内高压成型模具制造技术

本发明专利技术公开了一种内高压成型模具，适用于轴线为曲线的管坯的内高压成型，包括上模和与上模对位设置的下模，以及匹配上模与下模所确定型腔的两端设置的各一个推压推头，所述型腔被配置为直腔段和过渡腔段；其中，直腔段由上模模腔本体和下模模腔本体所提供；过渡腔段由装配在上模或者下模上的在水平方向上对位的内夹块和外夹块所提供。依据本发明专利技术在相对较小的成型压力的条件下可用于复杂管坯成型。

Internal high pressure forming die

The invention discloses a high-pressure molding mold, suitable for tube curve of the axis of internal high-pressure forming, including mould die and die contraposition set, and matching the upper die and the lower die cavity is determined at both ends of a push push, the cavity is the configuration for straight section and transition section of cavity cavity; the cavity section provided by the upper die body and a lower die body; transition cavity by the assembly in the upper die or the lower die in the horizontal direction positioning internal clamping blocks and the outer clamping block is provided. According to the present invention, it can be used for forming a complex pipe blank under relatively small molding pressure.

【技术实现步骤摘要】
内高压成型模具
本专利技术涉及一种内高压成型模具。
技术介绍
内高压成型工艺又被称作液压胀型成型工艺，其基本原理是采用外部增压装置产生高压液体，高压液体促使金属坯料变形成为具有复杂三维形状的零件。内高压成型技术按照加工坯料的几何形状，可以分为三种类型：板料液压成型、壳体液压成型和管材液压成型。其中管材液压胀形是通过管材内部液体压力和轴向力的共同作用使管材按照模具型腔的形状胀形，轴向力提供补料的作用。传递内部高压的液体通常采用液压油或水。经过塑性加工成型的镁合金产品通过合理的变截面设计，优化构件的形状、尺寸以及壁厚分布等可获得更好的力学性能，但是这种优化设计常导致结构的复杂化，用传统的冲压等工艺很难一次成型。而内高压成型这种先进的柔性生产技术是生产此类复杂零件的理想方法。例如中国专利文献CN103223434A公开的内高压成型装置所适用工件是结构比较简单的直管件，其各处受力情况比较简单。而图1示出了一种镁合金支架，其管坯结构相对复杂，主要表现在其轴线并不是直线，而曲线。如前所述，内高压成型依赖于液体的压力实现胀形，同时利用轴向力补料，图1所示的管坯不是直管件，会导致管坯的弯管部分各部分受力不均衡，表现为弯管部分的内侧受力小于外侧，并且如图2所示，标号6和7所指引的位置的分型面表现为图中的曲线，管坯14拐弯处所对应的模腔刚度不够，容易产生褶皱，或者开裂。对于模具设计，其难度主要在于拐弯处的设计，不同于板件、级进冲裁，如图1所示的镁合金支架的管坯，其直管部分之间的过渡需要是平滑的过渡，这种过渡可能需要有例如90度的转角，造成模具的设计制造非常困难，内高压成型模具往往只能实现直轴线的成型加工，例如形状相对复杂的排气管，往往通过若干直管段的成型加工后，再加工弯管接头，然后直管段通过弯管接头顺次焊接成型，工艺非常复杂。中国专利文献CN103949523A在其
技术介绍
部分分析了复杂管件的内高压成型问题，同时提出了一种可用于复杂管件内高压成型的设备。其实现复杂管件成型的方法在于设置了转换机构，用于调整推头与管件的轴线一致。然而，应当理解，工件往往是批量生产的，模具设计的基本常识是实现工件的一致性，适于批量生产。中国专利文献CN103949523A所涉及结构只是提高了对多型管件的适应性，而不是复杂结构管件的内高压成型，且该结构与模具设计的基本常识相违背。内高压成型通常需要十MPa级或者百MPa级的内压强，例如图1所示的镁合金管坯的内高压成型，需要70MPa的内压强进行胀形。在合模后，两推压推头相应顶持在管坯的两端，从一个或者两个推压推头通入高压液体，随着成型液体的导入，管坯内的压力逐渐增大，如前所述，由于成型液体压力非常高，这对推头的自持提出了非常高的要求，在一些应用中，内高压过大，可能会使的推头移位，而产生密封问题或者产生工件的变形不在期望的范围内，而产生废品。