本发明专利技术公开了一种铝合金空心件温胀形成形装置及方法，铝合金空心件温胀形成形装置包括增压冲头(2)、进给冲头(8)、成型模具(5)、加热丝(10)、弹性元件(3)，增压冲头(2)一端为增压头(4)，成型模具(5)内部设置加热丝(10)；进给冲头(8)外径与管坯(6)的直径相等，进给冲头(8)堵在管坯(6)的两端，起到密封管坯(6)的作用；然后利用模具中的加热丝对管坯进行加热到成形温度，此时低熔点合金融化成液体，在两端复合冲头的同时作用下，实现铝合金管材的温胀形，最终得到空间形状复杂、性能良好的铝合金空心件。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属空心构件先进制造
，特别涉及铝合金空心件温胀形的成形装置及方法。
技术介绍
实现汽车轻量化是汽车产品现代化的重要研究内容，现今主要通过采用轻质合金材料和“以空代实”、变截面等方法来减轻汽车的重量。轻合金材料如铝合金由于具有较低的密度，在航空、航天、汽车制造等领域应用越来越广泛。但是，由于室温下铝合金的塑性较低，成形性能较差，大大地限制了轻合金复杂形状零件的成形，进而影响了铝合金在实际工业中的生产与应用。近年来，采用温成形方法进行轻合金空心管件的温胀形已成为研究领域的热点。由于现有的液压胀形技术无法满足加热的要求，故制备铝合金空心件主要是在室温下直接进行胀形，即冷成形过程，而采用传统的方法，就会存在以下缺点:(I)由于铝合金的塑性成形性能很差，故在室温下直接进行液压胀形，所能成形的空心件的形状十分有限，这就导致铝合金胀形空心件的结构单一，无法满足市场的需求；(2)铝合金在冷胀形过程中，由于成形性能不佳，材料流动不合理，某些区域减薄会十分严重，这就导致成形件的质量和使用性能大大降低，限制了铝合金空心件的使用。
技术实现思路
现有的铝合金液压胀形技术，由于无法满足管材加热的要求，故无法满足复杂铝合金空心件的成形。本专利技术针对现有制备方法的弊端，提出了新的成形装置及方法。采用温胀形的方法制备壁厚均匀、性能优良的铝合金空心件，有效地解决了实际应用中的铝合金管材液压胀形困难、成形质量不高的问题。—种铝合金空心件温胀形成形装置，包括增压冲头(2)、进给冲头(8)、成型模具(5)、加热丝(10)、弹性元件(3)，增压冲头(2)—端为增压头(4)，增压头(4)连接增压轴(11)的一端，增压轴(11)穿过所述进给冲头(8)中部的通孔，增压轴(11)另一端通过螺栓、螺母(I)与进给冲头(8)外部连接形成复合冲头；成型模具(5)内部设置加热丝(10);进给冲头外径与管坯(6)的直径相等，进给冲头(8)堵在管坯(6)的两端，起到密封管坯(6)的作用;管坯(6)内部填充有低熔点合金棒材(9)，增压冲头(2)插入低熔点合金棒材(9)之间，利用加热丝(10)对管坯(6)加热温胀形所需的温度，此时低熔点合金棒材(9)全部融化为液体;根据低熔点合金的体积，结合管坯直径算出复合冲头的进给量，进给复合冲头，进给冲头(8)补料，增压冲头(2)挤压低熔点合金，对管坯内部提供胀形压力。所述的铝合金空心件温胀形成形装置，连接增压轴(11)和进给冲头(8)的螺栓中部套有弹性元件(3)以传递进给冲头(8)的压力到增压冲头(2)根据所述的铝合金空心件温胀形成形装置进行铝合金空心件温胀形的方法，通过下列步骤加以实现:第一步，将铝合金管坯放入成型模具(5)中，用低熔点合金棒材(9)装入管坯，上下模合模；第二步，用由增压冲头和进给冲头组合的复合冲头对管坯的左右两端进行密封处理，其中进给冲头的外径和管坯的外径相同；第三步，利用模具中的加热丝对管坯加热到温胀形所需的温度，此时低熔点合金全部融化为液体；第四步，利用复合冲头对铝合金管坯进行胀形，得到形状复杂的零件；第五步，卸压、开启模具，取出成形的零件；第六步，将所得到的零件放到热水中浸泡取出，最终得到铝合金的复杂空心件。所述的方法，第一步中管材内部由低熔点合金填满。所述的方法，温胀形过程中所需的温度为100_150°C。有益效果:1、本专利技术为铝合金空心件的温胀形提供了一种新的成形方法;最终成形件壁厚最大减薄率小于12.5%;2、本专利技术有效地解决了铝合金液压胀形复杂件成形困难的问题，同时对于提高了铝合金成形性能、提高成形质量等具有重要指导意义；3、本专利技术方法简单可行，生产效率高，在航空、航天、汽车制造等工程领域具有重要的工程应用价值和明显的经济效益。【附图说明】图1为铝合金温胀形原理示意图；I螺母，2增压冲头，3弹性元件，4增压头，5成型模具，6管坯，7楔形断面，8进给冲头，9低熔点合金棒材，10加热丝，11增压轴。