方案试验：一次加热缩径

后未能缩成设计形状，采用多次加热缩径，金属在流动过程

中流动阻力较大，导致缸底过厚，内部形状达不到要求。由

于内孔多次加热，表层氧化皮多，无法有效熔合，气密性无

法保证。此方案最终因效率低，质量可控性差。

通过对试验效果与投入产出比的衡量，选择了2号方案。

经多次改进匹配、修订设计方案，经试验最终解决了存在的

问题。

二、热封管端成型技术特点

（一）一次成型，生产周期短。

（二）不用传统焊接工艺，连接强度高，气密性测试合

格率高。

（三）成本降底，简化生产工艺。较常用焊接结构，减

少连接零件加工和焊接工序。

（四）表面质量好，尺寸误差小。

（五）产品结构简单，外型尺寸减小，满足与装配空间

需求。

三、成果推广使用意义

（一）节约了大量的设备引进费用。此项技术立足国内

现有技术和设备加工制造能力，结构设备制造和机构的要求

较底，结构设计简单，在基本实现技术指标的前提下，降低

设备成本，简化工艺。

（二）此项技术成功应用在多款出口减振器产品上。利

用这项技术优势，开拓新的市场，提升产品的技术含量、档

次和市场竞争力，增加产品的附加值。