[發(fā)明專利]基于汽油燃燒的合金管材加熱氣脹成形模具及成形方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711130541.6
• 申請(qǐng)日: 2017-11-15
• 公開（公告）號(hào): CN107626803B
• 公開（公告）日: 2018-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周杰;李鑫;張珂珉;鄭斯佳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號(hào): B21D26/033
• 分類號(hào): B21D26/033;B21D26/041;B21D26/049;B21D26/047
• 代理公司: 重慶博凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50212
• 代理人: 黃河

1.基于汽油燃燒的合金管材加熱氣脹成形模具，其特征在于，包括能夠相互配合的上成型鑲塊和下成型鑲塊，所述上成型鑲塊和下成型鑲塊均具有整體呈貫通的凹槽狀且中部凹陷深、兩端部凹陷淺的型腔面，使得上成型鑲塊和下成型鑲塊配合連接后，二者的型腔面能夠圍合形成筒狀的且中部?jī)?nèi)徑大、兩端部?jī)?nèi)徑小的型腔通道空間，且所述型腔通道空間兩端的小內(nèi)徑部與待加工合金管坯的外徑形狀相匹配，所述通道空間中部的大內(nèi)徑部為氣脹成形模腔部；所述上成型鑲塊和下成型鑲塊上沿各自的型腔面延伸方向還分布鋪設(shè)有若干道貫通的冷卻水通道；

還包括能夠與上成型鑲塊和下成型鑲塊配合連接后圍合形成的型腔通道空間兩端的小內(nèi)徑部進(jìn)行滑動(dòng)密封配合的兩個(gè)沖頭，所述沖頭朝向型腔通道空間的一端設(shè)置有火花塞和用于朝向型腔通道空間內(nèi)噴油的單向噴油嘴，沖頭上還設(shè)置有連通至所述單向噴油嘴的氣路通道和油路通道，以及與所述火花塞導(dǎo)電連接的火花塞電控端子。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于汽油燃燒的合金管材加熱氣脹成形模具，其特征在于，所述上成型鑲塊和下成型鑲塊上，冷卻水通道與型腔面的間隔距離為5~40mm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于汽油燃燒的合金管材加熱氣脹成形模具，其特征在于，所述單向噴油嘴具有依次連通的氣路/油路接口、閥門安裝腔和噴油通道，所述閥門安裝腔內(nèi)通過彈性復(fù)位結(jié)構(gòu)安裝有閥門塞，使得所述閥門塞能夠在復(fù)位狀態(tài)下阻斷氣路/油路接口與閥門安裝腔之間的連通。

4.基于汽油燃燒的合金管材加熱氣脹成形方法，其特征在于，利用如權(quán)利要求1所述基于汽油燃燒的合金管材加熱氣脹成形模具對(duì)待加工合金管坯進(jìn)行加熱氣脹成形加工，得到成形空心工件；該方法具體包括如下步驟：

1）將合金管材加熱氣脹成形模具中的下成型鑲塊固定安裝在定模座上，使得下成型鑲塊的型腔面朝上，并將待加工合金管坯放置于 下成型鑲塊的型腔面內(nèi)，并使得待加工合金管坯的兩端分別置于下成型鑲塊型腔面的兩端部位置處，且待加工合金管坯兩端部的外表面與下成型鑲塊型腔面的兩端部相貼合；

2）將合金管材加熱氣脹成形模具中的上成型鑲塊固定安裝在動(dòng)模座上，并控制動(dòng)模座帶動(dòng)上成型鑲塊下壓至與下成型鑲塊配合連接，使得上成型鑲塊和下成型鑲塊的型腔面圍合形成筒狀的且中部?jī)?nèi)徑大、兩端部?jī)?nèi)徑小的型腔通道空間，且上成型鑲塊型腔面的兩端部與待加工合金管坯的兩端部相貼合；

3）將合金管材加熱氣脹成形模具中的兩個(gè)沖頭分別安裝在兩個(gè)側(cè)推缸上，由兩個(gè)側(cè)推缸推動(dòng)兩個(gè)沖頭分別嵌入上成型鑲塊和下成型鑲塊配合連接后圍合形成的型腔通道空間兩端的小內(nèi)徑部進(jìn)行滑動(dòng)密封配合，且使得兩個(gè)沖頭朝向型腔通道空間一端的端面與待加工合金管坯的兩端面相貼合并擠壓形成密封；

4）將兩個(gè)沖頭的氣路通道和油路通道分別與空氣供應(yīng)裝置和噴油控制裝置相連通，將兩個(gè)沖頭的火花塞電控端子與點(diǎn)火供電設(shè)備相連接，控制空氣供應(yīng)裝置和噴油控制裝置向沖頭供應(yīng)空氣和汽油的氣壓大小、油壓大小以及空氣和汽油量混合比例，通過點(diǎn)火供電設(shè)備控制沖頭的火花塞進(jìn)行點(diǎn)火，并控制兩個(gè)側(cè)推缸繼續(xù)對(duì)兩個(gè)沖頭施加待加工合金管坯軸向方向的推進(jìn)壓力，使得沖頭通過單向噴油嘴向待加工合金管坯的中空空間內(nèi)噴射汽油和空氣，并通過火花塞點(diǎn)火燃燒，使得待加工合金管坯的中空空間內(nèi)氣壓增加且待加工合金管坯的管壁受熱升溫，同時(shí)配合兩個(gè)側(cè)推缸帶動(dòng)兩個(gè)沖頭向待加工合金管坯兩端施加的推進(jìn)壓力，促使待加工合金管坯的管壁在受熱狀態(tài)下向外膨脹并貼合上成型鑲塊和下成型鑲塊圍合形成的型腔通道空間成形，得到成形空心工件；

5）保持兩個(gè)側(cè)推缸對(duì)兩個(gè)沖頭施加的推進(jìn)壓力不變，向上成型鑲塊和下成型鑲塊的冷卻水通道內(nèi)通入冷卻水，對(duì)成形空心工件進(jìn)行冷卻淬火，完成馬氏體轉(zhuǎn)變；

6）冷卻淬火結(jié)束后，控制兩個(gè)側(cè)推缸撤出兩個(gè)沖頭，泄去成形空心工件中空空間內(nèi)的氣壓，控制動(dòng)模座帶動(dòng)上成型鑲塊上抬，取出成形空心工件。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述基于汽油燃燒的合金管材加熱氣脹成形方法，其特征在于，所述步驟4）中，需要控制待加工合金管坯的管壁受熱升溫溫度達(dá)到380℃以上。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述基于汽油燃燒的合金管材加熱氣脹成形方法，其特征在于，所述步驟5）中，需要使得成形空心工件冷卻淬火后的溫度在200℃以下，以保證成形空心工件發(fā)生完全馬氏體轉(zhuǎn)變。