[發明專利]具有局部壓扁結構的空心零件成形方法

有效

• 申請號: 201410185536.5
• 申請日: 2014-05-04
• 公開（公告）號: CN103934307A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 陶杰;郭訓忠;劉忠利;李百煉
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學;寧波帕沃爾精密液壓機械有限公司
• 主分類號: B21C37/15
• 分類號: B21C37/15;B21D26/033
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

技術領域

本發明涉及一種空心零件成形方法，尤其是一種具有局部壓扁結構的空心零件的成形方法，屬于管材內高壓成形技術領域。

背景技術

目前，具有空心結構的零件在航空、航天及車輛工程領域得以廣泛使用，它對提高零部件的綜合性能、減少零件數量和加工工序、降低制造成本具有重要的意義。具有空心結構的零件通常采用內高壓成形技術制造，其主要的成形過程是通過向管坯內部加壓與軸向加力補料，把管坯擠壓到模具型腔成為所需的零件，內部壓力可通過液體、高彈性塑料或軟金屬等介質進行傳遞。

在各種結構的空心件中有一種特殊結構的空心零件，即具有局部壓扁結構的內高壓成形空心零件，它的主要幾何特征是沿軸線所取的最大截面周長與最小截面周長相差較大。而對于截面周長相差較大的空心零件，往往在內高壓成形過程中零件最大截面周長部分產生開裂。

傳統內高壓成形技術僅適合于空心零件最大截面周長和最小截面周長相差較小的場合，其選取管坯的原則是管坯截面周長應小于或等于空心零件最小截面周長。而對于最大截面周長與最小截面周長相差較大的空心零件，如具有局部壓扁結構的空心零件，若選擇最小變形截面尺寸作為管坯尺寸，截面尺寸較大部分的變形程度由于遠遠大于材料本身的極限膨脹率易發生脹形開裂，無法成形最大截面周長和最小截面周長相差較大的空心零件。

本發明采用空心零件最大截面尺寸和最小截面尺寸的之間的尺寸作為管坯尺寸，避免了其在成形過程中產生開裂。但由于管坯的截面周長大于零件的最小截面周長，若采用中間尺寸管坯直接進行成形，必然產生起皺。為了確保壓扁時不起皺，需對管坯首先進行縮徑成形，使管坯縮徑處的截面周長小于或等于最終成形零件最小截面周長的80％。

2013年2月13日，中國發明專利CN102228932公開了一種提高階梯變徑管壁厚均勻性的成形方法，其采用電磁方法對空心管材實現縮徑，利用縮徑后金屬材料的聚集提高內高壓成形后零件壁厚的均勻性。該方法可以在一定程度降低管材成形過程中局部變形量大引起的開裂現象，但是其由于管坯自身壁厚相對較薄，無法從根本上杜絕開裂現象；同時，該方法也無法用于具有局部壓扁結構的空心零件成形。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于克服上述缺陷，提供一種能有效防止空心零件較大截面周長部分在成形過程中開裂并實現其局部壓扁的空心零件成形方法。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種具有局部壓扁結構的空心零件成形方法，包括如下步驟：

1)、以η作為選坯原則的判據，選擇η大于或者等于材料延伸率且截面周長介于成形后空心零件最大截面周長和最小截面周長之間的管坯作為空心管坯，η為空心零件成形后最大截面與最小截面的相對變形量；

2)、對空心管坯進行縮徑成形，縮徑部分截面周長小于或等于成形后空心零件最小截面周長的80％；

3)、將縮徑后的空心管坯對中放到成形模具型腔內，使縮徑部分位于模具型腔中兩個凸起型面之間；

4)、合模對管坯縮徑部分壓扁成形后對空心管坯兩端實施密封，逐漸充液加壓進行內高壓成形并對壓扁處進行校正，成形壓力50-120MPa，成形時間為20s-40s；

5)、成形完畢后，卸去內壓，移除左沖頭和右沖頭，抬起模具，取出具有局部壓扁結構的空心零件。

本發明中，所述步驟1)中，其中C₁為最大截面周長，C₂為最小截面周長。

本發明中，所述步驟2)中縮徑成形方法為電磁縮徑、旋壓縮徑或擠壓縮徑。

本發明中，所述管材為不銹鋼材質。

本發明的有益效果在于：本發明采用的中間尺寸管坯有效的避免了零件較大截面周長部分在成形過程中出現開裂現象；同時，對管坯采用縮徑成形，即管坯縮徑部分截面周長小于最終壓扁成形部分的截面周長，有效地防止了壓扁成形時起皺；此外，本方法實現了一模兩件，提高了空心零件成形效率。

附圖說明

圖1為本發明具有局部壓扁結構的空心零件成形方法流程圖；

圖2為本發明中模具裝配示意圖；

圖3為實施例1中電磁縮徑裝置示意圖；

圖4為實施例1成形的空心零件；

圖5為實施例2中旋壓縮徑裝置示意圖；

圖6為實施例2成形的空心零件；

圖7為實施例3中擠壓縮徑裝置示意圖；

圖8為實施例3成形的空心零件；

圖中，1-左沖頭，2-模具，3-空心管坯，4-右沖頭。

具體實施方式