一种小弯曲半径超薄壁管件制造方法技术

本发明专利技术公开了一种小弯曲半径超薄壁管件制造方法。该方法包括根据待制作的管件的外形尺寸定制模具；将外径小于待制作管件的直管切割形成管坯，并将管坯置于模具的静模腔内，并对管坯的两端固定；压弯前，将管坯的一端进行封堵，并从另一端向管坯内充液至预压力；在压弯工艺的开始至合模过程中，将管坯的充液压力从预压力逐步增加至成型压力；合模后，将管坯内的充液压力增加至扩张压力并保持设定时间；取出制作成型的管件。本发明专利技术通过合模力加载路径与内压加载路径之间的匹配关系，优化加载过程中不同轴向推力路径和基准加载速率和波形等工艺参数，实现超薄壁复杂管件从无到有的绿色化、精确化、智能化制造。

【技术实现步骤摘要】
一种小弯曲半径超薄壁管件制造方法
本专利技术涉及超薄壁管件制造
，具体涉及一种小弯曲半径超薄壁管件制造方法。
技术介绍
随着以航空、航天为代表的一大批高新技术产业的兴起，推动了先进制造技术的快速发展，尤其是管材弯曲技术的进步最为明显。近年来，管材弯曲技术不仅在化工、石油、水电等部门的管道设备中应用广泛，而且在航空航天、核电工业、汽车工业、船舶制造等领域得到大幅度的应用，发挥着越来越重要的作用。采用类似于弯管的空心构件，不仅可以减轻重量，还可以使材料的强度、刚度得到最大程度的展现。管材弯曲件既有较大的断面强度，又能够减轻零件的重量，实现结构轻量化。由于航空航天领域大量采用壁厚薄、直径大、综合性能好的弯管类零件，以及变曲率的的管件作为火箭、飞机上的供养、液压、油路等管路系统的构件，所以对管材弯曲技术提出了更高的要求。同时，在汽车制造领域，弯管类零件广泛应用于仪表盘支架、副车架纵梁、汽车前方的保险杠、内部管路系统等，因此管材弯曲技术在制造领域的地位越来越重要。但是对于管材弯曲件的壁厚要求也越来越薄，同时采用的材料逐渐转向铝合金、镁合金，其加工难度进一步加大。但随着内高压技术的发展，管材弯曲技术有了突破性的进展，因为空心零部件可以采用液压成形技术，通过一步加工即可成形，提高了零件的加工效率，改善了零件的成形质量，降低了零件加工的成本，为管材的弯曲技术的发展提供了新的思路。对于管材的壁厚较薄(D/t≥20)，特别是直径与壁厚之比大于100的超薄壁管，弯曲时会造成管坯的较大变形量，进而在弯曲部位的内圈会出现褶皱的缺陷，而在弯曲部位的外圈出现破裂等缺陷，各种常见的缺陷非常容易出现，导致产品废品率较高。但是对于市场要求而言，为了满足航空航天、汽车制造等领域的零件轻量化的制造要求，这种超薄壁管的设计与制造在所难免。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种小弯曲半径超薄壁管件制造方法。为实现上述目的，本专利技术提供了一种小弯曲半径超薄壁管件制造方法，包括：根据待制作的管件的弯曲半径、弯曲角度和外径定制模具，所述模具包括动模和静模，所述动模和静模相对的一侧分别设有动模腔和静模腔；将外径小于待制作管件的直管切割形成管坯，并将管坯置于模具的静模腔内，并对管坯的两端进行固定；在管坯压弯前，将管坯的一端进行封堵，并从其另一端向管坯充液至预压力；在压弯工艺的开始至合模过程中，将管坯的充液压力从预压力逐步增加至成型压力，以使管坯在压弯过程中产生膨胀；合模后，将管坯内的充液压力增加至扩张压力并保持设定时间，以使管坯膨胀至与动模腔和静模腔的内表面相贴合；打开模具，取出制作成型的管件。进一步的，所述管件的外径包括15至200mm，所述管件的壁厚包括0.35mm至0.8mm，所述管件的弯曲半径与外径之比在0.5以上。进一步的，所述动模腔包括动模成品段和连接在动模成品段两端的动模工艺过渡段，所述静模腔包括静模成品段和连接在静模成品段两端的静模工艺过渡段，取出成型的管件后，将动模工艺过渡段与静模工艺过渡段之间的管件切除。进一步的，所述动模成品段、静模成品段、静模工艺过渡段和动模工艺过渡段的两端的深度均为管件外径的二分之一，所述动模工艺过渡段的中部的深度小于管件外径的二分之一3至4mm，且其深度从两端向中部平滑过渡。进一步的，所述成型压力包括第一成型压和第二成型压力，在工艺的开始至动模运动到设定位置期间，将管坯的充液压力从预压力逐步增加至第一成型压力，在动模从设定位置至合模期间，将管坯的充液压力从第一成型压力逐步增加至第二成型压力。进一步的，所述设定位置为动模与静摸距离为15mm的位置。进一步的，所述第一成型压为10至16mpa，所述第二成型压力为20至25mpa。进一步的，所述预压力为4至6mpa。进一步的，所述扩张压力包括70mpa。进一步的，所述管坯的外径小于待制作管件的外径4至5mm。有益效果：本专利技术通过合模力加载路径与内压加载路径之间的匹配关系，优化加载过程中不同轴向推力路径和基准加载速率等工艺参数，实现超薄壁复杂管件从无到有的绿色化、精确化、智能化制造。并且能够突破目前超薄壁复杂构件加工制造的技术瓶颈，改善其成形质量，生产效率高且成本低廉，质量稳定，势必将为我国航空航天、轨道交通、核电工程等领域相关企业降低成本、提高收益，促进装备制造业进一步升级，具有明显的经济效益。可以实现超薄壁复杂构件的整体成形，具有工序少、材料利用率高、构件形状复杂、生产效率高等优点，并且变合模力可以避免压力机长期处于高合模力状态，减少能源消耗。附图说明图1是本专利技术实施例的模具的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本专利技术，本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。如图1所示，本专利技术实施例提供了一种小弯曲半径超薄壁管件制造方法，包括：根据待制作的管件的弯曲半径、弯曲角度和外径定制模具。其中，如图1所示，本专利技术的模具包括动模1和静模2，动模1和静模2相对的一侧分别设有动模腔3和静模腔4，管件最终在动模腔3和静模腔4内成型。将外径小于待制作管件的直管切割形成管坯，并将管坯置于模具的静模腔内，并对管坯的两端进行固。管坯两端的固定结构在后续的压弯成型过程中会对管坯产生被动拉力，保证成型效果。针对在压弯过程中最小弯曲半径圆弧处材料增厚易起皱现象，经对材料增厚起皱过程的机理分析，建立相应的力学模型模拟分析，得出在弯曲过程中管件在弯曲的同时管径增大，对解决因材料增厚引起的起皱有很好的效果。但由于管径增大在弯曲半径最大处的圆弧最高点材料易破裂的现象，通过流体力学的有限元分析和建立模型模拟，选定管坯外径比待制作的管件外径小4mm至5mm为宜。以待制作管件的外径为50mm为例，可选择外径为45mm的管坯。在管坯压弯前，将管坯的一端进行封堵，并从管坯的另一端向管坯内充液至预压力。在管件弯曲、涨型过程中，管件内腔的充液压力过程很为关键，它是一个持续、稳定而又脉动渐变的过程，可选择普通的切屑液充入即可。在压弯工艺的开始至合模过程中，将管坯的充液压力从预压力逐步增加至成型压力，以使管坯在压弯过程中并产生一定的膨胀。从而在压弯进行过程中，通过管坯产生一定膨胀来减轻弯折处的应力，同时减轻弯折处内圈产生的褶皱。合模后，将管坯内的充液压力增加至扩张压力并保持设定时间，以使管坯膨胀至与动模腔3和静模腔4的内表面相贴合。一般情况下，设定时间可选择为2至5秒即可。通过向管内施加扩张压力后，管坯进一步产生一定的膨胀，从而将轻微的褶皱彻底消除。打开模具，从模具中取出制作成型的管件即可。如图1所示，动模腔3优选包括动模成品段31和连接在动模成品段31两端的动模工艺过渡段32，同样，静模腔4也优选包括静模成品段41和连接在静模成品段41两端的静模工艺过渡段42。动模成品段31优选呈向下凸出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种小弯曲半径超薄壁管件制造方法，其特征在于，包括：/n根据待制作的管件的弯曲半径、弯曲角度和外径定制模具，所述模具包括动模和静模，所述动模和静模相对的一侧分别设有动模腔和静模腔；/n将外径小于待制作管件的直管切割形成管坯，并将管坯置于模具的静模腔内，并对管坯的两端进行固定；/n在管坯压弯前，将管坯的一端进行封堵，并从其另一端向管坯充液至预压力；/n在压弯工艺的开始至合模过程中，将管坯的充液压力从预压力逐步增加至成型压力，以使管坯在压弯过程中产生膨胀；/n合模后，将管坯内的充液压力增加至扩张压力并保持设定时间，以使管坯膨胀至与动模腔和静模腔的内表面相贴合；/n打开模具，取出制作成型的管件。/n

