一种液压成形四弯零件模内压弯装置和方法与流程

本发明涉及一种模具装置和方法，尤其涉及一种液压成形的模具装置和方法。

背景技术：

在飞机、航天器和汽车领域，减轻重量以节约材料和运行中的能量消耗是现代制造技术发展的趋势之一。液压成形正是在这样的背景下开发出来的一种制造空心轻体结构件的先进制造技术，该技术既提高了成形件的强度和刚度，又节约了材料、降低了成本。液压成形可分为管件液压成形、板材液压成形，而其中以管件液压成形最为普遍，该技术要求直管工件在预弯之后放入液压成形模具型腔内，在弯管件内通入高压液体，通过高压液体“由内向外”的作用力，使零件贴合到液压成形模具型腔壁上，泄压后将模具打开，然后把液压成形件取出。在这种加工方法中，预弯的零件状态好坏往往直接影响到液压成形之后零件的尺寸状态。

目前，在液压成形零件制造过程中，四弯零件常规预弯工艺方法是通过数控双层模加造型夹模的传统绕弯方式生产。而现有技术存在如下问题：零件在绕弯过程中容易产生质量缺陷例如起皱，并且为了防皱，需更换防皱模等易损易耗件，增加了成本；此外，在液压成形工艺布局中需要单独增加数控绕弯设备进行，使得现有技术具有工艺布局不合理和工艺成本过高的问题。

技术实现要素：

本发明的目的之一在于提供一种液压成形四弯零件模内压弯装置，该液压成形四弯零件模内压弯装置通过结构优化克服了现有技术中的零件容易产生质量缺陷的问题。此外，该液压成形四弯零件压模内压弯装置压弯操作简单方便，尤其适合液压成形自动化生产，所获得的液压成形四弯零件质量稳定可靠，无零件咬边塌陷等质量缺陷。

为了实现上述目的，本发明提出了一种液压成形四弯零件模内压弯装置，其包括上模和下模；

其中，所述上模与压机连接，并在压弯的过程中下移，所述上模与工件接触的表面具有四个弯曲部，所述上模包括：

上模基座；

上模端部压弯镶块，其固定设于所述上模基座的两端端部；

上模中间压弯镶块，其设于上模端部压弯镶块之间；

上模中间压弯镶块驱动元件，其与所述上模中间压弯镶块连接，以驱动上模中间压弯镶块相对于上模端部压弯镶块凸出或回缩；

其中，所述下模包括：

下模基座；

下模端部固定压弯镶块，其固定设于所述下模基座的两端端部；

下模中间固定压弯镶块，其设于下模端部固定压弯镶块中间，并固定设于所述下模基座上；

下模端部浮动压弯镶块，其对应设于每一个下模端部固定压弯镶块和下模中间固定压弯镶块之间；

下模端部浮动压弯镶块驱动元件，其与所述下模端部浮动压弯镶块连接，以驱动下模端部浮动压弯镶块相对于下模端部固定压弯镶块凸出或回缩。

对本发明所述的液压成形四弯零件模内压弯装置压弯零件时的工作过程作进一步说明：

工作时，在下模端部浮动压弯镶块相对于下模端部固定压弯镶块凸出的状态下，将直管工件放置于下模端部浮动压弯镶块上；

上模中间压弯镶块相对于上模端部压弯镶块凸出，在此状态下，压机带动上模朝着下模进给下压，直至上模中间压弯镶块接触直管工件；

压机带动上模继续下压，直至不断增大的下压力f1大于下模端部浮动压弯镶块所能承受的临界压力f2；

压机带动上模继续下压，下模端部浮动压弯镶块在下模端部浮动压弯镶块驱动元件的驱动下回缩，直至完全回缩至下模内；

压机带动上模继续下压，直至不断增大的下压力f1大于上模中间压弯镶块所能承受的临界压力f3，上模中间压弯镶块在上模中间压弯镶块驱动元件的驱动下回缩，直至上模和下模完全合模，完成压弯过程。

进一步地，在本发明所述的液压成形四弯零件模内压弯装置中，所述上模还包括上模中间压弯镶块侧挡板，其设于上模中间压弯镶块的侧面。

进一步地，在本发明所述的液压成形四弯零件模内压弯装置中，上模中间压弯镶块侧挡板上设有销孔，相应的所述上模中间压弯镶块上也设有销孔，限位销对应插设于上模中间压弯镶块侧挡板销孔和上模中间压弯镶块的相应销孔内，以定位上模中间压弯镶块侧挡板与所述上模中间压弯镶块的相对位置。

进一步地，在本发明所述的液压成形四弯零件模内压弯装置中，所述下模还包括固定设于下模端部固定压弯镶块上的限位板，所述限位板对下模端部浮动压弯镶块相对于下模端部固定压弯镶块凸出的行程进行限位。

