一种基于内高压成型模具的管件密封成型装置及方法技术领域
本发明涉及管件成型技术领域，尤其涉及一种基于内高压成型模具的管件密封成
型装置及方法。
背景技术
近年来，随着汽车科技的发展，汽车轻量化也越来越被各种汽车制造商所关注。汽
车的轻量化，就是在保证汽车的强度和安全性能的前提下，尽可能地降低汽车的整备质量，
从而减少汽车的动力性，减少燃料消耗，降低排气污染。实验证明，汽车质量降低一半，燃料
消耗也会降低将近一半。由于环保和节能的需要，汽车的轻量化已经成为世界汽车发展的
潮流。而汽车轻量化除了采用通过铝镁合金、工程塑料、复合材料代替钢铁材料途径外，通
过先进的设计理念，获得最佳的工程组合、最佳的加载变化、均匀结构和最佳几何形状以及
采用先进的成型工艺来制造零件也是汽车轻量化的有效途径。据统计，对于一定的减重目
标，采用工程设计和制造减重的贡献大约为30％～40％，采用轻量化材料减重的贡献大约
为60％～70％。而内高压成型工艺正是汽车轻量化设计制造中一种十分有效的方法。
内高压成型工艺主要是利用对管坯内充入液体然后加压达到工件的一种塑性变
形，充液过程通常分为两步：低压注水和高压注水。当低压注水完成后就需要对管材进行密
封，然后在封闭的管材内注入高压水，压力通常可以达到200Mpa，最高可达到400Mpa。此时，
管件的密封就尤为重要，密封效果不好，高压水泄压，产品就不能达到预期的成型效果。目
前多采用模具顶头和产品端口硬密封的方法来达到密封的目的，其工艺过程为：上下模具
分开，管坯放入模具型腔内，闭合模具，管坯内注入低压水，模具两侧油缸推动两侧堵头封
住管坯两端口，然后注入高压水成型产品。
发明内容
为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种基于内高压成型模具的管件
密封成型装置。
本发明提出的一种基于内高压成型模具的管件密封成型装置，包括：第一模具、第
二模具、第一密封组件、第二密封组件；
第一模具和第二模具之间形成容纳待成型管件的贯穿模腔，所述贯穿模腔包括依
次连通的第一密封室、成型室、第二密封室，第一密封室远离成型室一端设有第一开口，且
第二密封室远离成型室一端设有第二开口，第一密封组件和第二密封组件分别密封安装在
所述第一开口处和所述第二开口处；
第一密封组件包括第一密封堵头、第一密封件，第一密封堵头位于第一开口处且
与所述第一密封室内壁密封配合，第一密封件位于第一密封堵头靠近所述贯穿模腔一侧，
第一密封堵头内部设有第一导液孔，第一密封件内设有第二导液孔，第一导液孔和第二导
液孔连通形成与所述贯穿模腔连通的第一进液通道。
优选地，第一密封件包括第一活塞和第一密封圈，第一密封堵头具有柱状结构，第
一密封堵头沿所述贯穿通腔的延伸方向设置，第一密封堵头内设有第一导向通腔，所述第
一导向通腔内设有贯穿设置的第一导杆，所述第一导液孔位于第一导杆内，第一活塞与第
一导杆连接，第一密封圈位于第一活塞和第一密封堵头之间且套设在第一导杆上。
优选地，第一密封堵头靠近第二密封组件一端中部设有第一凸台，第一凸台外周
形成第一环形限位槽，第一密封圈抵靠第一凸台。
优选地，第二密封组件包括第二密封堵头、第二密封件，第二密封堵头位于第二开
口处且与所述第二密封室内壁密封配合，第二活塞位于第二密封堵头靠近所述贯穿模腔一
侧。
优选地，第二密封件包括第二活塞和第二密封圈，第二密封堵头具有柱状结构，第
二密封堵头沿所述贯穿通腔的延伸方向设置，第二密封堵头内设有第二导向通腔，所述第
二导向通腔内设有贯穿设置的第二导杆，所述第二导液孔位于第二导杆内，第二活塞与第
二导杆连接，第二密封圈位于第二活塞和第二密封堵头之间且套设在第二导杆上。
优选地，第二密封堵头靠近第一密封堵头一端中部设有第二凸台，第二凸台外周
形成第二环形限位槽，第二密封圈抵靠第二凸台。
优选地，所述第一密封室侧壁设有第二进液通道。
本发明中，所提出的基于内高压成型模具的管件密封成型装置，两个模具合模形