【具体实施方式】下面通过具体的实施例子，详细说明5182铝合金、5083铝合金以及7075铝合金温胀形成复杂空心件的成形工艺。实施例1参考图1，铝合金空心件温胀形成形装置包括增压冲头2、进给冲头8、成型模具5、加热丝10、弹性元件3，增压冲头2—端为增压头4，增压头4连接增压轴11的一端，增压轴11穿过所述进给冲头8中部的通孔，增压轴11另一端通过螺栓、螺母I与进给冲头8外部连接形成复合冲头，连接增压轴11和进给冲头8的螺栓中部套有弹性元件3以传递进给冲头8的压力到增压冲头2;成型模具5内部设置加热丝10;进给冲头8外径与管坯6的直径相等，进给冲头8堵在管坯6的两端，起到密封管坯6的作用;管坯6内部填充有低熔点合金棒材9，增压冲头2插入低熔点合金棒材9之间，利用加热丝10对管坯6加热温胀形所需的温度，此时低熔点合金棒材9全部融化为液体;根据低熔点合金的体积，结合管坯直径算出复合冲头的进给量，进给复合冲头，进给冲头(8)补料，由于增压冲头2进入低熔点合金中的体积变大，挤压低熔点合金，对管坯内部提供胀形压力。增压冲头类似于液压活塞的作用，将管材内部的压力升高进行胀形，是升压介质。实施例2第一步，将长300mm、直径50mm、壁厚2mm的5182铝合金放入三通成形模具中，用低熔点合金棒材装入管坯，上下模合模；第二步，用由增压冲头和进给冲头组合的复合冲头对管材的左右两端进行密封处理，其中进给冲头的外径和管坯的外径相同；第三步，利用模具中的加热丝对管坯加热到150°C，低熔点合金全部融化为液体；第四步，利用复合冲头对铝合金管坯进行胀形，得到铝合金三通的零件；第五步，卸压、开启模具，取出成形的零件；第六步，将所得到的零件放到100°C的热水中浸泡取出，最终得到铝合金的的三通空心件。实施例3第一步，将长350mm、直径60mm、壁厚3mm的5083铝合金管坯放入盒形件模具中，用低熔点合金棒材填满管材，上下模合模；第二步，用由增压冲头和进给冲头组合的复合冲头对管材的左右两端进行密封处理，其中进给冲头的外径和管坯的外径相同；第三步，利用模具中的加热丝对管坯加热到120°C，此时低熔点合金全部融化为液体；第四步，利用复合冲头对铝合金管坯进行胀形，得到成形零件；第五步，卸压、开启模具，取出成形的零件；第六步，将所得到的零件放到100°C的热水中浸泡取出，最终得到铝合金盒形件的空心件。 实施例4第一步，将长400mm、直径40mm、壁厚2mm铝合金管坯放入阶梯管件模具中，用低熔点合金棒材填满管材，上下模合模；第二步，用由增压冲头和进给冲头组合的复合冲头对管材的左右两端进行密封处理，其中进给冲头的外径和管坯的外径相同；第三步，利用模具中的加热丝对管坯加热到100°C，此时低熔点合金全部融化为液体；第四步，利用复合冲头对铝合金管坯进行胀形，得到阶梯形状的零件；第五步，卸压、开启模具，取出成形的零件；第六步，将所得到的零件放到100°C的热水中浸泡取出，最终得到铝合金的阶梯形空心件。应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本专利技术所附权利要求的保护范围。【主权项】1.一种铝合金空心件温胀形成形装置，其特征在于，包括增压冲头(2)、进给冲本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种铝合金空心件温胀形成形装置，其特征在于，包括增压冲头(2)、进给冲头(8)、成型模具(5)、加热丝(10)、弹性元件(3)，增压冲头(2)一端为增压头(4)，增压头(4)连接增压轴(11)的一端，增压轴(11)穿过所述进给冲头(8)中部的通孔，增压轴(11)另一端通过螺栓、螺母(1)与进给冲头(8)外部连接形成复合冲头；成型模具(5)内部设置加热丝(10)；进给冲头(8)外径与管坯(6)的直径相等，进给冲头(8)堵在管坯(6)的两端，起到密封管坯(6)的作用；管坯(6)内部填充有低熔点合金棒材(9)，增压冲头(2)插入低熔点合金棒材(9)之间，利用加热丝(10)对管坯(6)加热温胀形所需的温度，此时低熔点合金棒材(9)全部融化为液体；根据低熔点合金的体积，结合管坯直径算出复合冲头的进给量，进给复合冲头，进给冲头(8)补料，增压冲头(2)挤压低熔点合金，对管坯内部提供胀形压力。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郭训忠，潘蕾，陶杰，马福业，王刘安，郭群，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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