[發明專利]多階Ω管波動內高壓成形工藝

在審

• 申請號: 202011050053.6
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN111922173A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 劉文;梅碧舟;應祺輝;王春鴿;張池;于艷東;林立;陳怡江;王沛超;鄭浩民
• 申請（專利權）人: 浙大寧波理工學院
• 主分類號: B21D26/033
• 分類號: B21D26/033;B21D26/045
• 代理公司: 寧波中致力專利代理事務所(普通合伙) 33322
• 代理人: 張圓

本發明公開了一種多階Ω管波動內高壓成形工藝，包括以下步驟：a.前期準備：將管件放入對應成形模具中，成形模具的兩端設置堵頭，堵頭靠近管件兩端進行密封；b.快速加壓：通過堵頭對管內壁加壓，直至管件塑性變形界限；c.波動成形：加壓成形階段，繼續對管件加壓，使管件開始漲形；泄壓補料階段，在加壓一定時間后，使得使管件內部壓力降低至塑性變形界限以下；波動加載階段，通過多次循環的“加壓成形階段?泄壓補料階段”，d.高壓整形：對管件快速加壓，使管件發生微量變形貼靠成形模具。本發明的工藝通過波動加載路徑，使未變形區及時向變形區補料，提高變形區的成形質量和成形能力。

技術領域

本發明涉及內高壓成形技術領域，特別涉及多階Ω管波動內高壓成形工藝。

背景技術

內高壓成形技術是為了成形以輕量化和一體化為特征的空心變截面管狀構件發展而來的先進塑性加工技術，是結構輕量化和柔性加工技術的完美結合。相比沖焊或插焊工藝，整體成形的管件具有成形精度高、裝配誤差小、改善管內運輸介質的流動性等優點，在水暖工程、核電工程、礦粉輸送、石油化工天然氣等領域的管路系統中有著廣泛的應用。

在成形介質方面，應用最為成熟的是流體介質（水、乳化液、液壓油等），廣泛用于變徑管和彎曲軸線管的成形，可以配合彎管工藝并通過較高的內壓獲得空間軸線、截面形狀復雜的大型管件。成形過程一般分為排氣密封→補料成形→局部整形三個階段。補料主要依靠推頭軸向推動管件材料向內流動，此時管壁材料主要通過軸向壓應力實現傳力作用；同時，管壁材料在內部流體介質作用下，徑向壓應力較大，使管外壁與成形模具的摩擦增大，從而阻礙材料流動，故主變形區多因周邊材料補料不及時而減薄嚴重甚至破裂失效；而且當一個管件上多個區段均需要成形多階Ω管時，補料效果差變得尤為明顯。

為此，針對現有多階Ω管內高壓成形工藝因補料效果差而造成的管件壁厚減薄嚴重、成形極限低等問題，亟需提出一種補料效果好、有效緩解管件壁厚減薄問題、有效提高管件成形極限的多階Ω管波動內高壓成形技術。

發明內容

針對現有技術的不足和缺陷，提供一種多階Ω管波動內高壓成形工藝，補料成形階段，通過波動加載路徑，使未變形區及時向變形區補料，提高變形區的成形質量和成形能力。

為實現上述目的，本發明提供以下技術方案。

多階Ω管波動內高壓成形工藝，包括以下步驟：

a.前期準備：將管件放入對應成形模具中，成形模具合模，其中，所述管件上沿軸向依次具有若干個待成形區段，成形模具的左右兩端分別設置有堵頭和驅動元件，驅動元件推動堵頭軸向移入管件內，使得兩個堵頭位于一個待成形區段的兩端，并將該待成形區段的兩端進行密封；

b.快速加壓：通過堵頭對待成形區段的管件充液加壓，直至達到管件塑性變形界限；其中對管件壓力的加載路徑為：，其中，P為對管件的壓力，為常數，t為對管件加載時間；

c.波動成形：

加壓成形階段，當快速加壓至管件塑性變形界限時，繼續對管件加壓，使管件開始漲形；泄壓補料階段，管件在被加壓漲形后，對管件泄壓使管件內部壓力降低至塑性變形界限以下，使得管件能夠進行補料；對管件壓力的加載路徑為： ，其中，P為對管件的壓力，為在快速加壓時期達到的壓力，t為對管件加載時間；

多次循環上述加壓成形階段及泄壓補料階段以實現波動加載；

d.高壓整形：波動加載時期完成后，對管件快速加壓，使管件發生微量變形貼靠成形模具，以使得該區段成形出多階Ω管；對管件壓力的加載路徑為： ，其中，P為對管件的壓力，為常數，t為對管件加載時間；