一种管件内高压成形方法与流程

本发明涉及一种管件内高压成形方法，属于管件塑形成形领域。

背景技术：

随着人类社会的不断发展，能源危机和环境污染已成为全世界所面临的两个首要难题。汽车，作为目前家庭及社会活动的“必需品”，生产及使用数量连年增长。为满足环保和节能的需要，汽车的轻量化已经成为世界汽车发展的潮流。

汽车的轻量化在保证汽车的强度和安全性能的前提下，尽可能地降低汽车的整备质量，从而提高汽车的动力性，减少燃料消耗，降低排气污染。汽车轻体结构包括空心变截面零部件，传统工艺中，是将两个半片成形后再焊接再一次，工艺复杂，且质量难以保证，所得零件焊接处的强度也难以保证。

“内高压成形”为新兴的成形技术，管坯在内部高压的情况下结合两端轴向载荷发生胀形形变，最终贴合模具成形为目标零部件。内高压成形包括成形和整形两个阶段。在整形阶段，是将基本成形的管坯进行精修，尤其是使圆角部分进行贴合，这个阶段需要的压力较大，与成形阶段所需压力相比，具有较大的差距，因此，在连续成形是，成形与整形过渡时形成的压力变化和波动对整形具有不利的影响，造成成形欠佳或压力过大导致的材料破裂等。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种管件内高压成形方法，该方法获得中间过渡管件的形状，制作过渡管件模具，再将中间过渡管件进行最终整形，避免由于过大的压力变化导致的压力波动。

一种管件内高压成形方法，所述成形方法包括如下步骤：

s1，将待成形管坯置于目标管件下模中，使上模与下模合模，利用第一密封冲头和第二密封冲头密封后加压成形，获得目标管件；在整个加压成形过程中，获取上模和下模横截面4个圆角处管坯与上模和下模之间的实时距离△s1，同时，获取上模或下模至少一个过渡面处管坯与上模或下模之间的实时距离△s2；

s2，获取当△s2为0时△s1的数值，根据△s1的数值获得当△s2为0时，中间管件截面形状；可选地，重复步骤s1和s2，获取△s1的数值的平均值；

s3，根据获取的中间管件截面形状制造过渡件上模和过渡件下模；利用所得过渡件上模和过渡件下模进行内高压成形，获得过渡管件；将所得过渡管件置于目标管件下模中，使上模与下模合模，利用第一密封冲头和第二密封冲头密封后逐步加压成形，获得目标管件。

本发明所述管件内高压成形方法，所述目标管件截面为四个角为圆角的正四边形。

本发明所述管件内高压成形方法，所述“过渡面”指目标管件截面正四边形与圆形管坯间的过渡处所形成的斜面。

优选地，所述步骤s1中，同时获取上模或下模至少一个临界面处管坯与上模或下模之间的实时距离△s3；并于步骤s2中，获取当△s2和△s3均为0时△s1的数值，根据△s1的数值获得△s2和△s3均为0时，中间管件截面形状。

本发明所述管件内高压成形方法，所述“临界面”指目标管件截面正四边形靠近过渡面的位置。

优选地，所述△s1、△s2和△s3均通过设置于上模或下模中相对应位置的位移传感器获得。

本发明的有益效果为：本发明所述管件内高压成形方法通过监控管件整个变形过程，获取成形及整形两个阶段间的临界状态，获得中间过渡管件的形状，制作过渡管件模具，再将中间过渡管件进行最终整形，避免由于过大的压力变化导致的压力波动。该方法可以减弱由于成形和整形两个阶段压力差距大，极具增压导致的大波动，避免零件的加工过程中导致的贴合不好或破裂情况。

附图说明

图1为本发明所述管件内高压成形方法中初始管坯与目标管件模具示意图；

图2为本发明所述管件内高压成形方法中加工过程中管坯与目标管件模具示意图；

图3为本发明所述管件内高压成形方法中位移传感器位置示意图；

图4为图1所述a-a处截面圆角位移传感器位置示意图；

图5为本发明所述管件内高压成形方法中初始管坯与目标管件模具截面示意图；

图6为本发明所述管件内高压成形方法中加工过程中管坯与目标管件模具截面示意图；

图7为本发明所述管件内高压成形方法中中间管件截面形状；

图8为图6的局部放大图；

附图标记如下：1、目标管件上模，2、目标管件下模，3、第一密封冲头，4、第一注液管，5、第二密封冲头，6、第二注液管，7、管坯，8、临界面位移传感器，9、过渡面位移传感器，10、中间管件截面，11、圆角位移传感器，201、过渡面，202、临界面。

