[發(fā)明專利]一種基于體積減小的管件液壓成形工藝及成形裝備

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710248285.4
• 申請日: 2017-04-17
• 公開（公告）號: CN106881394A
• 公開（公告）日: 2017-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳揚;范成景
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫朗賢汽車組件研發(fā)中心有限公司
• 主分類號: B21D26/033
• 分類號: B21D26/033
• 代理公司: 無錫市朗高知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司32262
• 代理人: 趙華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種利用體積減小的液壓成形技術(shù)進行管件成形的工藝，涵蓋了鋼、鋁、鎂等金屬管，以及金屬管與高分子材料組合而成的復(fù)合管的塑性成形技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

管件內(nèi)高壓成形工藝為：利用高壓流體產(chǎn)生的壓力，充塞在管件A內(nèi)部充當凸模，外部隨產(chǎn)品形狀的模具鋼B充當凹模，經(jīng)歷投料、模具閉合、管件內(nèi)預(yù)充流體、加壓、同時軸向液壓缸軸向推料成形和開模取料幾個階段完成管件成形，其中，根據(jù)產(chǎn)品及成形性的需要，過程先后會有交叉。

目前常見管件成形工藝為向管內(nèi)注入高壓水的內(nèi)高壓成形，內(nèi)高壓工藝成形力大，通常內(nèi)壓在0-400MPa左右，因此內(nèi)高壓注水系統(tǒng)設(shè)備投資巨大，加工成本高，成形時間長（30秒左右），限制了零件的廣泛應(yīng)用。

另一方面，加工成本較低的管件沖壓成形技術(shù)，在工件需要彎管、管件的中段具有形狀特征需要成形的情況下，由于金屬管內(nèi)部中空，成形時的變形難以控制，常常隨著壓機、管件原材料和模具狀態(tài)的波動而波動，難以滿足產(chǎn)品穩(wěn)定性的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種外加內(nèi)壓在1-50MPa的中低壓注水系統(tǒng)，和可以保證成形時內(nèi)壓可達150~250mpa高壓的保壓系統(tǒng)，實現(xiàn)低成本高效率液壓成形的工藝，在所有的幾何特征中，同等周長下圓的面積是最大的（大多數(shù)管件成形的原材料均為圓管），所以在成形過程中，大多伴隨管內(nèi)中空體積減小的現(xiàn)象，因此，在管件液壓成形過程中，完全可實現(xiàn)體積減小，管內(nèi)液體凈流出的工藝過程，強行向管內(nèi)注入高壓水的工藝可以改變?yōu)榭刂扑畠袅鞒鰰r的高壓壓力的“保壓過程”，不再需要向管內(nèi)注水的高壓系統(tǒng)。

為了達到上述目的，采用以下基于體積減小的管件液壓成形工藝：首先根據(jù)最終產(chǎn)品的周長變化，先對直管進行擴管/縮管；然后根據(jù)產(chǎn)品形狀對管件進行彎管、空管預(yù)成形等工序，得到體積比最終工件大的半成品管件；再然后對半成品管件進行無高壓注水的液壓成形，液壓成形工藝包括以下步驟，S1：半成品管件內(nèi)部低壓通水，將半成品管件內(nèi)部的氣體置換排出；S2:半成品管件兩端部密封；S3：向半成品管件內(nèi)部注射低壓水；S4：對半成品管件外施加壓力，半成品管件在內(nèi)外壓力的雙重壓力下成形。

優(yōu)選的，所述低壓水的壓力在1-50MPa之間。

優(yōu)選的，S4中，半成品管件成形過程中，管件內(nèi)部可采用高壓保壓力，范圍可在1-400mpa范圍內(nèi)。

還提供一種成形工藝的成形裝備，包括：成形模具、壓機設(shè)備，所述成形模具包括有上下模，用于放置和固定半成品管件；所述壓機設(shè)備包括有：注水系統(tǒng)、高壓保壓系統(tǒng)、壓機滑塊和封頭，利用注水系統(tǒng)對半成品管件內(nèi)部注低壓水，利用封頭將半成品管件兩端口封??；利用壓機滑塊施加力于成形模具，用于對半成品管件施加外部壓力；利用高壓保壓系統(tǒng)保持半成品管件內(nèi)部的壓力。

優(yōu)選的，成形裝備還包括有：軸向成形裝置、增壓裝置，利用軸向成形裝置完成半成品管件端部的成形，增壓裝置用于在上下模閉合過程中對工件的內(nèi)部內(nèi)壓過高自動泄壓。

本發(fā)明的有益效果：先進行預(yù)成形得到半成品管件，對半成品管件進行低壓注水并封住兩端口，再進行低壓注水以保證管件內(nèi)部壓力，利用壓機設(shè)備進行外力的施加，半成品管件在內(nèi)外雙重壓力下完成成形，本專利申請采用低壓、中低壓注水代替了傳統(tǒng)高壓注水，設(shè)備投資小、生產(chǎn)成本低。

附圖說明

圖1為本專利申請中關(guān)于成形裝備的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為一種變截面半成品管件的示意圖；

圖3為圖2中半成品管件成形過程中的截面圖；

圖4為一種等截面半成品管件的示意圖；

圖5為圖4中半成品管件成形過程中，管件內(nèi)外受力的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本專利申請的工藝流程圖；

圖中，1、半成品管件；2、上模；3、下模；4、注水系統(tǒng)；5、壓機滑塊；

P代表管件內(nèi)部的壓力。

具體實施方式

提供一種成形工藝的成形裝備，如圖1所示，包括：成形模具、壓機設(shè)備，所述成形模具包括有上下模，用于放置和固定半成品管件；所述壓機設(shè)備包括有：注水系統(tǒng)、1-400mpa的高壓保壓系統(tǒng)、200-5000噸成形力的壓機滑塊和封頭，利用注水系統(tǒng)對半成品管件內(nèi)部注低壓水，在半成品管件兩端口封住封頭，用于保證半成品管件內(nèi)部的壓力；利用壓機滑塊施加力于成形模具，用于對半成品管件施加外部壓力；利用高壓保壓系統(tǒng)用于控制水凈流出時的高壓壓力，不再需要向管內(nèi)注水，用于保持半成品管件內(nèi)部的壓力。