[發明專利]內高壓成型模具

在審

• 申請號: 201710242725.5
• 申請日: 2017-04-14
• 公開（公告）號: CN106862363A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 王鑫松;王守仁;王高琦;王立虎;王成;薛傳藝;張曉東;付坤
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: B21D26/047
• 分類號: B21D26/047
• 代理公司: 山東眾成清泰律師事務所37257
• 代理人: 孫超

技術領域

本發明涉及一種內高壓成型模具。

背景技術

內高壓成型工藝又被稱作液壓脹型成型工藝，其基本原理是采用外部增壓裝置產生高壓液體，高壓液體促使金屬坯料變形成為具有復雜三維形狀的零件。內高壓成型技術按照加工坯料的幾何形狀，可以分為三種類型：板料液壓成型、殼體液壓成型和管材液壓成型。其中管材液壓脹形是通過管材內部液體壓力和軸向力的共同作用使管材按照模具型腔的形狀脹形，軸向力提供補料的作用。傳遞內部高壓的液體通常采用液壓油或水。

經過塑性加工成型的鎂合金產品通過合理的變截面設計，優化構件的形狀、尺寸以及壁厚分布等可獲得更好的力學性能，但是這種優化設計常導致結構的復雜化，用傳統的沖壓等工藝很難一次成型。而內高壓成型這種先進的柔性生產技術是生產此類復雜零件的理想方法。

例如中國專利文獻CN 103223434 A公開的內高壓成型裝置所適用工件是結構比較簡單的直管件，其各處受力情況比較簡單。而圖1示出了一種鎂合金支架，其管坯結構相對復雜，主要表現在其軸線并不是直線，而曲線。

如前所述，內高壓成型依賴于液體的壓力實現脹形，同時利用軸向力補料，圖1所示的管坯不是直管件，會導致管坯的彎管部分各部分受力不均衡，表現為彎管部分的內側受力小于外側，并且如圖2所示，標號6和7所指引的位置的分型面表現為圖中的曲線，管坯14拐彎處所對應的模腔剛度不夠，容易產生褶皺，或者開裂。

對于模具設計，其難度主要在于拐彎處的設計，不同于板件、級進沖裁，如圖1所示的鎂合金支架的管坯，其直管部分之間的過渡需要是平滑的過渡，這種過渡可能需要有例如90度的轉角，造成模具的設計制造非常困難，內高壓成型模具往往只能實現直軸線的成型加工，例如形狀相對復雜的排氣管，往往通過若干直管段的成型加工后，再加工彎管接頭，然后直管段通過彎管接頭順次焊接成型，工藝非常復雜。

中國專利文獻CN103949523A在其背景技術部分分析了復雜管件的內高壓成型問題，同時提出了一種可用于復雜管件內高壓成型的設備。其實現復雜管件成型的方法在于設置了轉換機構，用于調整推頭與管件的軸線一致。然而，應當理解，工件往往是批量生產的，模具設計的基本常識是實現工件的一致性，適于批量生產。中國專利文獻CN103949523A所涉及結構只是提高了對多型管件的適應性，而不是復雜結構管件的內高壓成型，且該結構與模具設計的基本常識相違背。

內高壓成型通常需要十MPa級或者百MPa級的內壓強，例如圖1所示的鎂合金管坯的內高壓成型，需要70MPa的內壓強進行脹形。在合模后，兩推壓推頭相應頂持在管坯的兩端，從一個或者兩個推壓推頭通入高壓液體，隨著成型液體的導入，管坯內的壓力逐漸增大，如前所述，由于成型液體壓力非常高，這對推頭的自持提出了非常高的要求，在一些應用中，內高壓過大，可能會使的推頭移位，而產生密封問題或者產生工件的變形不在期望的范圍內，而產生廢品。

同時，如中國專利文獻CN106122136A提出了內高壓成型時型腔超壓的問題，顯然，上述通過增加成型圧力的方法會面臨很多問題，除前述提出的幾個問題外，還會出現例如抬模，即將上模向上推開一定距離的問題，管坯的變形完全失控。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種在相對較小的成型壓力的條件下可用于復雜管坯成型的內高壓成型模具。

依據本發明的實施例，提供一種內高壓成型模具，適用于軸線為曲線的管坯的內高壓成型，包括上模和與上模對位設置的下模，以及匹配上模與下模所確定型腔的兩端設置的各一個推壓推頭，所述型腔被配置為直腔段和過渡腔段；

其中，直腔段由上模模腔本體和下模模腔本體所提供；

過渡腔段由裝配在上?；蛘呦履Ｉ系脑谒椒较蛏蠈ξ坏膬葕A塊和外夾塊所提供。

上述內高壓成型模具，可選地，內夾塊和外夾塊裝配在下模上，且與下模間的連接為可拆連接。

可選地，相對應內夾塊，在下模上設有嵌槽，用于內夾塊的定位；進而通過上模與下模的合模，以及該內夾塊與外夾塊的合模實現夾緊。

可選地，外夾塊在對位于內夾塊的方向上被滑移軌道所導引，相應地；

在外夾塊被導引的方向上設有外夾塊推壓裝置。

可選地，上模和下模的側面輪廓隨型腔軸線的變動而變動。

可選地，還包括推壓推頭限位裝置，該推壓推頭限位裝置包括：

工作頭，具有垂直于推壓推頭推進方向上的工作行程，以在推壓推頭推壓到位后，工作頭擋住推壓推頭，以避免推壓推頭回退；

驅動裝置，輸出端連接所述工作頭，以提供所述工作行程；