具有封闭腔变截面异形件的柔性成形方法技术

本发明专利技术涉及一种具有封闭腔变截面异形件的柔性成形方法，属于机械制造领域。其特征是预制一个带有最终形状的空腔上、下模具，将计算后留有余量的预制工件放入空腔中，合模并固定。将混合物通入到具有封闭腔或是具有可封闭空腔功能的工件中，点燃混合物，通过热冲击波使工件局部膨胀，从而实现工件的成形。特点是成形力大，可以针对不同的预成形件材料选择不同的混合物比例，并且可以选择先预热再成形、也可以选择一次成形或多次成形等方式，有利于成形件的精确成形。

【技术实现步骤摘要】

一种，属于机械工程领域
技术介绍
具有封闭腔变截面异形件在汽车、航空航天、船舶等制造领域得到广泛的应用，一般的成形方法是通过焊接、机械去除加工、液压胀形或旋压等工艺实现，这几种工艺具有过程复杂、成本偏高、成形效率低下，不利于工件精确成形的缺陷。本成形方法通过将可燃混合物通入封闭腔，首先对于壁厚在0. 1 0. 4_之间的工件，通过加压就可以实现；对于壁厚超出0. 4mm的可塑性较好工件，首先需要在其外表加装模具，然后点燃混合物，利用气体燃烧爆炸形成的超高压实现工件的成形，由于气体燃烧过程中释放出大量的热量有利于工件的成形，同时长时间通入气体，有利于工件的贴模和成形精度。
技术实现思路
本专利技术的目的是改进普通的成形方法通过焊接、机械去除加工、液压胀形或旋压等工艺所具有的成形过程复杂，成本偏高，成形效率低下，不利于工件的精确成形的不足。 满足汽车、航空航天、船舶、建筑等行业对空腔变截面异型件的需求。本专利技术所提出的具有封闭腔变截面异型件的柔性成形方法，对于冷塑性较好的材料预成形工件，可以直接爆燃成形，而对于需要热成形的工件，可以通过控制气体混合物的混合比例达到燃烧，后在通入达到爆燃临界点的混合气体点燃实现热胀形。而对于变形量较大的工件，还可以实现多次爆燃胀形，从而实现渐进式成形。本专利技术可以通过以下技术方案实现以上所述的目的，结合附图说明如下，包括以下步骤步骤一，预制一个带有最终形状的空腔的上、下模具(5、8)，将计算后留有余量的预制工件(4)放入空腔中，合模并固定。步骤二，将混合物通入到具有封闭腔或是具有可封闭空腔功能的预制工件(4) 中，点燃混合物，通过热冲击波使预制工件(4)局部膨胀，从而实现工件成形。所述的预制工件内的混合物是由可燃气体与助燃气体混合物、或可燃液体与助燃气体的混合物、或粉尘与助燃气体的混合物构成。所述的上、下模具(5、8)上装有控制混合物流量的流量阀(1)、压力表O)以及在模具空腔中布置有位置传感器。其作用是通过传感器所释放的信号来判断工件是否达到了欲制的形状。所述的预制工件的腔中布置有点火器(3)，其上可以有一个或多个点火点，点火点的数量主要取决于工件形状，点火器的电缆通过圆管固结在工件腔内，当需要有个点火点时，在圆管上开圆孔，并安装点火装置即可。所述的预制工件(4)在成形前进行弯曲、轴向压缩预成形处理。所述的混合物根据预制工件的壁厚不同，其混合比例不同，点燃顺序不同，对于冷塑性较好的预制工件G)，直接混合达到爆燃临界点的混合物点燃爆燃胀形；而对于需要热成形的预制工件(4)，首先通入混合物实现由完全燃烧释放热量，预热工件，然后再通入达到爆燃临界点的混合物进行爆燃胀形，从而实现终成形。所述的步骤二，可以进行一次或多次通入混合气体爆燃胀形。为了实现具有封闭腔变截面异形件成形，降低生产成本，满足汽车、航空航天、船舶、建筑等行业的需要，本专利技术提供一种效率较高的中空变截面件的柔性成形方法。本专利技术提供的具有封闭腔变截面异形件柔性成形方法，将预成形件放入已经加工完毕的上、下模具中，且封闭预成形件的两端，同时留有点火装置和进出混合物的管路，将混合物通入预成形件的封闭腔内，通过两种途径可以实现工件的成形，首先对于预成形件的材料具有可塑性时，调整混合物的比例实现爆燃就可以达到胀形；对于需要热成形的材料，需要首先调整混合物的混合比例，使其先燃烧，通过释放热量使预成件预热，然后再通入达到爆燃临界点的混合物实现爆燃胀形。