具体实施方式

下述涉及实施方式对本发明技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明部分实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明所述管件内高压成形方法可于现有技术提供的内高压成形设备中进行，所述目标管件截面为四个角为圆角的正四边形。所述设备包括目标管件上模1，目标管件下模2，第一密封冲头3，第一注液管4，第二密封冲头5，第二注液管6，控制两个密封冲头在轴向方向移动的控制装置，与第一注液管4和第二注液管6相连的高压液源及增压注入装置，控制目标管件上模1合模的压力机，若干位移传感器，位移传感器包括临界面、过渡面、圆角三个位置的位移传感器，其具体设置位置如图3和图4所示。根据图2所示，在整个内压成形过程中，管坯中段区域先贴合模具，随后两端管段逐渐贴合模具，随后贴合部分为目标管件截面正四边形与圆形管坯间的过渡处所形成的斜面，即过渡面，如图1中201标注位置。优选地，为保证截面为正四边形的管件部分完全贴合，也可利用位移传感器确定临界面处管件与模具的贴合程度，如图1中202标注位置，本发明所述的临界面位移传感器的设置位置尽量靠近弯折处，能够更好的反应管件贴合情况。利用位移传感器实时监测△s1、△s2和△s3的值。当临界面202和过渡面201贴合模具时，△s2和△s3均为0。当△s2/△s2和△s3达到0时，圆角处并未贴合模具，△s1还不为0，即圆角处管坯距离模具圆角还有一定距离，距离为△s1，根据测得的△s1和目标管件圆角半径，通过几何关系计算可得，该情况下中间过渡管件的圆角半径值，进而获得整个中间过渡管件截面形状，根据所得的截面形状制造过渡件上模和过渡件下模。利用获得的过渡件上模和过渡件下模进行按工艺进行内高压成形，获得中间过渡管件。将所得中间过渡管件置于目标管件上模和下模中，进行最终成形，在最终成形中，管件的形变小，需注入的高压液体体积小，两侧的密封冲头轴向移动量小，避免了大波动的产生。

实施例1

一种管件内高压成形方法，所述成形方法包括如下步骤：

s1，将待成形管坯7置于目标管件下模2中，使上模1与下模2合模，利用第一密封冲头3和第二密封冲头5密封后加压成形，获得目标管件；在整个加压成形过程中，获取上模1和下模2横截面4个圆角处管坯7与上模1和下模2之间的实时距离△s1，同时，获取上模1或下模2一个过渡面201处管坯7与上模1或下模2之间的实时距离△s2；

s2，获取当△s2为0时△s1的数值，根据△s1的数值获得当△s2为0时，中间管件截面形状，该中间管件截面形状可以根据几何关系计算所得；重复步骤s1和s2五次，获取△s1的数值的平均值，以避免误差；

s3，根据获取的中间管件截面形状制造过渡件上模和过渡件下模；利用所得过渡件上模和过渡件下模进行内高压成形，获得过渡管件；将所得过渡管件置于目标管件下模2中，使上模1与下模2合模，利用第一密封冲头3和第二密封冲头5密封后逐步加压成形，获得目标管件。

实施例2

一种管件内高压成形方法，所述成形方法包括如下步骤：

s1，将待成形管坯7置于目标管件下模2中，使上模1与下模2合模，利用第一密封冲头3和第二密封冲头5密封后加压成形，获得目标管件；在整个加压成形过程中，获取上模1和下模2横截面4个圆角处管坯7与上模1和下模2之间的实时距离△s1，同时，获取上模1一个过渡面201处管坯7与上模1或下模2之间的实时距离△s2；同时获取上模1一个临界面202处管坯7与上模1之间的实时距离△s3

s2，获取当△s2和△s3均为0时△s1的数值，根据△s1的数值获得△s2和△s3均为0时，中间管件截面形状，该中间管件截面形状可以根据几何关系计算所得；重复步骤s1和s2五次，获取△s1的数值的平均值，以避免误差；

s3，根据获取的中间管件截面形状制造过渡件上模和过渡件下模；利用所得过渡件上模和过渡件下模进行内高压成形，获得过渡管件；将所得过渡管件置于目标管件下模2中，使上模1与下模2合模，利用第一密封冲头3和第二密封冲头5密封后逐步加压成形，获得目标管件。