[發明專利]一種基于體積膨脹力的管材脹形方法及模具有效
| 申請號： | 201810539704.4 | 申請日： | 2018-05-30 |
| 公開（公告）號： | CN108746311B | 公開（公告）日： | 2019-10-08 |
| 發明（設計）人： | 張亞岐;高方勇;胡文治;周鵬;穆傳坤;阮楹妍 | 申請（專利權）人： | 東風汽車集團有限公司 |
| 主分類號： | B21D26/00 | 分類號： | B21D26/00;B21D37/10;B21D37/16 |
| 代理公司： | 武漢開元知識產權代理有限公司 42104 | 代理人： | 俞鴻 |
| 地址： | 430056 湖北省武*** | 國省代碼： | 湖北;42 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 管材脹形 模具 體積膨脹 管材 汽車零部件生產 工藝技術領域 高壓液源 密封要求 對設備 結冰 充水 腔內 試制 密封 膨脹 開發 | ||
1.一種基于體積膨脹力的管材脹形方法，其特征在于，包括：在密封的管材中充水，降溫使水結冰，管材在模具的型腔內導向下膨脹成所需形狀；具體步驟為：
(1)、在管材中預先充入常溫水，兩端進行密封；
(2)、將預先充入常溫水的管材放入帶凹模腔的模具，模具閉合，冷卻，在冷卻過程中，水結成冰，所產生的體積脹形力對管材進行脹形；
(3)、待管材膨脹至與凹模腔貼合后，將管材從模具中取出，放置在常溫下，冰融化，利用水的流動性，將使水從管材型腔中流出，獲得所需的脹形管件；
上述步驟(2)中，冷卻速度由脹形力加載曲線控制，建立脹形力與管材長度之間的關系式：
其中，p脹形為管材脹形力，p屈服為管材的屈服強度，C為水的比熱容，ρ為水的密度，r為管材半徑，l為管材長度，Δt為水結成冰溫度變化，p冷為冷卻功率，p0為是單位質量水結成冰所能形成的脹形力；P冷＝V液氮ρ液氮×C液氮×Δt/t，其中，V液氮為液氮的體積，ρ液氮為液氮的密度，C液氮為液氮的比熱容，Δt為水結成冰溫度變化，t為時間。
2.根據權利要求1所述的一種基于體積膨脹力的管材脹形方法，其特征在于，上述步驟(2)中，通過液氮對其進行冷卻。
3.根據權利要求1所述的一種基于體積膨脹力的管材脹形方法，其特征在于，上述步驟(1)中，所述充入常溫水的量由管材脹形后幾何形狀決定。
4.根據權利要求1所述的一種基于體積膨脹力的管材脹形方法，其特征在于，上述步驟(2)中，控制管材脹形力的最大值使管材變形充分，管材脹形力最大值滿足如下關系式：
其中，pmax為管材脹形力的最大值，p屈服為管材的屈服強度。
5.根據權利要求1所述的一種基于體積膨脹力的管材脹形方法，其特征在于，所述管材的材質為鋼或鋁。
6.根據權利要求1所述的一種基于體積膨脹力的管材脹形方法，其特征在于，所述管材兩端通過法蘭進行密封，當管材放入模具中后，所述法蘭兩端上下表面分別與上模、下模內壁表面接觸。
7.根據權利要求1所述的一種基于體積膨脹力的管材脹形方法，其特征在于，所述模具包括上模和下模，所述上模和下模分別形成凹模腔。
8.根據權利要求7所述的一種基于體積膨脹力的管材脹形方法，其特征在于，所述上模和下模包括兩端用于將管材夾持限位的導向部，還包括導向部之間的管材膨脹變形部。
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