成的贯穿模腔两端通过堵头密封，进行低压液体的填充，然后通过密封件伸入待成型管件
内与待成型管件内壁密封，最后通过导液通道向待成型管件内充入高压液体，从而使得待
成型管壁在液压的作用下发生形变，实现待成型管壁的成型。通过上述优化设计的基于内
高压成型模具的管件密封成型装置，通过密封件与待成型管件的内壁密封配合，实现对管
件两端的密封，从而避免了由于待成型管件两端端面的加工精度造成的密封效果差的缺
陷，并且适用于不同壁厚的管件的密封效果，从而保证成型精度。
本发明还公开了一种根据上述基于内高压成型模具的管件密封成型装置的密封
成型方法，包括下列步骤：
S1、将待成型管件放入所述贯穿模腔内，将所述第一开口和第二开口密封，并且向
所述待成型管件内注入液体；
S2、分别通过第一密封件和第二密封件将所述待成型管件两端密封，向所述待成
型管件内充入液体，使得S1中的管件侧壁发生形变。
优选地，在S2中，第一密封件和第二密封件通过与所述待成型管件内壁密封配合
将所述待成型管件两端密封。
优选地，在S2中，将第一密封件通过待成型管件靠近第一开口一端送入待成型管
件内，然后通过挤压第一密封件使其发生形变，使得第一密封件与待成型管件内壁密封配
合；
和/或，在S2中，将第二密封件通过待成型管件靠近第二开口一端送入待成型管件
内，然后通过挤压第二密封件使其发生形变，使得第二密封件与待成型管件内壁密封配合。
所述基于内高压成型模具的管件密封成型装置的密封成型方法的技术效果与上
述基于内高压成型模具的管件密封成型装置的密封成型装置效果基本相似，因此在这里不
再赘述。
附图说明
图1为本发明提出的一种基于内高压成型模具的管件密封成型装置的结构示意
图。
图2为本发明提出的一种基于内高压成型模具的管件密封成型方法的第一加工状
态示意图。
图3为本发明提出的一种基于内高压成型模具的管件密封成型方法的第二加工状
态示意图。
图4为本发明提出的一种基于内高压成型模具的管件密封成型方法的第三加工状
态示意图。
图5为本发明提出的一种基于内高压成型模具的管件密封成型方法的第四加工状
态示意图。
具体实施方式
如图1-5所示，图1为本发明提出的一种基于内高压成型模具的管件密封成型装置
的结构示意图，图2为本发明提出的一种基于内高压成型模具的管件密封成型方法的第一
加工状态示意图，图3为本发明提出的一种基于内高压成型模具的管件密封成型方法的第
二加工状态示意图，图4为本发明提出的一种基于内高压成型模具的管件密封成型方法的
第三加工状态示意图，图5为本发明提出的一种基于内高压成型模具的管件密封成型方法
的第四加工状态示意图。
参照图1，本发明提出的一种基于内高压成型模具的管件密封成型装置，包括：第
一模具11、第二模具12、第一密封组件、第二密封组件；
第一模具11和第二模具12之间形成容纳待成型管件6的贯穿模腔，所述贯穿模腔
包括依次连通的第一密封室、成型室、第二密封室，第一密封室远离成型室一端设有第一开
口，且第二密封室远离成型室一端设有第二开口，第一密封组件和第二密封组件分别密封
安装在所述第一开口处和所述第二开口处；
第一密封组件包括第一密封堵头21、第一密封件，第一密封堵头21位于第一开口
处且与所述第一密封室内壁密封配合，第一密封件位于第一密封堵头21靠近所述贯穿模腔
一侧，第一密封堵头21内部设有第一导液孔，第一密封件内设有第二导液孔，第一导液孔和
第二导液孔连通形成与所述贯穿模腔连通的第一进液通道。
在本实施例中，所提出的基于内高压成型模具的管件密封成型装置，两个模具合
模形成的贯穿模腔两端通过堵头密封，进行低压液体的填充，然后通过密封件伸入待成型
管件内与待成型管件内壁密封，最后通过导液通道向待成型管件内充入高压液体，从而使
得待成型管壁在液压的作用下发生形变，实现待成型管壁的成型。通过上述优化设计的基
于内高压成型模具的管件密封成型装置，通过密封件与待成型管件的内壁密封配合，实现
对管件两端的密封，从而避免了由于待成型管件两端端面的加工精度造成的密封效果差的
缺陷，并且适用于不同壁厚的管件的密封效果，从而保证成型精度。
