一种双向加压管材充液成形方法技术

本发明专利技术提出一种双向加压管材充液成形方法，包括步骤一：对管材进行预成型；步骤二：向预成型的管坯内充入高压液体，对预成型的管坯进行密封；步骤三：开启排气孔，从增压孔向模腔内充入高压液体，排出模腔内空气后对膜腔进行密封；步骤四：通过溢流阀和高压源调节预成型的管坯内外压力，开始成形；步骤五：完全成形后，卸去成形后管件的内外压力，将模腔内高压液体排出；步骤六：去除零件多余材料。本发明专利技术提供的成形方法基于管材充液成形技术，其成形零件具有精度高，成形零件质量好，可成形特种材料、复杂结构的零件等优点，且具有管件成形极限大、强度和刚度高、工件壁厚分布均匀、材料利用率高、成形零件表面质量好等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于金属压力加工领域，具体为。
技术介绍
汽车轻量化是当今汽车制造业发展的主潮流，近年来随着节能减排要求的日益迫切和轻量化技术的不断发展，汽车制造领域出现了空心结构件。传统的空心结构件多采用锻压零件焊接而成，其零件应力集中现象较为明显，且存在大量的焊缝以及加工残余量，这些都大大的增加了整车的重量。若采用内高压成形技术成形空心结构件，不仅能减少焊缝及加工残余量，减轻整车重量，减少加工道次，降低生产成本，还能有效地提高空心结构件的精度和力学性能。管材内高压成形技术利用充入管腔中的具有一定压力的液体介质作为凸模，在液体压力及管端所施加的轴向力的共同作用下，使管坯发生变形贴合模具型腔而得到所需几何形状的零件。该技术具有精度高，成形零件质量好，可成形特种材料、复杂结构的零件等优点。但受材料力学性能以及加工工艺的影响，目前许多空心管件仍无法使用内高压成形技术成形。其主要表现为因管料长径比较大，对于工件大膨胀率区域，膨胀率是指从原始管材周长成为零件最大横截面周长的变化率，该参数是衡量管材充液成形难度的一个重要指标，两端冲头无法对其进行及时有效地补料致使该区域减薄率过大，通常情况下，当长径比大于5、膨胀率大于50%时，一般金属材料将难以成形；对于模具中半径较小的圆角，成形过程中若压力过小，则管料难以与其完全贴合，若压力过大，则管料虽能贴膜，但极易造成成形后的零件壁厚分布不均勻，局部壁厚过度减薄、甚至破裂。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的目的在于设计出， 它能有效地提高管件充液成形极限，提高零件的成形精度。本专利技术提供的基于管材充液成形技术，其成形零件具有精度高，成形零件质量好，可成形特种材料、复杂结构的零件等特点。本专利技术提出的，具体包括以下几个步骤步骤一选择管材作为为坯料，根据模具的形状对管材进行预成型，将预成型的管坯置于成形设备的下模中。步骤二 将上模和下模进行合模，形成模腔，同时调整左冲头和右冲头位置，使左冲头和右冲头轴线与预成型的管坯的中心线重合，向预成型的管坯内充入高压液体，排出预成型的管坯内空气后，左冲头和右冲头轴向相对进给，对预成型的管坯进行密封。步骤三待预成型的管坯内液体完全密封后，开启上模的排气孔，从下模的增压孔向模腔内充入高压液体，排出模腔内空气后，关闭上模中排气孔对膜腔进行密封。步骤四通过溢流阀和高压源调节预成型的管坯内外压力，开始成形，同时在成形过程中通过左冲头和右冲头轴向相对运动对预成型的管坯进行补料，模腔内多余液体从上模的排气孔中溢出，溢出量由与排气孔相连的溢流阀控制。步骤五待预成型的管坯完全成形后，卸去成形后管件的内外压力，将模腔内高压液体排出。步骤六退出左冲头和右冲头，打开模具，取出成形后管件，去除成形后管件的多余材料，得到所需工件。本专利技术的优点在于(1)本专利技术提供的基于管材充液成形技术，其成形零件具有精度高，成形零件质量好，可成形特种材料、复杂结构的零件等优点。(2)；本专利技术提供的，采用管材内外双向加压的方法，故其成形工件较单向加压内高压成形具有管件成形极限大、强度和刚度高、工件壁厚分布均勻、材料利用率高、成形零件表面质量好等优点。附图说明图1 本专利技术提供的所用装置的结构示意2 本专利技术提供的的流程示意图。2-上模；3-预成型的管坯；4-排气孔；6-橡胶密封圈；7-增压孔；8-下模；10-高压源。图中1-左冲头；5-右冲头；9-溢流阀；具体实施例方式下面将结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。本专利技术提出的，该方法所使用的设备为双向加压管材充液成形装置，如图1所示，该装置在现有的内高压成形设备基础上改装而成，即在内高压成形设备的上模2加开排气孔4，排气孔连接有溢流阀9，用于控制排出气体的流量，在其下模8加开增压孔7，通过在上模2和下模8内增加橡胶密封圈6改善其密封性能，使得上模和下模形成的模腔间能形成封闭液室。