具体实施方式

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做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。

本发明提供技术方案：

如图1~5所示，一种带有可控半径尺寸功能的管材成型模具，包括驱动装置1、安装座2、扩径装置3和补偿模头4，驱动装置1和安装座2连接，扩径装置3和安装座2活动连接，驱动装置1和扩径装置3传动连接，扩径装置3和补偿模头4活动连接，驱动装置1置于工作台上，驱动装置1包括转动电机11和驱动气缸12，驱动气缸12缸体和工作台紧固连接，驱动气缸12输出端和转动电机11底座传动连接，转动电机11和安装座2传动连接，驱动气缸12伸出方向管材工件轴线重合。

在进行管材成型加工时，通过夹持装置对管材进行固定，防止管材扩径过程中发生晃动，管材沿竖向放置，降低工件自重对成型精度影响，通过驱动装置1提供动力，便于将扩径装置3移动到待加工位置，通过扩径装置3对管材进行局部扩径，尤其是在管材中段扩径，提高扩径效率，通过补偿模头4辅助扩径，对等圆膨胀的扩径装置3进行补偿，增大和管材内壁的有效接触面积，从而减少压痕，防止局部应力集中，从而影响后期使用，通过安装座2对扩径装置3进行安装，通过驱动气缸12驱动转动电机11沿管材轴线方向移动，从而对需要进行长段加工的管材进行连续式加工，通过转动电机11驱动安装座2转动。

如图2~4所示，驱动装置1还包括扩径电机13，安装座2包括上座21和下座22，上座21和下座22紧固连接，转动电机11输出端和下座22紧固连接，上座21上设有安装槽211，扩径电机13置于安装槽211内，上座21上设有滞纳槽212，滞纳槽212和安装槽211连通，扩径电机13输出端设有传动齿轮，传动齿轮置于滞纳槽212内，扩径装置3包括传动环32和扩径模头34，滞纳槽212外侧设有回转腔213，回转腔213和滞纳槽212连通，传动环32和回转腔213转动连接，传动环32内圈设有内齿面，传动齿轮和传动环32内齿面啮合，沿回转腔213设有若干扩径槽214，扩径模头34和扩径槽214滑动连接。

通过扩径电机13驱动扩径模头34伸缩，从而进行展开和闭合，通过扩径电机13控制展开直径，从而便于进行不同尺寸的管材进行扩张，通过若干个扩径模头34形成一个类圆形弧面，从而对工件进行扩径，提高扩径效率，通过刚性和强度较大的扩径模头34对管材内壁进行实体冷压成型，提高扩径精度，通过分体式设计，将安装座2分为上座21和下座22，下座22和转动电机11输出端传动连接，通过转动电机11驱动下座22转动，从而带动上座21转动，便于进行长段管材扩张，通过转动将管材内壁扩张形成的微小间隙进行去除，提高管材成型质量，提高延伸移动平顺性，降低轴向移动对管材轴向拉伸作用力，保证管材沿径向扩张，提高扩张精度，通过安装槽211对扩径电机13进行固定，扩径电机13输出转矩，通过轴线偏心设置，使传动齿轮在滞纳槽212内沿定轴转动，传动齿轮转动，通过传动环32内圈的内齿轮进行啮合，通过齿面啮合进行传动，从而带动传动环32沿回转腔213转动，通过传动环32传递动力，并对扩径模头34进行扩张导向，通过扩径槽214对扩径模头34进行伸缩导向。

如图2~6所示，扩径装置3还包括若干导向弧板31，传动环32通过导向弧板31和扩径模头34传动连接，上座21上设有若干导向槽215，导向弧板31和导向槽215滑动连接，导向弧板31上端设有预紧弹簧35，预紧弹簧35和导向槽215紧固连接，导向弧板31为三边形板，导向弧板31上侧为弧边，导向弧板31上侧水平设置，导向弧板31一侧竖向边线设有滑移面311，导向弧板31另一竖向边线竖直设置，滑移面311倾斜布置，传动环32上设有若干传动槽321，导向弧板31和传动槽321活动连接，滑移面311一侧设有传动杆33，导向弧板31通过传动杆33和扩径模头34传动连接，传动杆33和导向弧板31滑动连接，传动杆33远离导向弧板31一端和扩径模头34通过轴销转动连接。

通过导向弧板31传动，通过传动环32的传动槽321对导向弧板31进行限位，当需要进行扩径时，传动环32转动，传动槽321和导向槽215开口处重叠空间变大，导向弧板31在预紧弹簧35作用下下移，导向弧板31尺寸从上到下逐渐减小，随着导向弧板31下移，传动杆33在滑移面311上滑动，输出位移，传动杆33推动扩径模头34移动，通过扩径槽214壁面对扩径模头34移动进行导向，使扩径模头34滑动的同时向内圈转动，从而向外扩张，使外圈尺寸增加，进行可控半径调节，通过导向弧板31弧形设置，便于通过传动槽321进行导向，导向弧板31上侧的弧形面主要用来传递预紧弹簧输出位移，通过另一竖向边线竖直布置，对导向弧板31进行导向，通过滑移面311倾斜布置，在下移过程中进行传动，带动传动杆33移动，传动杆33在滑移面311上滑动，通过传动槽321和进行传动导向，传动杆33和扩径模头34转动连接，便于扩径模头34向外滑动的同时进行转动，从而使模具部尺寸可控调节，便于加工多种尺寸的管径。

如图4~6所示，传动槽321弧形设置，传动槽321包括滑板段3211和扩张段3212，导向弧板31置于滑板段3211，导向弧板31和滑板段3211滑动连接，扩张段3212和扩径槽214连通，扩径模头34和扩张段3212滑动连接。