进一步地，在本发明所述的液压成形四弯零件模内压弯装置中，所述上模中间压弯镶块驱动元件为上模气缸。

上述方案中，在一些优选的实施方式中，上模气缸采用氮气缸。

进一步地，在本发明所述的液压成形四弯零件模内压弯装置中，所述下模端部浮动压弯镶块驱动元件为下模气缸。

上述方案中，在一些优选的实施方式中，下模气缸采用氮气缸。

进一步地，在本发明所述的液压成形四弯零件模内压弯装置中，所述下模端部浮动压弯镶块的侧面固定设有下模端部浮动压弯镶块侧挡板。

进一步地，在本发明所述的液压成形四弯零件模内压弯装置中，所述下模端部固定压弯镶块上设有吊环。

相应地，本发明的另一目的还在于提供一种采用上述的液压成形四弯零件膜内压弯装置对工件进行压弯的方法，该方法操作简单方便，尤其适合液压成形自动化生产，所获得的液压成形四弯零件质量稳定可靠，无零件咬边塌陷等质量问题，满足生产需要。

为了实现上述目的，本发明提出了一种采用上述的液压成形四弯零件模内压弯装置对工件进行压弯的方法，其包括步骤：

在下模端部浮动压弯镶块相对于下模端部固定压弯镶块凸出的状态下，将直管工件放置于下模端部浮动压弯镶块上；

上模中间压弯镶块相对于上模端部压弯镶块凸出，在此状态下，压机带动上模朝着下模进给下压，直至上模中间压弯镶块接触直管工件；

压机带动上模继续下压，直至不断增大的下压力f1大于下模端部浮动压弯镶块所能承受的临界压力f2；

压机带动上模继续下压，下模端部浮动压弯镶块在下模端部浮动压弯镶块驱动元件的驱动下回缩，直至完全回缩至下模内；

压机带动上模继续下压，直至不断增大的下压力f1大于上模中间压弯镶块所能承受的临界压力f3，上模中间压弯镶块在上模中间压弯镶块驱动元件的驱动下回缩，直至上模和下模完全合模，完成压弯过程。

相较于现有常规技术直接进行模内压弯无法直接制造出能够满足液压成形的四弯零件，本发明所述的技术方案通过优化装置结构合理结构布局设计了液压成形四弯零件模内压弯装置，替代了传统的绕弯的方法，使零件在液压成形工艺布局中更合理，生产过程更加高效。

此外，采用本发明所述的液压成形四弯零件模内压弯装置对工件进行压弯的方法，该方法可靠可行、操作简单方便，尤其适合液压成形自动化生产，所获得的四弯零件在压弯后质量稳定可靠，无零件咬边、塌陷等缺陷，满足生产需要。

附图说明

图1为本发明所述的液压成形四弯零件模内压弯装置在一种实施方式下的结构示意图。

图2为本发明所述的液压成形四弯零件模内压弯装置在一种实施方式下的下模的结构示意图。

图3为本发明所述的液压成形四弯零件模内压弯装置在一种实施方式下的上模的结构示意图。

图4显示了采用本发明所述的液压成形四弯零件模内压弯装置成形的四弯零件的结构示意图。

图5显示了图4所示的四弯零件经过直接液压成形后得到的零件。

具体实施方式

下面将结合说明书附图和具体的实施例对本发明所述的液压成形四弯零件模内压弯装置和方法做进一步的解释和说明，然而该解释和说明并不对本发明的技术方案构成不当限定。

图1为本发明所述的液压成形四弯零件模内压弯装置在一种实施方式下的结构示意图。

如图1所示，本实施方式中的液压成形四弯零件内压弯装置1包括上模2和下模3，其中，上模2包括：上模基座21、上模端部压弯镶块22、上模中间压弯镶块23以及上模中间压弯镶块驱动元件(图中未示出)。上模端部压弯镶块22，其固定设于上模基座21的两端端部；上模中间压弯镶块23，其设于上模端部压弯镶块22之间；上模中间压弯镶块驱动元件，其与上模中间压弯镶块23连接，以驱动上模中间压弯镶块23相对于上模端部压弯镶块22凸出或回缩。

此外，进一步参考图1可以看出，下模3包括：下模基座31、下模端部固定压弯镶块32、下模中间固定压弯镶块33、下模端部浮动压弯镶块34以及下模端部浮动压弯镶块驱动元件(图中未示出)。其中，下模端部固定压弯镶块32，其固定设于下模基座31的两端端部；下模中间固定压弯镶块33，其设于下模端部固定压弯镶块32中间，并固定设于下模基座31上；下模端部浮动压弯镶块34，其对应设于每一个下模端部固定压弯镶块32和下模中间固定压弯镶块33之间；下模端部浮动压弯镶块驱动元件，其与下模端部浮动压弯镶块34连接，以驱动下模端部浮动压弯镶块34相对于下模端部固定压弯镶块32凸出或回缩。