本专利技术所述的方法中一般以一次通入混合物实现胀形，但是对于变形量要求较大或塑性较差的工件，需要多次通入混合物实现多次点燃爆燃成形。附图说明图Ia为将预成形件放置在模腔中的示意图。图Ib为预成形件爆燃成形后成形件充满模腔的示意图。图2是将预成形件轴向压缩使其局部产生褶皱，从而为成形件预留较大成形余量的示意图。图3为成形较大变形工件时采用渐进式多次爆燃成形过程示意图，其中双点划线为每次爆燃后工件外表面所处的位置。图中，1.流量阀，2.压力表，3.点火器，4.预制工件，5.上模，6.堵孔器，7.压力表，8.下模具体实施方式下面结合附图所示的实施例进一步说明本专利技术的具体内容和成形过程。本专利技术所述的一种具有，采用以下几个步骤首先，预制一个带有最终形状的的上模5和下模8，将计算后留有余量的预制工件4 放入空腔中，合模并固定。其次，将混合物通入到具有封闭腔或是具有可封闭空腔功能的预制工件4中，通过点火器3点燃混合物，通过爆燃使预制工件局部胀形，从而实现预制工件的成形。其混合物的压力通过压力表2测定，混合物的通入和流出通过阀门1控制，以及在模具空腔中布置有位置传感器。其作用是通过传感器所释放的信号来判断工件是否达到了欲制的形状。所述的预成形工件可以在成形前进行弯曲、轴向压缩等预成形处理。所述的预成形工件的混合物可以是可燃气体与助燃气体混合物或可燃液体和助燃气体的混合物或粉尘和助燃气体的混合物构成。所述的混合物根据预制工件4的壁厚不同，其混合比例不同，点燃顺序不同，对于冷塑性较好的预制工件4，可以直接混合达到爆燃临界点的混合物点燃爆炸成形皆可；而对于需要热成形的预制工件4，可以首先通入混合物实现由完全燃烧释放热量，预热预制工件，然后再通入达到爆燃临界点的混合物进行爆燃胀形，从而实现终成形。所述步骤二的混合物可以进行多次通入预制工件4的封闭腔内实现多次爆燃实现渐进式爆燃胀形。图1为预制工件4在模腔中爆燃成形的过程示意图，根据图Ia所示，先将预制工件4放置在模腔中，合模并固定，将混合物通过管路通入预制工件4的空腔中，利用点火器 3点燃混合物，使预制工件4胀形充满模腔(参阅图Ib所示)，通过传感器的信号可以在模具外边观测并判断预制工件4的变形情况，进而判断是否在进行下一次成形。图2是预制工件4轴向压缩使其局部产生褶皱，从而为预制工件4预留较大成形余量的示意图。首先对于要求变形量较大的预制工件，预制工件的壁厚的延展性不能达到所需，故必须对预制工件4进行预成形，将预成形件的两端进行压缩，使其产生一定的加工余量，为终成形奠定基础。图3为成形较大变形预制工件4时采用渐进式多次爆燃成形过程示意图。对于变形量较大预制工件或者是塑性较差的材料，将成形过程分割成多次进行，实现渐进式成形， 首先第一次通入少许混合物，进行爆燃，不仅可以使预制工件产生少许变形，同时也可以对预制工件进行预热处理，有利于下一步的成形。很明显，以上描述以及附图中所示的内容均应被理解为是示例性的，而非意味着对本专利技术所述方法的限制。对于本领域的技术人员来讲，显然可以在本专利技术的基础上对其进行修改。但如前所述，本领域的技术人员可以根据实际需要自由选择配比混合物，增减点火点，增减扰流器等的数量和布置形式，等等。显然，这些修改均应包含在本专利技术的范围内。权利要求1.，其特征在于，包括以下步骤步骤一，预制一个带有最终形状的空腔的上、下模具(5、8)，将计算后留有余量的预制工件(4)放入空腔中，合模并固定；步骤二，将混合物通入到具有封闭腔或是具有可封闭空腔功能的预制工件中，点燃混合物，通过热冲击波使预制工件(4)局部膨胀，从而实现工件成形。2.根据权利要求1所述封闭腔变截面异形件的柔性成形方法，其特征在于，所述的预制工件内的混合物是由可燃气体与助燃气体混合物、或可燃液本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡志清，冯增铭，刘纯国，甄娇娇，李寿涛，孙广平，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：