【技术特征摘要】
1.一种小弯曲半径超薄壁管件制造方法，其特征在于，包括：
根据待制作的管件的弯曲半径、弯曲角度和外径定制模具，所述模具包括动模和静模，所述动模和静模相对的一侧分别设有动模腔和静模腔；
将外径小于待制作管件的直管切割形成管坯，并将管坯置于模具的静模腔内，并对管坯的两端进行固定；
在管坯压弯前，将管坯的一端进行封堵，并从其另一端向管坯充液至预压力；
在压弯工艺的开始至合模过程中，将管坯的充液压力从预压力逐步增加至成型压力，以使管坯在压弯过程中产生膨胀；
合模后，将管坯内的充液压力增加至扩张压力并保持设定时间，以使管坯膨胀至与动模腔和静模腔的内表面相贴合；
打开模具，取出制作成型的管件。


2.根据权利要求1所述的小弯曲半径超薄壁管件制造方法，其特征在于，所述管件的外径包括15至200mm，所述管件的壁厚包括0.35mm至0.8mm，所述管件的弯曲半径与外径之比在0.5以上。


3.根据权利要求1所述的小弯曲半径超薄壁管件制造方法，其特征在于，所述动模腔包括动模成品段和连接在动模成品段两端的动模工艺过渡段，所述静模腔包括静模成品段和连接在静模成品段两端的静模工艺过渡段，取出成型的管件后，将动模工艺过渡段与静模工艺过渡段之间的管件切除。


4.根据权利要求3所述的小弯曲半径超薄...

【专利技术属性】
技术研发人员：周军生，刘广友，郭训忠，丁仕雷，
申请(专利权)人：南京航威智造科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32