该双向加压管材充液成形方法包括以下几个步骤，如图2所示步骤一选择管材作为为坯料，根据模具的形状对管材进行预成型，将预成型的管坯3置于双向加压管材充液成形设备的下模8当中。步骤二 将上模2和下模8进行合模，形成模腔，同时调整左冲头1和右冲头5位置，使左冲头1和右冲头5轴线与预成型的管坯3的中心线重合，向预成型的管坯3内充入高压液体，排出预成型的管坯3内空气后，左冲头1和右冲头5轴向相对进给(相对距离减小的方向进给)，对预成型的管坯3进行密封。步骤三待预成型的管坯3内液体完全密封后，开启上模2的排气孔4，从下模8的增压孔7向模腔内充入高压液体，排出模腔内空气后，关闭上模2的排气孔4对膜腔进行密封。步骤四通过溢流阀9和高压源10调节预成型的管坯3内外压力，开始成形，同时在成形过程中通过左冲头1和右冲头5轴向相对运动对预成型的管坯3进行补料，模腔内多余液体从上模2的排气孔4中溢出，溢出量由与排气孔4相连的溢流阀9控制。步骤五待预成型的管坯3完全成形后，形成所需管件，卸去成形后管件的内外压力，将模腔内高压液体排出。步骤六退出左冲头1和右冲头5，打开模具，取出成形后管件，利用机械加工等方法去除成形后管件的多余材料，即可得所需工件。在上述双向加压管材充液成形方法中，为了提高材料的塑性和成形极限，可将预成型的管坯3内外充入的高压液体介质进行适当加热。权利要求1.，其特征在于包括以下几个步骤步骤一选择管材作为为坯料，根据模具的形状对管材进行预成型，将预成型的管坯置于成形设备的下模中；步骤二 将上模和下模进行合模，形成模腔，同时调整左冲头和右冲头位置，使左冲头和右冲头轴线与预成型的管坯的中心线重合，向预成型的管坯内充入高压液体，排出预成型的管坯内空气后，左冲头和右冲头轴向相对进给，对预成型的管坯进行密封；步骤三待预成型的管坯内液体完全密封后，开启上模的排气孔，从下模的增压孔向模腔内充入高压液体，排出模腔内空气后，关闭上模中排气孔对膜腔进行密封；步骤四通过溢流阀和高压源调节预成型的管坯内外压力，开始成形，同时在成形过程中通过左冲头和右冲头轴向相对运动对预成型的管坯进行补料，模腔内多余液体从上模的排气孔中溢出，溢出量由与排气孔相连的溢流阀控制；步骤五待预成型的管坯完全成形后，卸去成形后管件的内外压力，将模腔内高压液体排出；步骤六退出左冲头和右冲头，打开模具，取出成形后管件，去除成形后管件的多余材料，得到所需工件。2.根据权利要求1所述的，其特征在于所述的步骤一中的成形设备具体为在内高压成形设备的上模上设置有排气孔，在下模上设置有增压孔，排气孔连接有溢流阀，并上模和下模内设置有橡胶密封圈，使得上模和下模形成的模腔为封闭液室。3.根据权利要求1所述的，其特征在于所述的步骤二中高压液体和步骤三中高压液体为加热的高压液体。全文摘要本专利技术提出，包括步骤一对管材进行预成型；步骤二向预成型的管坯内充入高压液体，对预成型的管坯进行密封；步骤三开启排气孔，从增压孔向模腔内充入高压液体，排出模腔内空气后对膜腔进行密封；步骤四通过溢流阀和高压源调节预成型的管坯内外压力，开始成形；步骤五完全成形后，卸去成形后管件的内外压力，将模腔内高压液体排出；步骤六去除零件多余材料。本专利技术提供的成形方法基于管材充液成形技术，其成形零件具有精度高，成形零件质量好，可成形特种材料、复杂结构的零件等优点，且具有管件成本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种双向加压管材充液成形方法，其特征在于：包括以下几个步骤：步骤一：选择管材作为为坯料，根据模具的形状对管材进行预成型，将预成型的管坯置于成形设备的下模中；步骤二：将上模和下模进行合模，形成模腔，同时调整左冲头和右冲头位置，使左冲头和右冲头轴线与预成型的管坯的中心线重合，向预成型的管坯内充入高压液体，排出预成型的管坯内空气后，左冲头和右冲头轴向相对进给，对预成型的管坯进行密封；步骤三：待预成型的管坯内液体完全密封后，开启上模的排气孔，从下模的增压孔向模腔内充入高压液体，排出模腔内空气后，关闭上模中排气孔对膜腔进行密封；步骤四：通过溢流阀和高压源调节预成型的管坯内外压力，开始成形，同时在成形过程中通过左冲头和右冲头轴向相对运动对预成型的管坯进行补料，模腔内多余液体从上模的排气孔中溢出，溢出量由与排气孔相连的溢流阀控制；步骤五：待预成型的管坯完全成形后，卸去成形后管件的内外压力，将模腔内高压液体排出；步骤六：退出左冲头和右冲头，打开模具，取出成形后管件，去除成形后管件的多余材料，得到所需工件。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郎利辉，王永铭，谢亚苏，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：11