[發明專利]一種薄壁金屬管件氣液混合脹形專用模具

有效

• 申請號: 202010554807.5
• 申請日: 2020-06-17
• 公開（公告）號: CN111715766B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 何祝斌;徐怡;林艷麗;冷林威;苑世劍
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: B21D26/047
• 分類號: B21D26/047
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪;侯明遠

本發明提供了一種薄壁管件氣液混合脹形專用模具，包括固定楔塊、鎖緊模塊、氮氣彈簧、上模、上墊板、導柱、錐形導柱、活動楔塊、沖頭、擋塊、固定下模、活動下模、下墊板、滑軌、平鍵、擋塊復位彈簧、活動楔塊復位彈簧和活動下模復位彈簧。本發明的薄壁管件氣液混合脹形專用模具以解決現有的薄壁管件氣液混合脹形過程中存在成形前管坯軸向定位不準確、成形后取件困難以及需要水平增壓缸及附屬設備導致成本高等問題。

技術領域

本發明涉及一種薄壁管件脹形用模具，具體涉及一種薄壁金屬管件氣液混合脹形的專用模具。

背景技術

內高壓成形技術可以整體成形出具有空間彎曲軸線的異形截面空心零件。和傳統沖壓拼焊工藝相比，內高壓成形可以獲得更為復雜的軸線和截面變化，零件整體上沒有焊縫，強度與疲勞壽命明顯提高，因此在汽車、航空航天等領域獲得了廣泛應用。

氣液混合脹形是一種全新的內高壓成形工藝[專利名稱：一種大尺寸薄壁管件氣液混合流體內壓成形方法及裝置，申請號：201911148793.0]，它通過向管坯內同時注入具有一定體積和壓力的液體和氣體，來實現管坯的脹形或者壓制成形。由于該方法同時采用液體和氣體作為成形介質，可以實現在薄壁管件成形過程中保持壓力穩定，無需中間調節；即使出現部分壓力介質泄露，也不會產生明顯壓力波動。氣液混合脹形工藝，主要包括上料、預合模、沖頭進給、充液、充氣、合模加壓、泄壓、開模取件等步驟。

氣液混合脹形時，需要通過人工或機械手將管坯放置到成形模具中。因為管坯通常為簡單直管或者變徑管等沒有明顯幾何特征的薄壁圓管，所以在放置到模具中時其初始位置會存在較大的誤差或不一致。這種誤差或不一致，一方面會降低管端密封的可靠性，導致成形過程中出現液體或氣體的泄漏，從而出現壓力降低或不可控。另一方面，也會直接影響零件的最終成形精度，特別是當管坯不是簡單的直管時。若為提高初始位置精度，對每個管坯的初始位置都進行仔細調整，則又會大大降低生產效率。此外，成形過程中為實現管坯兩端密封沖頭的進給，需要為壓力機額外配置水平增壓缸以及壓力控制系統來為沖頭提供運動與密封壓力，這就提高了設備的復雜程度和成本。在兩端密封沖頭進給階段，壓力機會暫停合模動作直至沖頭進給和密封完成，這也降低了整體的生產效率。在開模取件階段，由于成形后的管坯會與模具表面嚴密貼合甚至會有局部材料擠入到模具縫隙中形成飛邊，這都給取件造成了很大困難，如果強行取件則會造成零件表面劃傷、零件產生整體變形而成為廢品。

因此，為了解決薄壁管件氣液混合脹形過程中，因管坯缺少軸向準確定位導致密封不可靠、因采用水平增壓缸及其附屬設備導致成本增加、因坯料和模具緊密貼合或粘連導致開模取件困難等問題，需要提出一種新的薄壁管件氣液混合脹形專用模具。

發明內容

本發明旨在提出一種薄壁金屬管件氣液混合脹形專用模具，以解決現有的薄壁管件氣液混合脹形過程中存在成形前管坯軸向定位不準確、成形后取件困難以及需要水平增壓缸及附屬設備導致成本高等問題。

本發明的技術方案：

一種薄壁金屬管件氣液混合脹形專用模具，包括固定楔塊1、鎖緊模塊2、氮氣彈簧3、上模4、上墊板5、導柱6、錐形導柱7、活動楔塊8、沖頭9、擋塊10、固定下模11、活動下模12、下墊板13、滑軌14、平鍵15、擋塊復位彈簧16、活動楔塊復位彈簧17和活動下模復位彈簧18；

所述上模4通過螺栓固定于上墊板5的下表面；下模包括固定下模11和活動下模12，固定下模11固定于下墊板13的上表面，活動下模12與下墊板13通過平鍵15相連，活動下模12沿著平鍵15方向滑動；固定下模11和活動下模12的接觸面呈階梯狀，固定下模11通過階梯面限制活動下模12的垂直方向自由度；合模后，上模4、固定下模11和活動下模12形成的模具型腔為管坯成形后的零件外輪廓；