本实施例的基于内高压成型模具的管件密封成型装置的具体工作过程中，具体步
骤如下：
在S1中，如图2所示，首先将待成型管件6放入所述贯穿模腔内，通过第一堵头与第
一开口密封配合且第二堵头与第二开口密封配合，将所述成型室两端密封，然后向所述待
成型管件内注入液体。
在具体实施方式中，所述第一密封室侧壁设有第二进液通道，进液时，通过第二进
液通道向所述待成型管件内注入低压液体，使得低压液体充满待成型管件内部。
在S2中，如图3所示，首先将第一堵头和第二堵头向待成型管件方向移动，使得第
一密封件和第二密封件分别将待成型管件两端密封。
为了使得对待成型管件两端的密封不受待成型管件两端端面的加工精度的影响，
并且对不同壁厚的管件均能够实现良好的密封效果，密封时，第一密封件和第二密封件通
过与所述待成型管件内壁密封配合将所述待成型管件两端密封；进一步地，将第一密封件
通过待成型管件靠近第一开口一端送入待成型管件内，然后通过挤压第一密封件使其发生
形变，使得第一密封件与待成型管件内壁密封配合，将第二密封件通过待成型管件靠近第
二开口一端送入待成型管件内，然后通过挤压第二密封件使其发生形变，使得第二密封件
与待成型管件内壁密封配合。
在密封组件的具体实施方式中，第一密封件包括第一活塞31和第一密封圈41，第
一密封堵头21具有柱状结构，第一密封堵头21沿所述贯穿通腔的延伸方向设置，第一密封
堵头21内设有第一导向通腔，所述第一导向通腔内设有贯穿设置的第一导杆51，所述第一
导液孔位于第一导杆51内，第一活塞31与第一导杆51连接，第一密封圈41位于第一活塞31
和第一密封堵头21之间且套设在第一导杆51上；第二密封组件包括第二密封堵头22、第二
密封件，第二密封堵头22位于第二开口处且与所述第二密封室内壁密封配合，第二活塞32
位于第二密封堵头22靠近所述贯穿模腔一侧，第二密封件包括第二活塞32和第二密封圈
42，第二密封堵头22具有柱状结构，第二密封堵头22沿所述贯穿通腔的延伸方向设置，第二
密封堵头22内设有第二导向通腔，所述第二导向通腔内设有贯穿设置的第二导杆52，所述
第二导液孔位于第二导杆52内，第二活塞32与第二导杆52连接，第二密封圈42位于第二活
塞32和第二密封堵头22之间且套设在第二导杆52上。
进一步地，第一密封堵头21靠近第二密封组件一端中部设有第一凸台，第一凸台
外周形成第一环形限位槽，第一密封圈41抵靠第一凸台，第二密封堵头22靠近第一密封堵
头21一端中部设有第二凸台，第二凸台外周形成第二环形限位槽，第二密封圈42抵靠第二
凸台。
在具体密封过程中，如图4所示，首先通过将第一堵头和第二堵头相对移动，使得
第一活塞、第一密封圈和第二活塞、第二密封圈分别从两端进入待成型管件内，第一环形限
位槽和第二环形限位槽分别抵靠待成型管件两端端面，然后分别通过第一导杆和第二导杆
向两侧拉动第一活塞和第二活塞，使得第一活塞和第二活塞向两侧移动挤压密封圈，在活
塞的挤压作用下，密封圈发生形变，使得其外缘与管件内壁密封。这种软密封的方式对于管
坯的端口要求不高，对先前工序的加工要求大大降低，密封效果也更加优秀。同时不仅适用
于厚壁管件，也适用于薄壁管件。密封圈的变形属于弹性变形，卸除导杆的拉力后密封圈又
会恢复到之前的形状，比较容易解除密封，排出管内的液体，而且可以重复利用。由于不需
要利用堵头来起到密封作用，因此对于堵头的加工要求也有所降低，也可以减少堵头与管
壁内侧的摩擦。
最后，如图5所示，通过第一导液通道向所述待成型管件内充入液体，使得管件侧
壁在液体压力的作用下，随着模腔形状发生形变，从而实现内高压成型。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，
任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其
发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。