[發明專利]一種高精度空心構件的成形裝置及方法

有效

• 申請號: 201410162317.5
• 申請日: 2014-04-22
• 公開（公告）號: CN104001781B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發明（設計）人: 初冠南;賈彬彬;陳鋼;王凱;殷康康;胡琳琳;王一杰;于小燕
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（威海）;山東鴻基機械科技有限公司
• 主分類號: B21D26/047
• 分類號: B21D26/047;B21D51/00;B21D37/12
• 代理公司: 東營雙橋專利代理有限責任公司37107
• 代理人: 羅文遠

1.一種高精度空心構件的成形方法，其特征是包括以下步驟實現：

步驟一：模具準備，首先根據構件形狀的需要設計下模具、上模具、左沖頭和右沖頭，上、下模具分別與壓力機的工作臺和上滑塊連接，沖頭開設介質注入孔，并通過單向閥與高壓源連接；

步驟二：在模具上設置反變形機構，反變形機構一端朝向模具型腔，一端伸出模具型腔，并能實現沿需要方向的送進和后退；

步驟三：初始管坯準備，選用尺寸合適的初始管坯，其要點為初始管坯的橫截面周長與終成形件的橫截面周長相近，一般初始管坯的橫截面周長應等于終成形件截面周長的0.7-1.2倍；

步驟四：將初始管坯放入模具型腔，合模，沖頭沿軸向進給至管坯端部密封，施加合模力；

步驟五：從介質填充孔向管坯內部填充液體介質至管坯型腔充滿；

步驟六：反變形機構朝向模具型腔內部做對向移動，管坯直壁部位形成微小凹陷，內部液體體積被不斷壓縮，液體壓力升高，材料向圓角部位填充成形；

步驟七：反變形機構逐漸后退至初始位置，然后升高內部液體壓力，在液體壓力作用下，直壁部位的凹陷不斷展平，形成了沿切向的水平推力，同時由于凹陷的存在管坯與模具不接觸，消除了摩擦的釘扎作用，材料非常容易被推至圓角區域，圓角進一步減小；

步驟八：重復步驟六和步驟七，直至達到終成形件形狀；

步驟九：打開單向閥，卸掉內部液體，沖頭后退至成形件可方便取出，打開模具，取出成形件。

2.根據權利要求1所述的高精度空心構件的成形方法，其特征是：所述的下模具與壓力機的下工作臺連接，上模具與壓力機的上滑塊連接，左沖頭與高壓源之間加裝單向閥。

3.根據權利要求1所述的高精度空心構件的成形方法，其特征是：反變形機構的寬度a₁為0.1a~0.3a，b₁為0.1b~0.3b，長度l₁為0.9l~1.0l，且能隨頂出機構做前進和后退動作。

4.根據權利要求1所述的高精度空心構件的成形方法，其特征是：反變形機構朝向模具型腔內部對向移動，管坯直壁部位形成微小凹陷，管坯截面形狀變為微花瓣形狀，同時由于內部液體體積被不斷壓縮，液體壓力升高，材料向圓角部位填充，圓角半徑不斷減小并逐漸成形，其中，反變形機構9和反變形機構13的壓下量為0.01a-0.3a，反變形機構11和反變形機構15的壓下量為0.01b-0.3b。

5.一種高精度空心構件的成形裝置，其特征是：包括下工作臺（1）、下模具（2）、介質填充孔（3）、左沖頭（4）、上模具（5）、上滑塊（6）、右沖頭（7）、四個頂出機構、四個反變形機構、高壓源（16）、單向閥（17），下模具（2）與壓力機的下工作臺（1）連接，上模具（5）與壓力機的上滑塊（6）連接，左沖頭（4）與高壓源（16）之間加裝單向閥（17），在模具上設置四個反變形機構，四個反變形機構的一端朝向中間的模具型腔，另一端伸出模具型腔，并與壓力機的四個頂出機構連接；左沖頭（4）和右沖頭（7）沿軸向進給至管坯端部密封，施加合模力。

6.根據權利要求5所述的高精度空心構件的成形裝置，其特征是：所述的反變形機構的寬度a₁約為0.1a~0.3a，b約為0.1b~0.3b，長度l₁為0.9l~1.0l。