[發明專利]一種管件內壓支撐合模裝置、方法以及管件的制造方法

在審

• 申請號: 202110041544.2
• 申請日: 2021-01-13
• 公開（公告）號: CN114762872A
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 逯若東;胡曉;韓非;王娜;陳智勇
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: B21D26/035
• 分類號: B21D26/035;B21D26/039;B21D26/045;B21D26/047
• 代理公司: 上海華誠知識產權代理有限公司 31300
• 代理人: 徐穎聰

本申請提供一種管件內壓支撐合模方法，依序包括預壓步驟、充壓步驟和成形步驟。預壓步驟：將預成形的管件放入下模本體的下半管槽內，并置于預充液口之間，預壓組件先于上模本體壓住管件的兩端，并封堵在預充液口的外側，從而與管件、下半管槽共同圍成一封閉空間；將液體通過預充液口填充該封閉空間，直至管件內空氣排凈；充壓步驟：完成預壓步驟后、上模本體與下模本體合模前，通過密封充壓部件將管件的兩端密封，并向管件內充入10Mpa～50MPa的液體壓力；成形步驟：在上模本體與下模本體合模后，通過密封充壓部件繼續向管件內充入100MPa～300MPa的液體壓力，得到成形管件。本申請還提供上述方法采用的管件內壓支撐合模裝置，以及管件的制造方法。

技術領域

本發明涉及管狀零件加工制造領域，尤其涉及一種管狀零件液壓成形內壓支撐合模方法及裝置。

背景技術

管件液壓成形技術由于適宜生產空心變截面輕體構件，近年來越來越廣泛的應用于汽車、航空航天等加工制造領域。

管件液壓成形一般工藝步驟是先根據零件的曲率變化將管材彎曲出大體形狀，再根據零件特征判斷是否需要預成形，預成形目的是消除管件在后續液壓成形合模過程中“咬邊”問題，即管件與液壓成形上下模具合模干涉的問題，最后將管件放入液壓成形模具，合模并通入液體將管材脹形出需要的形狀。

然而，在上述成形過程中，液壓成形合模經常使管壁出現內凹缺陷，尤其在合模的最后階段，由于合模過程管件內部是中空的，缺少力的支撐，因此容易發生管壁向管內方向凹陷。在后續通入液體后該缺陷無法消除或進一步轉變為疊料缺陷從而導致零件報廢。分析原因認為，在液壓成形合模過程中產生的內凹在管內通入液體后，內凹周邊的材料會先獲得預期形狀，該部分材料在內壓作用下貼附在模具壁上，內壓越大摩擦力越大，從而限制了材料的流動，而內凹處由于材料富裕，在較大內壓作用下由于材料堆積轉變為疊料缺陷，而當內壓不足時內凹缺陷無法消除。

為改善上述缺陷，常用的方法是在液壓成形前在容易發生內凹缺陷的部位包裹薄膜并涂油，減小在脹形階段管壁與模具間摩擦力，從而通過內壓作用脹開凹陷。然而，該方法增加了人工成本，使零件無法實現全自動化生產，降低了生產效率，不符合當前自動化、智能化工廠發展趨勢。

發明內容

為解決上述技術問題，本申請提出了一種管件內壓支撐合模裝置，包括上模本體、下模本體和預壓組件。所述上模本體包括上半管槽，用于在合模時覆蓋管件的上表面；所述下模本體包括下半管槽，下半管槽的兩端分別設有預充液口；所述預壓組件分別固定在上半管槽的兩端，預壓組件在合模過程中先于上模本體接觸管件；在預壓狀態下，預壓組件封堵在預充液口的外側，并與管件、下半管槽共同圍成一封閉空間。

在實施時，先將管件放置在下半管槽上的兩個預充液口之間，隨著上模本體逐漸接近下模本體，在初始狀態下凸出于上模本體下表面的預壓組件先于上模本體接觸管件。此時，預壓組件一部分壓住管端，另一部分延伸至下半管槽預充液口的外側，與管件、下半管槽共同圍成一封閉空間，實現預壓狀態。在預壓狀態下，通過預充液口向所述封閉空間中充入液體以在管件內形成一定的內壓來支撐管件。采用上述技術方案，在傳統的液壓成形合模裝置中加入預壓組件，能夠在合模前對管件進行預充壓，預先對管件形成內部支撐，從而消除合模時引起的內凹缺陷。

進一步地，預壓組件包括預壓塊、氣缸彈簧和導向板。其中，預壓塊是預壓組件中與管件和/或下模本體接觸的部件；氣缸彈簧用于給預壓塊提供外部壓力源，氣缸彈簧的頂部與上模本體連接，底部與預壓塊連接；導向板固定于上模組件，并且套設在預壓塊外部，該設計一方面能夠將預壓組件與上模本體結合，使預壓組件能夠隨上模本體運動，另一方面，由于預壓塊只能在導向板限定的范圍內移動，這使得預壓塊在接觸到管件和下模本體后的發力更加集中。

具體地，在距離管件端部250mm～500mm的范圍內設置預壓塊，各預壓塊與上模本體或下模本體的端部保持150mm～500mm的距離；或者說各預壓塊與上半管槽延伸方向的模具端部或者下半管槽延伸方的模具端部保持150mm～500mm的距離。