需要说明的是，上模2与压机连接，并在压弯的过程中下移，上模2与工件接触的表面具有四个弯曲部。

关于下模和上模的结构可以进一步参考图2和图3。图2为本发明所述的液压成形四弯零件模内压弯装置在一种实施方式下的下模的结构示意图。图3为本发明所述的液压成形四弯零件模内压弯装置在一种实施方式下的上模的结构示意图。

如图2所示，本实施方式中的液压成形四弯零件模内压弯装置的下模3包括：下模基座31、下模端部固定压弯镶块32、下模中间固定压弯镶块33、下模端部浮动压弯镶块34以及下模端部浮动压弯镶块驱动元件(图中未示出)。其中，下模基座31包括基座以下模垫板312，以及设于基座与下模垫板312之间的下模基座垫高板311。而在下模端部固定压弯镶块32上设有吊环6，吊环6用以起吊下模3。

此外，下模3还包括固定设于下模端部固定压弯镶块上的限位板8，限位板8对下模端部浮动压弯镶块34相对于下模端部固定压弯镶块32凸出的行程进行限位，也就是说，当下模端部浮动压弯镶块34随直管工件200下压到一定位置时受到限位板8的限位，而无法继续向下移动。另外，下模端部浮动压弯镶块34的侧面固定设有下模端部浮动压弯镶块侧挡板72。

如图3所示，本实施方式中的液压成形四弯零件模内压弯装置的上模2包括：上模基座21、上模端部压弯镶块22、上模中间压弯镶块23以及上模中间压弯镶块驱动元件(图中未示出)。其中，上模基座21包括基座以上模垫板212，以及设于基座与上模垫板212之间的上模基座垫高板211。

此外，上模2还包括上模中间压弯镶块侧挡板71，其设于上模中间压弯镶块23的侧面。其中，上模中间压弯镶块侧挡板71上设有销孔，相应的上模中间压弯镶块23上也设有销孔，限位销9对应插设于上模中间压弯镶块侧挡板销孔和上模中间压弯镶块的相应销孔内，以定位上模中间压弯镶块侧挡板71上模中间压弯镶块23的相对位置。

需要说明的是，在本实施方式中，上模中间压弯镶块驱动元件为上模气缸，下模端部浮动压弯镶块驱动元件为下模气缸。

图4显示了采用本发明所述的液压成形四弯零件模内压弯装置成形的四弯零件的结构示意图。

如图4所示，采用本发明所述的液压成形四弯零件模内压弯装置对直管工件进行压弯，从而获得四弯零件300，四弯零件300具有四个折弯部3001。

结合图1至图4，对本发明所述的液压成形四弯零件模内压弯装置对工件进行压弯的方法进一步进行说明。所述方法，其包括步骤：

在下模端部浮动压弯镶块34相对于下模端部固定压弯镶块32凸出的状态下，将直管工件200放置于下模端部浮动压弯镶块34上；

上模中间压弯镶块23相对于上模端部压弯镶块22凸出，在此状态下，压机带动上模2朝着下模3进给下压，直至上模中间压弯镶块23接触直管工件200；

压机带动上模2继续下压，直至不断增大的下压力f1大于下模端部浮动压弯镶块34所能承受的临界压力f2；

压机带动上模2继续下压，下模端部浮动压弯镶块34在下模端部浮动压弯镶块驱动元件的驱动下回缩，直至完全回缩至下模3内；

压机带动上模2继续下压，直至不断增大的下压力f1大于上模中间压弯镶块23所能承受的临界压力f3，上模中间压弯镶块23在上模中间压弯镶块驱动元件的驱动下回缩，直至上模2和下模3完全合模，完成压弯过程，获得四弯零件300。

图5显示了图4所示的四弯零件经过直接液压成形后得到的零件400。

由此可以看出，相较于现有常规技术直接进行模内压弯无法直接制造出能够满足液压成形的四弯零件，本发明所述的技术方案通过优化装置结构合理结构布局设计了液压成形四弯零件模内压弯装置，替代了传统的绕弯的方法，使零件在液压成形工艺布局中更合理，生产过程更加高效。

此外，采用本发明所述的液压成形四弯零件模内压弯装置对工件进行压弯的方法，该方法可靠可行、操作简单方便，尤其适合液压成形自动化生产，所获得的四弯零件在压弯后质量稳定可靠，无零件咬边、塌陷等缺陷，满足生产需要。

需要说明的是，本案中各技术特征的组合方式并不限本案权利要求中所记载的组合方式或是具体实施例所记载的组合方式，本案记载的所有技术特征可以以任何方式进行自由组合或结合，除非相互之间产生矛盾。

另外，还需要注意的是，以上列举的仅为本发明的具体实施例，显然本发明不限于以上实施例，随之有着许多的类似变化。本领域的技术人员如果从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应属于本发明的保护范围。