一种变截面异形管件充液压制成形方法_2

文档序号:9799665阅读:来源:国知局
,该变形过程基本未发生胀形,因此,所得的终成形件壁厚均匀性较好。
[0019]—、通过先变截面胀形、后充液压制成形的工艺思想可实现低内压、低载荷条件下的变截面(周长、形状)管件液压成形;
[0020]二、利用该方法成形时,管件变截面胀形后所得截面周长与充液压制终成形件截面周长基本一致,变截面胀形后管件环向壁厚减薄分布均匀,在充液压制终成形阶段各圆角处的减薄程度相比内高压有所改善;
[0021]三、变截面胀形阶段仅需管内液压使材料向变截面过渡圆角处贴模,该处圆角半径很大,胀形压力远低于内高压工艺中的整形压力,即自由胀形压力的工程计算公式为P =tos/d,其中d为管材直径、t为管材壁厚、?为材料屈服强度,而内高压整形压力公式为P。= tσ8/η,其中η为工件截面最小过渡圆角半径,针对常规管坯,d/rc>>10,即ρ〈〈ρ。。并且充液压制阶段仅需管内液压保持在更低的设定值范围内,因此不需要流体高压源、闭环伺服控制系统和大吨位合模压力机,设备成本大幅降低;
[0022]四、通过左右两侧独立压力源(管端约束压力单元)向管端施加独立可控的合模压力解决了成形过程中模具未完全闭合就需要对管坯进行密封的技术难题;
[0023]五、在充液压制成形阶段,管外机械压力与管内液压的共同作用可有效改善成形高强钢变截面管件压力高、回弹大、模具磨损严重等问题。本发明装置结构简单可靠,制造技术成熟,易于在生产中实施、推广和应用。
【附图说明】
[0024]图1是高强钢管件内高压胀形内压卸除后内凹形状无法展平示意图(其中20为模具型腔,21为内压卸出后零件,22为预制坯截面);
[0025]图2是【具体实施方式】一胀形初始阶段模具与管坯位置关系状态示意图;
[0026]图3是【具体实施方式】一胀形合模阶段模具与管坯位置关系状态示意图;
[0027]图4是【具体实施方式】一胀形贴模阶段模具与管坯位置关系状态示意图;
[0028]图5是【具体实施方式】一胀形阶段获得的变截面圆形管件;
[0029]图6是图5的变截面圆形管件左视图;
[0030]图7是【具体实施方式】一充液压制初始阶段成形装置与变截面圆形管件位置关系状态不意图;
[0031]图8是图7的A-A向视图;
[0032]图9是【具体实施方式】一充液压制充液阶段成形装置与变截面圆形管件位置关系状态不意图;
[0033]图10是图9的B-B向视图;
[0034]图11是【具体实施方式】一充液压制压制阶段成形装置与变截面圆形管件位置关系状态不意图;
[0035]图12是图11的D-D向视图;
[0036]图13是【具体实施方式】三充液压制成形最终获得的变截面管件;
[0037]图14是图13的左视图;
[0038]图15是【具体实施方式】四充液压制成形最终获得的变截面管件;
[0039]图16是图15的E-E向视图;
[0040]图17是图15的F-F向视图;
[0041]图18是【具体实施方式】五充液压制成形最终获得的变截面管件;
[0042]图19是图18的G-G向视图;
[0043]图20是图18的H-H向视图;
[0044]图21是图18的K-K向视图;
[0045]图22是实施例中成形DP980高强钢变截面管件时充液压制与内高压内压加载曲线对比示意图。
【具体实施方式】
[0046]【具体实施方式】一:结合图2-图21说明,本实施方式的一种变截面异形管件充液压制成形方法是按照以下步骤进行:
[0047]步骤一、按设计要求将胀形上模I与胀形下模4装配于压力机上,胀形下模4固定不动,胀形上模I上行至设定高度,胀形上模I和胀形下模4开启空间用于放置管坯6;
