[發明專利]一種管件內高壓成形系統

在審

• 申請號: 201510080029.X
• 申請日: 2015-02-14
• 公開（公告）號: CN104624770A
• 公開（公告）日: 2015-05-20
• 發明（設計）人: 馬海寬;隋健;徐能惠;李培力;寇永樂
• 申請（專利權）人: 中國重型機械研究院股份公司
• 主分類號: B21D26/033
• 分類號: B21D26/033;B21D26/039
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 弋才富

技術領域

本發明屬于管件內高壓成形裝備技術領域，特別涉及一種管件內高壓成形系統。

背景技術

當前，隨著汽車、航空、航天和機械行業對機構整體化和輕量化的需求越來越高，內高壓成形技術得到了廣泛的應用，逐漸成為工業生產中制造復雜異形截面輕體構件的一種先進成形技術。尤其是在汽車、高鐵、飛機生產中，都在以內高壓成形加工方法逐漸替代原來的傳統加工方法。內高壓成形技術的基本工藝過程為：首先將管坯放在下模內，然后閉合上模，將管的兩端用水平軸向沖頭密封，并使管坯內充滿液體，在加壓膨脹成形的過程中，兩端的軸向沖頭同時向內推進補料，這樣在內壓和軸向力的聯合作用下使管坯貼靠模具內部行腔而成行為所需的工件。由于管坯是在內部高液壓和軸向力共同作用下成形，高壓源在零件內部要產生上百兆帕的內壓，因此上下模具間要有足夠的合模力，消除成形過程中內高壓對模具產生的反向推動力，保證上下模具不分離，但若合模力過大，則會導致模具變形和磨損嚴重，模具壽命大大縮短。因此，模具的合模力在管件成型過程中要大小適當，過大對模具損害太大，較小上下模具分離，管件質量達不到成形要求。

近幾年，由于內高壓成形件整體化和高精度化發展，使內高壓成形件的尺寸逐漸增加，管件圓角逐漸變小，進而導致成形用內高壓源和鎖模力大幅增加。傳統液壓機模具的開合和鎖緊采用同一油?缸實現，由于模具的開合行程較大，而且鎖模力極大，導致油缸的規模很大。；在成形過程中液壓缸推動滑塊使模具一步到位直接鎖緊，模具間承受極大的合模壓力，且合模力始終保持在最大合模力附近，因此整個成形過程都需要極高的油壓來維持合模力，然而模具在成形起始階段合模力較小，造成不必要的資源浪費；同時由于模具上始終承受著巨大的合模壓力，模具形變較大，使得管件質量和精度低。傳統液壓機設備投資巨大，體積龐大，耗能高，模具壽命低，生產效率低，噪聲大，滑塊移動控制精度低，而且鎖緊力比較有限，尤其對大型管件不太適用。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種管件內高壓成形系統，其能夠根據管件成形過程中不同階段作用在模具上的脹形力實時提供大小合適的鎖模力，保證管件成形質量，且使模具變形較小，降低了能耗和噪音，具有控制方便、結構簡單、成本低的優點。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種管件內高壓成形系統，包括機架1和滑塊10，滑塊10安裝在機架1中間且能夠沿著機架1中的四根牙套7上下滑動，在機架1與滑塊10之間設置有合模機構，所述合模機構由連接頭5和一組左右對稱的上連桿6、小連桿8以及下連桿9組成，連接頭5、上連桿6、小連桿8以及下連桿9連接關系均以中線對稱鉸接，上連桿6兩端分別與下連桿9和機架1鉸接，小連桿8分別與上連桿6和連接頭5鉸接，小連桿8與上連桿6的鉸接點在上連桿6兩端鉸接點之間，且三個鉸接點在一條直線上，下連桿9分別與上連桿6?和滑塊10鉸接，對稱放置的合模機構與機架1鉸接形成的四個鉸接點的左右距離等于對稱放置的下連桿9與滑塊10鉸接形成的四個鉸接點的左右距離；

機架1上部設有合模伺服驅動機構，合模伺服驅動機構由合模伺服電機2、減速器3、滾柱絲杠4構成，合模伺服電機2通過減速器3和滾柱絲杠4連接；滾柱絲杠4另一端安裝在連接頭5上；

在滑塊10下部設置有對稱放置的右管坯軸向進給機構11和左管坯軸向進給機構14；上模具13安裝在滑塊10上，下模具12安裝在機架1的下部，上模具13上安裝有高精度壓力傳感器15。

所述的合模機構在工作時，上連桿6和下連桿9的所處位置應滿足二者之間的夾角在零件成形最終狀態時角度大于1度，且小連桿8軸線與水平線的角度大于1度。

本發明采用了合模增力機構和壓力檢測系統相互配合以達到實時精確控制合模力。合模前，合模伺服電機2通過滾柱絲杠通過連接頭5移動最終帶動滑塊10快速移動使模具閉合，并產生較小的合模力，此時壓力檢測系統檢測到模具間存在一定大小的壓力值。在成形過程中隨著成形壓力的升高，模具有上下分離趨勢，此時上下模具間的壓力將減小，一旦小于設定的壓力值壓力檢測系統將向總控制系統發壓力信號，總控制系統控制合模伺服電機2轉動，通過合模增力機構增力后使滑塊10繼續下移，達到設定壓力值后合模伺服電機2停止轉動，保證模具始終不分離。由于壓力檢測系統的精確檢測模具間的壓力，并通過總控制系統控制合模伺服電機2的精確轉動，從而使滑塊10的移動量得到精確控制，進而能夠精確控制合模力。在整個成形過程中，合模力始終稍大于模具內部液壓所施?加給它的脹形力，使得模具始終緊密貼合，保證了零件成形精度和質量。