[發(fā)明專(zhuān)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(kāi)（公告）號(hào): CN107626803B
• 公開(kāi)（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(zhuān)利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B21D26/033
• 分類(lèi)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

本發(fā)明提供了一種基于汽油燃燒的合金管材加熱氣脹成形模具及成形方法，其通過(guò)合金管材加熱氣脹成形模具對(duì)待加工合金管坯形成密封后，采用向待加工合金管坯內(nèi)噴射混合的汽油和空氣并點(diǎn)火燃燒，使得加工合金管坯內(nèi)的氣壓急劇增加，并通過(guò)燃燒使得管坯管壁受熱升溫后成形性能得以提升，進(jìn)而促使管坯氣脹成形得到成形空心工件，無(wú)需外部提供加熱系統(tǒng)和復(fù)雜的高壓供給系統(tǒng)，設(shè)備投資低，易于實(shí)現(xiàn)，加工效率高，且能夠提高工件成形過(guò)程中的成形性能，并提供給足夠的氣脹成形壓力，能夠適用于高強(qiáng)鋼、超高強(qiáng)鋼等合金管材加工空心變截面零部件，有利于促進(jìn)高強(qiáng)鋼和超高強(qiáng)鋼材質(zhì)的空心變截面零部件在汽車(chē)產(chǎn)品中的應(yīng)用，推進(jìn)汽車(chē)工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及合金管材的成形技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)計(jì)一種基于汽油燃燒的合金管材加熱氣脹成形模具及成形方法。

背景技術(shù)

在航空、航天、汽車(chē)等諸多工業(yè)領(lǐng)域中，零件采用“以空代實(shí)”的結(jié)構(gòu)越來(lái)越普遍，采用空心變截面結(jié)構(gòu)的零部件，能夠滿(mǎn)足在承受大載荷的情況下，達(dá)到減重和節(jié)約材料的目的。空心變截面零部件的常見(jiàn)制造方法有分段焊接和高壓充液成形技術(shù)等。由于焊接方法制造出來(lái)的變徑管存在焊縫，因此其剛度和耐腐蝕的能力較差，應(yīng)用領(lǐng)域大大受到限制。高壓充液成形技術(shù)主要是在合金管坯的內(nèi)部通入高壓液體，管件在高壓液體的徑向壓力和管端加載的軸向壓力的共同作用下發(fā)生變形，并最終貼模成形，采用高壓充液成形技術(shù)制造出空心變截面零部件由于沒(méi)有焊縫，因此部件整體的強(qiáng)度和剛度較好。

高壓充液成形加工方法主要應(yīng)用于普通鋼管、銅管等易成形材料的冷態(tài)成形。而目前在汽車(chē)制造行業(yè)，隨著人們對(duì)汽車(chē)安全性能要求的提高，越來(lái)越多的高強(qiáng)鋼和超高強(qiáng)鋼被應(yīng)用于汽車(chē)空心零部件的生產(chǎn)。材料強(qiáng)度的提高，使得通過(guò)高強(qiáng)鋼、超高強(qiáng)鋼等合金管材加工空心變截面零部件的難度越來(lái)越大，采用高壓充液成形加工方法會(huì)導(dǎo)致成形所需液壓過(guò)大，對(duì)液壓設(shè)備的要求過(guò)高，往往難以達(dá)到所需液壓要求，影響工件加工的效率，并且容易因所提供液壓不足而造成高強(qiáng)鋼、超高強(qiáng)鋼等合金管材加工空心變截面零部件的精度不足，難以滿(mǎn)足零部件加工要求。這就制約了高強(qiáng)鋼和超高強(qiáng)鋼材質(zhì)的空心變截面零部件在汽車(chē)產(chǎn)品中的應(yīng)用。

因此，亟需一種易于實(shí)現(xiàn)、加工效率高、能夠適用于高強(qiáng)鋼和超高強(qiáng)鋼材質(zhì)的合金管材加工空心變截面零部件的工件加工新方法。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，本發(fā)明的目的在于提供一種基于汽油燃燒的合金管材加熱氣脹成形模具及成形方法，該方法能夠適用于高強(qiáng)鋼、超高強(qiáng)鋼等合金管材加工空心變截面零部件，且易于實(shí)現(xiàn)、加工效率高，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)針對(duì)高強(qiáng)鋼、超高強(qiáng)鋼等合金管材加工空心變截面零部件存在的難以滿(mǎn)足壓力要求、加工效率低、加工精度不足等問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：

基于汽油燃燒的合金管材加熱氣脹成形模具，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。

上述基于汽油燃燒的合金管材加熱氣脹成形模具中，作為優(yōu)選方案，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。