[0048]步骤二、通过控制压力机主滑块运动使胀形上模I下行合模,左密封冲头2和右密封冲头5在水平缸作用下做相向运动,使管还6分别与左密封冲头2和右密封冲头5形成封闭腔体,将左密封冲头2上的胀形注入孔3通过油管与增压器相连,然后通过胀形注入孔3向管还6腔体内注入介质,使介质充满管还6内腔体并按设定加载曲线施加内压,同时左密封冲头2和右密封冲头5沿管坯6轴线方向相向进给,对管坯6按设定加载曲线进行加压,在内压和轴向加压的共同作用下管坯6发生胀形直至贴模;
[0049]步骤三、通过增压器卸去管坯6内压,主滑块带动胀形上模I上行,左密封冲头2和右密封冲头5同时沿管坯6轴向后撤,使管坯6与左密封冲头2和右密封冲头5分离,获得满足充液压制要求的变截面圆形管件61;
[0050]步骤四、按设计要求将上压块7与压制下模9装配于压力机上,压制下模9固定不动,上压块7上行至设定高度,上压块7和压制下模9开启空间用于放置变截面圆形管件61;
[0051]步骤五、上压块7下行至设定高度,保证上压块7未与变截面圆形管件61发生接触,左管端约束上压块10、右管端约束上压块16分别在左合模力NI和右合模力N2作用下同时下行,与左管端约束下压块13、右管端约束下压块14接触合模,形成完整圆形轮廓,向变截面圆形管件61施加固定约束,左密封冲头12和右密封冲头15分别向变截面圆形管件61端部进给扩口实现密封,增压器通过油管向左密封冲头注入孔11内注入介质,使介质充满变截面圆形管件61内腔体直至腔内液压达到设定值P;
[0052]步骤六、上压块7与水平侧压块8按设定加载曲线分别沿竖直方向与水平方向对变截面圆形管件6进给压制,液压系统中的溢流阀保持变截面圆形管件61内腔体液压恒为设定值P,在模具机械压力与变截面圆形管件61内腔体液压的共同作用下贴模成形为变截面异形管件,成形过程结束;
[0053]步骤七、卸去变截面异形管件内压,上压块7上行,左管端约束上压块10和右管端约束上压块16上行,左密封冲头12和右密封冲头15同时沿变截面异形管件轴向后撤,使变截面异形管件与密封冲头分离,将变截面异形管件两侧工艺段进行切割分离,获得满足设计要求的变截面管件62。
[0054]胀形上模I未与管坯6发生接触,管坯6置于胀形下模4的型腔内,胀形左密封冲头
2、胀形右密封冲头5与管坯6水平高度一致;
[0055]胀形上模I下行合模,胀形左密封冲头2、胀形右密封冲头5同时向管坯6的端部进给,两冲头进给量保持一致,直至封住管端,增压器通过油管向胀形左密封冲头注入孔3内注入介质加压,管坯6内腔体充满传力介质;
[0056]按设定加载曲线对冲头进给量和内压进行调整,在轴向补料与内压的共同作用下管坯6发生胀形直至贴模;
[0057]上压块7下行至设定高度,管坯6置于下模9之上,左密封冲头12、右密封冲头15所在轴线与左管端约束下压块13、右管端约束下压块14水平高度一致;
[0058]上压块7下行至设定高度,且未与管坯6发生接触,左管端约束上压块10、右管端约束上压块16分别向管还6施加固定约束,左密封冲头12、右密封冲头15分别向管还6端部进给扩口实现密封,增压器通过油管向左密封冲头注入孔11内注入介质加压,管坯6内腔体充满传力介质;
[0059]上压块7与水平侧压块8按设定加载曲线分别沿竖直方向与水平方向对管坯6进给压制,在模具机械压力与管坯6内腔体液压的共同作用下管坯6贴模成形;
[0060]本实施方式的图2-图12中给出成形管件中间区域发生胀形,胀形区与非胀形区截面形状分别为面积不等、长宽比例相等的矩形,管件轴线为直线。
[0061]图3和图4中的实心箭头是指施加在胀形上模I的作用力
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