通过传动槽321弧形设置，在传动环32转动时，便于进行导向，防止运动干涉，通过滑板段3211对导向弧板31进行导向，初始状态下，滑板段3211和扩张段3212连接处壁面和滑移面311接触，导向弧板31竖直段和导向槽215接触，通过配合对导向弧板进行限位，在进行扩径时，传动环32和扩径模头34同向转动，传动杆33在扩张段3212内滑动，传递位移，从而推动扩径模头34向外滑动，通过扩径槽214对扩径模头34进行转动导向。

如图4~7所示，扩径模头34为弧形设置，相邻扩径模头34之间设有补偿间隙，补偿模头4置于补偿间隙内，补偿摸头4两端分别和两侧的扩径模头34活动连接，相邻扩径模头34滑动连接，扩径模头34两侧分别设有扩径弧面341和导引弧面342，扩径模头34弧度渐变设置，扩径弧面341和相邻的导引弧面342滑动连接，补偿模头4位于扩径模头34曲率半径大段，扩径模头34曲率半径小段和传动杆33转动连接，补偿模头4外侧弧形设置。

通过扩径模头34弧形设置，分为扩径弧面341和导引弧面342，扩径弧面341前段和管材接触，从而对管材进行扩张，扩径弧面341后段和导引弧面342接触，从而进行互锁，当扩径模头34移动到最外端时，通过弧度渐变设置，从而进行半径调节，扩张过程中补偿间隙逐渐减小，使所有的扩径弧面341组成整圆，从而和管材内壁紧密贴合，进行应力分散，防止内部起皱，从而避免出现扩张间隙，形成压痕，出现接边凸起，造成应力集中，从而提高成型质量，通过补偿模头4对相邻扩径模头34间的补偿间隙进行填充补偿，初始状态下，曲率半径小段和管材内壁接触，保证最大成型效果，扩张后，补偿模头4随着两侧的扩径模头34转动，从而使曲率半径大段和管材内壁接触，增加和管材内壁的接触面积，从而使接边间隙减小，完成可控半径扩张后，通过转动电机11转动，从而带动扩径模头34在管材内壁转动，通过冷压成型对接边凸块进行去除，从而提高管材内壁光滑度，当扩张到最大直径时，通过扩径模头上的凹坑对补偿摸头4进行收纳，从而使扩径弧面341接边成整圆，通过导引弧面342对扩径弧面341进行挤压，配合传动杆33传力，从而进行双端支撑，使扩径弧面341两端紧紧挤压在管材内壁上，使扩张阶段施力更加均匀，提高管材成型质量。

如图4~6所示，补偿模头4弧度渐变设置，扩径模头34弧度大段内外侧分别设有凹槽，补偿模头4和扩径模头34传动连接，补偿模头4两端分别设有凸块，凸块和凹槽转动连接，补偿摸头4弧段圆心和扩径模头34弧段圆心位于同侧。

通过补偿模头4弧度渐变设置，对整个扩张阶段进行补偿，在直径最小时，补偿间隙最大，通过曲率半径小端提供最大补偿量，随着扩径模头不断扩张，补偿间隙减小，通过曲率半径大端提供较小补偿量，根据不同扩张直径自动调节补偿量，补偿模头4通过凸块和两侧的扩径模头34转动连接，通过凹槽对补偿模头4进行收纳。

作为优化，管材成型模具还包括延伸座5，延伸座5圆台式设计，延伸座5大径端和上座21紧固连接。通过圆台式设计的延伸座5进行扩张导向，通过上座21对延伸座5进行固定，延伸座5小径端朝向待扩张的管材前端。

作为优化，安装座2还包括加强柱23，加强柱23两端分别与上座21和下座22紧固连接。通过加强柱23连接上座21和下座22，提高连接强度，通过下座22进行辅助导向。

本发明的工作原理：当需要进行扩径时，传动环32转动，传动槽321和导向槽215开口处重叠空间变大，导向弧板31在预紧弹簧35作用下下移，导向弧板31尺寸从上到下逐渐减小，传动杆33在滑移面311上滑动，输出位移，推动扩径模头34移动，通过扩径槽214壁面对扩径模头34移动进行导向，使扩径模头34滑动的同时向内圈转动，从而向外扩张，使外圈尺寸增加，进行可控半径调节，便于加工多种尺寸的管径；扩径模头34分为扩径弧面341和导引弧面342，扩径弧面341前段和管材接触，从而对管材进行扩张，扩径弧面341后段和导引弧面342接触，从而进行互锁，当扩径模头34移动到最外端时，通过弧度渐变设置，从而进行半径调节，扩张过程中补偿间隙逐渐减小，使所有的扩径弧面341组成整圆，从而和管材内壁紧密贴合，进行应力分散，防止内部起皱，从而避免出现扩张间隙，形成压痕，出现接边凸起，造成应力集中，从而提高成型质量；通过补偿模头4对相邻扩径模头34间的补偿间隙进行填充补偿，初始状态下，曲率半径小段和管材内壁接触，保证最大成型效果，扩张后，补偿模头4随着两侧的扩径模头34转动，从而使曲率半径大段和管材内壁接触，增加和管材内壁的接触面积，从而使接边间隙减小，完成可控半径扩张后，通过转动电机11转动，从而带动扩径模头34在管材内壁转动，通过冷压成型对接边凸块进行去除，从而提高管材内壁光滑度，当扩张到最大直径时，通过扩径模头上的凹坑对补偿摸头4进行收纳，从而使扩径弧面341接边成整圆，通过导引弧面342对扩径弧面341进行挤压，配合传动杆33传力，从而进行双端支撑，使扩径弧面341两端紧紧挤压在管材内壁上，使扩张阶段施力更加均匀，提高管材成型质量。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。