一种管件内高压成形系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于管件内高压成形装备技术领域，特别涉及一种管件内高压成形系统。
【背景技术】
[0002]当前，随着汽车、航空、航天和机械行业对机构整体化和轻量化的需求越来越高，内高压成形技术得到了广泛的应用，逐渐成为工业生产中制造复杂异形截面轻体构件的一种先进成形技术。尤其是在汽车、高铁、飞机生产中，都在以内高压成形加工方法逐渐替代原来的传统加工方法。内高压成形技术的基本工艺过程为:首先将管坯放在下模内，然后闭合上模，将管的两端用水平轴向冲头密封，并使管坯内充满液体，在加压膨胀成形的过程中，两端的轴向冲头同时向内推进补料，这样在内压和轴向力的联合作用下使管坯贴靠模具内部行腔而成行为所需的工件。由于管坯是在内部高液压和轴向力共同作用下成形，高压源在零件内部要产生上百兆帕的内压，因此上下模具间要有足够的合模力，消除成形过程中内高压对模具产生的反向推动力，保证上下模具不分离，但若合模力过大，则会导致模具变形和磨损严重，模具寿命大大缩短。因此，模具的合模力在管件成型过程中要大小适当，过大对模具损害太大，较小上下模具分离，管件质量达不到成形要求。
[0003]近几年，由于内高压成形件整体化和高精度化发展，使内高压成形件的尺寸逐渐增加，管件圆角逐渐变小，进而导致成形用内高压源和锁模力大幅增加。传统液压机模具的开合和锁紧采用同一油缸实现，由于模具的开合行程较大，而且锁模力极大，导致油缸的规模很大。；在成形过程中液压缸推动滑块使模具一步到位直接锁紧，模具间承受极大的合模压力，且合模力始终保持在最大合模力附近，因此整个成形过程都需要极高的油压来维持合模力，然而模具在成形起始阶段合模力较小，造成不必要的资源浪费；同时由于模具上始终承受着巨大的合模压力，模具形变较大，使得管件质量和精度低。传统液压机设备投资巨大，体积庞大，耗能高，模具寿命低，生产效率低，噪声大，滑块移动控制精度低，而且锁紧力比较有限，尤其对大型管件不太适用。
【发明内容】
[0004]为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种管件内高压成形系统，其能够根据管件成形过程中不同阶段作用在模具上的胀形力实时提供大小合适的锁模力，保证管件成形质量，且使模具变形较小，降低了能耗和噪音，具有控制方便、结构简单、成本低的优点。
[0005]为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为:
[0006]一种管件内高压成形系统，包括机架I和滑块10，滑块10安装在机架I中间且能够沿着机架I中的四根牙套7上下滑动，在机架I与滑块10之间设置有合模机构，所述合模机构由连接头5和一组左右对称的上连杆6、小连杆8以及下连杆9组成，连接头5、上连杆6、小连杆8以及下连杆9连接关系均以中线对称铰接，上连杆6两端分别与下连杆9和机架I铰接，小连杆8分别与上连杆6和连接头5铰接，小连杆8与上连杆6的铰接点在上连杆6两端铰接点之间，且三个铰接点在一条直线上，下连杆9分别与上连杆6和滑块10铰接，对称放置的合模机构与机架I铰接形成的四个铰接点的左右距离等于对称放置的下连杆9与滑块10铰接形成的四个铰接点的左右距离；
[0007]机架I上部设有合模伺服驱动机构，合模伺服驱动机构由合模伺服电机2、减速器3、滚柱丝杠4构成，合模伺服电机2通过减速器3和滚柱丝杠4连接；滚柱丝杠4另一端安装在连接头5上；
[0008]在滑块10下部设置有对称放置的右管坯轴向进给机构11和左管坯轴向进给机构14 ;上模具13安装在滑块10上，下模具12安装在机架I的下部，上模具13上安装有高精度压力传感器15。
[0009]所述的合模机构在工作时，上连杆6和下连杆9的所处位置应满足二者之间的夹角在零件成形最终状态时角度大于I度，且小连杆8轴线与水平线的角度大于I度。
[0010]本发明采用了合模增力机构和压力检测系统相互配合以达到实时精确控制合模力。合模前，合模伺服电机2通过滚柱丝杠通过连接头5移动最终带动滑块10快速移动使模具闭合，并产生较小的合模力，此时压力检测系统检测到模具间存在一定大小的压力值。在成形过程中随着成形压力的升高，模具有上下分离趋势，此时上下模具间的压力将减小，一旦小于设定的压力值压力检测系统将向总控制系统发压力信号，总控制系统控制合模伺服电机2转动，通过合模增力机构增力后使滑块10继续下移，达到设定压力值后合模伺服电机2停止转动，保证模具始终不分离。由于压力检测系统的精确检测模具间的压力，并通过总控制系统控制合模伺服电机2的精确转动，从而使滑块10的移动量得到精确控制，进而能够精确控制合模力。在整个成形过程中，合模力始终稍大于模具内部液压所施加给它的胀形力，使得模具始终紧密贴合，保证了零件成形精度和质量。
[0011]本发明具有以下优点:
[0012]一、合模增力机构和压力检测系统相互配合实现了实时精确控制合模力。
[0013]二、采用了滚柱丝杠和多连杆构成的三级增力机构，其能够将驱动力放大几十甚至上百倍，降低了对驱动力的需求，从而降低了设备运行时的能耗。
[0014]三、本发明的合模力随着成形过程的进行逐渐增大，使成形初期阶段模具所受压应力降低、变形量减小、磨损减轻，进而显著延长模具的寿命。
[0015]四、合模增力机构实现了滑块空程快速移动，在合模瞬间降低滑块速度，达到了大幅度降低合模噪音的目的。工作效率得到提高。
[0016]五、由于压力检测系统的存在，控制系统简单，只要通过控制合模伺服电机2的转动使模具间的压力满足特定值即可。
【附图说明】
[0017]图1是本发明的结构主视图示意图。
[0018]图2是本发明的高精度压力传感器15安装示意图。
[0019]图3是本发明的结构侧视图示意图。
[0020]图4是本发明的成形过程中各参数大小示意图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图对本发明做详细描述。
[0022]参照图1、图3，一种管件内高压成形系统，包括机架I和滑块10，滑块10安装在机架I中间，并能够沿着机架I中的四根牙套7上下滑动；在机架I与滑块10之间设置有合模机构，合模机构由连接头5和一组左右对称的上连杆6、小连杆8、下连杆9组成，均以设备的中线对称铰接，上连杆6两端分别与下连杆9和机架I铰接，小连杆8分别与上连杆6和连接头5铰接，小连杆8与上连杆6的铰接点在上连杆6两端铰接点之间，且三个铰接点在