一种两侧带翻边管件的成形方法技术

技术编号：40255109 阅读：12 留言：0更新日期：2024-02-02 22:47

本发明专利技术涉及金属管翻边成形领域，特别是一种两侧带翻边管件的成形方法，适于两侧带翻边的包括异形截面管件成形。该方法通过使用在直管坯内部填充高压液体的方法使管坯沿着模具形状产生胀形，采用两侧推头控制管件补料以调整管件在变形时的应力状态，通过控制模具的移动可以实现垂直于管件轴向的加载，进而达到包括扁管在内的异形管成形，将获得的具有大膨胀率的变径管件取出，按照尺寸需要将胀形区顶端切除实现最终两侧带翻边管件的成形。本发明专利技术能够实现多种截面形状两侧均带翻边的管件成形，同时可以一次成形多个两侧带翻边的管件，成形效率高，克服了传统管件翻边工艺的翻边开裂、表面质量差以及异形截面管件翻边困难等成形缺陷。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金属管翻边成形领域，特别是一种两侧带翻边管件的成形方法，适用于两侧带翻边(包括异形截面)的管件成形。

技术介绍

1、管路系统在航空航天、核电、汽车等工业领域作用和地位至关重要，很多管路系统服役条件极端，管路在服役过程中，导管连接处容易出现连接松动、密封性差等问题，因此管路系统的连接直接影响了管路系统的可靠性。管形构件的连接多采用法兰连接，目前管件的法兰主要通过管件翻边获得，因此提升管件的翻边质量十分必要。

2、针对管件的翻边成形，目前比较常用的工艺主要包括冲压扩口成形、旋压翻边、电磁翻边等。但是上述传统的翻边工艺也存在很多局限性，例如：当管件的翻边量比较大时，存在翻边外缘壁厚减薄严重甚至开裂、表面质量差等问题；当成形异形截面管件翻边时，由于其截面形状不对称；当局部位置形状变化较大时，其位置材料容易堆积起皱，传统工艺很难成形。此外，目前的管件翻边工艺均集中于管件单侧的翻边成形，当管件两侧均带有法兰特征时，传统翻边工艺需要多道次成形，成形效率低。特别是两侧带翻边的异形截面管件成形难度更高，目前只能通过板材两侧翻边后拼焊成管件，在两个板材拼焊处再焊接多个补片成形，焊接难度大，降低了整体管件的可靠性，因此急需改进现有工艺。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种两侧带翻边管件的成形方法，解决传统管件翻边工艺的翻边开裂、表面质量差以及异形截面管件翻边困难等成形缺陷。

2、为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：</p>

3、一种两侧带翻边管件的成形方法，该方法是按照以下步骤进行的：

4、步骤1：根据所需要成形产品的形状，设计和加工液压成形上模具、液压成形下模具以及推头，选择合适的管坯尺寸与液压成形上模具、液压成形下模具组合的型腔形状和尺寸相匹配；

5、步骤2：液压成形下模具保持固定，将管坯放置于液压成形下模具的下模型腔之内，且液压成形下模具的下模型腔与管坯呈滑动配合，液压成形上模具与液压成形下模具合模后，左右两侧推头移动将管坯两端头进行密封；

6、步骤3：启动液压胀形机充液部件向密封的管坯内部填充高压液体并施加压力，型腔两侧推头控制管坯补料，在两者共同作用下，使管坯完全贴模，达到目标尺寸；

7、步骤4：将压力卸载后，液压成形上模具上移，开模取出管坯，得到符合目标尺寸的胀形后管坯；对胀形后管坯按照尺寸需要把胀形区顶端切除，获得两侧带翻边的零件。

8、所述的两侧带翻边管件的成形方法，该方法通过使用在直管坯内部填充高压液体的方法使管坯沿着模具形状产生胀形，采用两侧推头控制管坯补料以调整管坯在变形时的应力状态，通过控制模具的移动实现垂直于管坯轴向的加载，实现圆截面管坯、扁管管坯或异形截面管坯成形为变截面管坯，将获得的具有大膨胀率的变截面管坯取出，按照尺寸需要将胀形区顶端切除实现最终两侧带翻边管件的成形。

9、所述的两侧带翻边管件的成形方法，步骤1中，液压成形上模具的上模型腔和液压成形下模具的下模型腔深度为管坯截面高度的一半，上模型腔两侧设有定位销孔，下模型腔两侧设有与定位销孔对应的定位销，液压成形上模具、液压成形下模具周边设有用于与液压胀形机连接的安装螺孔。

10、所述的两侧带翻边管件的成形方法，步骤1中，推头整体直径等于管坯外径，且推头与管坯对应的前端直径小于管坯内径，使推头前端伸至管坯内，实现对管坯施加推力的作用；推头内部设有液体输送孔，实现高压液体的施加，推头外侧设有推头套，推头套内腔与推头间安装密封圈来实现管坯密封。

11、所述的两侧带翻边管件的成形方法，步骤1中，液压成形上模具的上模型腔均匀开设上模型腔变截面段，液压成形下模具的下模型腔开设有下模型腔变截面段，上模型腔变截面段与下模型腔变截面段一一对应，形成管件两侧翻边一模多出的胀形区。

