一种由小周长圆管成形大周长矩形的方法与流程

本发明属于管材成形技术领域，特别是涉及一种由小周长圆管成形大周长矩形的方法。

背景技术：

随着航空航天及汽车的日益发展,轻量化成为发展趋势。航空航天及汽车均有许多异形管件，传统成形方法为先冲压成形出半管后进行拼焊，由于焊缝的存在，降低了零件的整体强度和刚度。内高压成形是一种新兴的成形技术，它是以管材为原始坯料，在管材中加入高压液体，成形出轴线为二维或三维曲线的异形截面空心零件。由于可以成形出异形截面的空心管件，减少了焊接工序，且可以成形出较传统工艺更加复杂的截面形状，从而大大提高了零件的整体强度和刚度，使得在同等强度和刚度的情况下内高压成形出的零件壁厚更薄，质量更轻。因此内高压成形成为航空航天及汽车轻量化的重要技术手段。

空心变截面零件在航空航天及汽车领域应用很广，由于截面的复杂和多样性，不可避免的带来零件截面周长变化大的特点。通常坯料是等截面周长的管件，这就导致有些截面膨胀率较大，需要运用一些方法来提高零件的极限膨胀率。

技术实现要素：

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种可提高零件极限膨胀率，成形方法简单的由小周长圆管成形大周长矩形的方法。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

一种由小周长圆管成形大周长矩形的方法，其特征在于：第一步利用刚性模将圆管成形两长边内凹，两短边外凸的形状；尽量使短边外凸处与模具接触，以减小内高压成形的胀形量；长边内凹深度在保证内压能够胀起的情况下尽量大，以便在内高压胀形时为圆角处充分补料，减小圆角处的减薄；

第二步将第一步成形后的零件放在内高压成形模中，在管内加高压液体使得长边凹陷胀起贴膜，同时给四周圆角补料，最后四周圆角贴模成形出矩形形状。

本发明还可以采用如下技术措施：

所述高压液体为高压乳化液。

本发明具有的优点和积极效果是：由于本发明采用上述技术方案，使得本发明具有以下优点，1、提高了零件的极限膨胀率。与传统方法相比，可以成形出大截面周长的矩形零件，使得零件的形状设计可以更加多样化。2、提高了零件的变形均匀性。由圆形成形矩形的减薄危险区主要集中在四个圆角及短边处，通过第一步使得零件短边与模具相贴，同时长边成形的凹陷在第二步为圆角胀形补料，从而大大降低了零件的减薄，使得零件壁厚更加均匀。3、提高了零件的强度和刚度。由于采用内高压成形方法，减少了零件的焊缝，同时使零件壁厚更加均匀，零件整体强度和刚度都得到了提升。

附图说明

图1是第一步未成形时的状态；

图2是第一步成形后的状态；

图3是第二步未成形时的状态；

图4是第二步成形后的状态；

图5是成型工艺流程图。

图中：1、第一步模具上模；2、第一步未成形零件；3、第一步模具下模；4、第一步成形后零件；5、第二步模具上模；6、第二步未成形零件；7、第二步模具下模；8、第二步成形后零件。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

一种由小周长圆管成形大周长矩形的方法，第一步利用刚性模将圆管成形两长边内凹，两短边外凸的形状；尽量使短边外凸处与模具接触，以减小内高压成形的胀形量；长边内凹深度在保证内压能够胀起的情况下尽量大，以便在内高压胀形时为圆角处充分补料，减小圆角处的减薄；第二步将第一步成形后的零件放在内高压成形模中，在管内加高压液体使得长边凹陷胀起贴膜，同时给四周圆角补料，最后四周圆角贴模成形出矩形形状；所述高压液体为高压乳化液。

举例，请参阅图1至图5，零件材料qste420tm，管坯直径62mm，壁厚4.5mm。

第一步如图1和2所示。首先将第一步未成形零件2放入第一步模具下模3中，第一步模具下模3不动，第一步模具上模1合模下压，加压300t，保压3s。成形后的零件如图2中的第一步成形后零件4所示；

第二步如图3和4所示。首先将第二步未成形零件6放入第二步模具下模7中，第二步模具下模7不动，第二步未成形零件6合模下压，加压2000t，保压同时向第二步未成形零件6中充入高压乳化液，乳化液加压到180mpa后，保压3s后泄压。成形后的零件如图4中的8所示。

采用上述技术方案，使得本发明具有以下优点，1、提高了零件的极限膨胀率。与传统方法相比，可以成形出大截面周长的矩形零件，使得零件的形状设计可以更加多样化。2、提高了零件的变形均匀性。由圆形成形矩形的减薄危险区主要集中在四个圆角及短边处，通过第一步使得零件短边与模具相贴，同时长边成形的凹陷在第二步为圆角胀形补料，从而大大降低了零件的减薄，使得零件壁厚更加均匀。3、提高了零件的强度和刚度。由于采用内高压成形方法，减少了零件的焊缝，同时使零件壁厚更加均匀，零件整体强度和刚度都得到了提升。

以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种由小周长圆管成形大周长矩形的方法，其特征在于：首先利用刚性模将圆管成形两长边内凹，两短边外凸的形状。尽量使短边外凸处与模具接触，长边内凹深度在保证内压能够胀起的情况下尽量大。然后放在内高压成形模中，在管内加高压液体成形出矩形形状。本方法适用于由于零件形状等原因造成只能选用小周长圆管，需要在局部成形出大截面周长矩形的情况。应用本方法可提高零件的极限膨胀率和零件壁厚的均匀性。

技术研发人员：石凯;张艳峰;张珍;马江泽;王欣芳
受保护的技术使用者：天津天锻航空科技有限公司
技术研发日：2017.08.08
技术公布日：2017.10.13