12、所述的两侧带翻边管件的成形方法，步骤3中，推头移动和时间的关系与内压力和时间的关系以及两者的匹配关系由有限元模拟获得。

13、所述的两侧带翻边管件的成形方法，步骤4中，对胀形后管坯按照尺寸需要把胀形区顶端切除时，根据相应管件尺寸设计简单的工装，切割方式为线切割或者激光切割。

14、所述的两侧带翻边管件的成形方法，当翻边长度较高时，使用一次胀形无法成形时，使用预胀形成形较低高度后，对预胀形管坯进行中间退火处理，再进行步骤1-步骤4。

15、所述的两侧带翻边管件的成形方法，根据要求改变切割区域，获得单侧带翻边的管件；根据要求改变模具形状，获得各类异形截面两侧带翻边的管件。

16、所述的两侧带翻边管件的成形方法，根据具体管件尺寸设计模具形状，实现一次成形获得多个两侧带翻边的管件。

17、本专利技术的设计思想是：

18、本专利技术通过管材液压成形的工艺实现较大截面变形量的管材变径管胀形成形，而后依据尺寸需要将胀形区顶端切除实现最终两侧带翻边管件的成形，充分结合了管材液压胀形可以实现大膨胀率胀形、成形效率和成形质量高的优点，并且依据工艺原理可以实现一次成形多个两侧带翻边的管件，克服了传统管件翻边工艺的翻边开裂、表面质量差以及异形截面管件翻边困难等成形难点。

19、本专利技术的优点及有益效果是：

20、1、现有管材翻边技术截面翻边变形量较小，本专利技术采用液压成形可以成形大膨胀率变径管件，再将胀形区顶端切除后即可获得翻边变形量大的管件。

21、2、本专利技术通过采用液压成形获得翻边成形，其翻边表面质量相比传统翻边工艺好。

22、3、本专利技术通过采用液压成形可以实现一模多件、两侧翻边同时成形，成形效率高。

23、4、本专利技术通过采用液压成形可以实现各类异形截面管件的两侧翻边成形，传统翻边工艺很难实现异形截面管件翻边。

24、5、本专利技术的两侧带翻边管件的成形方法可以成形钢、铝、铜等金属及合金材料。

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【技术保护点】

1.一种两侧带翻边管件的成形方法，其特征在于，该方法是按照以下步骤进行的：

2.按照权利要求1所述的两侧带翻边管件的成形方法，其特征在于，该方法通过使用在直管坯内部填充高压液体的方法使管坯沿着模具形状产生胀形，采用两侧推头控制管坯补料以调整管坯在变形时的应力状态，通过控制模具的移动实现垂直于管坯轴向的加载，实现圆截面管坯、扁管管坯或异形截面管坯成形为变截面管坯，将获得的具有大膨胀率的变截面管坯取出，按照尺寸需要将胀形区顶端切除实现最终两侧带翻边管件的成形。

3.按照权利要求1所述的两侧带翻边管件的成形方法，其特征在于，步骤1中，液压成形上模具的上模型腔和液压成形下模具的下模型腔深度为管坯截面高度的一半，上模型腔两侧设有定位销孔，下模型腔两侧设有与定位销孔对应的定位销，液压成形上模具、液压成形下模具周边设有用于与液压胀形机连接的安装螺孔。

4.按照权利要求1所述的两侧带翻边管件的成形方法，其特征在于，步骤1中，推头整体直径等于管坯外径，且推头与管坯对应的前端直径小于管坯内径，使推头前端伸至管坯内，实现对管坯施加推力的作用；推头内部设有液体输送孔，

5.按照权利要求1所述的两侧带翻边管件的成形方法，其特征在于，步骤1中，液压成形上模具的上模型腔均匀开设上模型腔变截面段，液压成形下模具的下模型腔开设有下模型腔变截面段，上模型腔变截面段与下模型腔变截面段一一对应，形成管件两侧翻边一模多出的胀形区。

6.按照权利要求1所述的两侧带翻边管件的成形方法，其特征在于，步骤3中，推头移动和时间的关系与内压力和时间的关系以及两者的匹配关系由有限元模拟获得。

7.按照权利要求1所述的两侧带翻边管件的成形方法，其特征在于，步骤4中，对胀形后管坯按照尺寸需要把胀形区顶端切除时，根据相应管件尺寸设计简单的工装，切割方式为线切割或者激光切割。

8.按照权利要求1所述的两侧带翻边管件的成形方法，其特征在于，当翻边长度较高时，使用一次胀形无法成形时，使用预胀形成形较低高度后，对预胀形管坯进行中间退火处理，再进行步骤1-步骤4。

9.按照权利要求1所述的两侧带翻边管件的成形方法，其特征在于，根据要求改变切割区域，获得单侧带翻边的管件；根据要求改变模具形状，获得各类异形截面两侧带翻边的管件。

10.按照权利要求1所述的两侧带翻边管件的成形方法，其特征在于，根据具体管件尺寸设计模具形状，实现一次成形获得多个两侧带翻边的管件。

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【技术特征摘要】

1.一种两侧带翻边管件的成形方法，其特征在于，该方法是按照以下步骤进行的：

4.按照权利要求1所述的两侧带翻边管件的成形方法，其特征在于，步骤1中，推头整体直径等于管坯外径，且推头与管坯对应的前端直径小于管坯内径，使推头前端伸至管坯内，实现对管坯施加推力的作用；推头内部设有液体输送孔，实现高压液体的施加，推头外侧设有推头套，推头套内腔与推头间安装密封圈来实现管坯密封。

5.按照权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：解文龙，宋鸿武，徐勇，张士宏，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：

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