同时，如中国专利文献CN106122136A提出了内高压成型时型腔超压的问题，显然，上述通过增加成型圧力的方法会面临很多问题，除前述提出的几个问题外，还会出现例如抬模，即将上模向上推开一定距离的问题，管坯的变形完全失控。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种在相对较小的成型压力的条件下可用于复杂管坯成型的内高压成型模具。依据本专利技术的实施例，提供一种内高压成型模具，适用于轴线为曲线的管坯的内高压成型，包括上模和与上模对位设置的下模，以及匹配上模与下模所确定型腔的两端设置的各一个推压推头，所述型腔被配置为直腔段和过渡腔段；其中，直腔段由上模模腔本体和下模模腔本体所提供；过渡腔段由装配在上模或者下模上的在水平方向上对位的内夹块和外夹块所提供。上述内高压成型模具，可选地，内夹块和外夹块装配在下模上，且与下模间的连接为可拆连接。可选地，相对应内夹块，在下模上设有嵌槽，用于内夹块的定位；进而通过上模与下模的合模，以及该内夹块与外夹块的合模实现夹紧。可选地，外夹块在对位于内夹块的方向上被滑移轨道所导引，相应地；在外夹块被导引的方向上设有外夹块推压装置。可选地，上模和下模的侧面轮廓随型腔轴线的变动而变动。可选地，还包括推压推头限位装置，该推压推头限位装置包括：工作头，具有垂直于推压推头推进方向上的工作行程，以在推压推头推压到位后，工作头挡住推压推头，以避免推压推头回退；驱动装置，输出端连接所述工作头，以提供所述工作行程；相应地，推压推头具有被阻挡结构，以用于工作头对推压推头的阻挡。可选地，所述推压推头的推头是一变径结构，该变径结构的头部外径大于用于推头与推压推头驱动部分连接部分的外径，而形成轴肩结构形状的被阻挡结构。可选地，所述工作头的横断面为矩形；相应地，在下模上相应于工作头相对的两侧面设有对这两个侧面导引的导引槽或对工作头四面进行导引的矩形孔；若采用相对的两侧面被导引时，该相对的两侧面与推压推头的轴线相垂直。可选地，所述推压推头的头部为一头套结构，套内所形成容置腔用于内嵌管坯管头。可选地，容置腔的壁面开有密封槽，以容纳密封圈，提供容置腔与管坯管头的密封。依据本专利技术的实施例，为实现复杂形状管坯的内高压成型，通过对轴线进行分割，关于型腔，其轴线为直线的部分，位于上模管腔部分和下模管腔部分，而用于轴线为直线部分的转接的部分，则由内夹块和外夹块所提供，从而大幅降低了整体模具的设计难度。此外，单一的复杂型腔容易导致管坯在弯曲处成型比较困难，甚至出现开裂，而本专利技术的实施例可以从上模或者下模上分解下来的内夹块和外夹块，设计、调整相对比较容易，受分型面影响也较小，从而容易获得较好的成型效果。附图说明图1为一种具有空间几何形状轴线的镁合金支架管坯结构示意图。图2为一实施例中一种内高压成型模具结构示意图。图3为一实施例中中下模结构示意图。图4为一实施例中一种推头密封头的一个轴侧方向的结构示意图。图5为相应于图4的另一个轴侧方向上的结构示意图。图中：1.下垫板，2.推压推头，3.限位块，4.上垫板，5.限位推头，6.下模腔，7.上模腔，8.限位推头，9.推压推头，10.座，11.导引槽，12.夹块，13.滑移轨道，14.管坯，15.推头密封头，16.推压垫板。151.头套，152.连接部，153.油道，154.容置槽，155.密封槽。具体实施方式参照说明书附图1，是一种镁合金支架管坯结构，图中存在三个直管段和两个用于直管段间过渡的过渡管段。三个直管段直接可以由上模和下模直接提供，但如果存在过渡管段，若过渡管段由上模和下模直接提供，因管坯分型面设置的问题，可能导致局部结构刚度不够。本专利技术中所述的轴线为曲线中的“曲线”是指由直线段和过渡段连接所形成的轴线，其中，直线段对应管坯14的直管段，过渡段对应管坯14的弯管。并且在内高压成型中，直管段是主体，弯管属于辅助结构，然而，辅助结构恰恰是最难成型的结构。在以下的内容中重点解决三个技术问题，第一个技术问题是具有复杂轴线的管坯14的成型问题，这里的轴线形状即前述的曲线，即由直线段通过过渡段顺次连接所形成的轴线。第二个技术问题，由于推压推头2、推压推头9需要提供非常大的推力，例如
技术介绍
中所述的管坯14，其成型压力高达70MPa，在一些特定的应用中，成型压力高达260MPa，推压推头2和推压推头9在管坯14注入成型液体时，可能会造成例如推本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内高压成型模具，适用于轴线为曲线的管坯的内高压成型，包括上模和与上模对位设置的下模，以及匹配上模与下模所确定型腔的两端设置的各一个推压推头，其特征在于，所述型腔被配置为直腔段和过渡腔段；其中，直腔段由上模模腔本体和下模模腔本体所提供；过渡腔段由装配在上模或者下模上的在水平方向上对位的内夹块和外夹块所提供。

【技术特征摘要】
1.一种内高压成型模具，适用于轴线为曲线的管坯的内高压成型，包括上模和与上模对位设置的下模，以及匹配上模与下模所确定型腔的两端设置的各一个推压推头，其特征在于，所述型腔被配置为直腔段和过渡腔段；其中，直腔段由上模模腔本体和下模模腔本体所提供；过渡腔段由装配在上模或者下模上的在水平方向上对位的内夹块和外夹块所提供。2.根据权利要求1所述的内高压成型模具，其特征在于，内夹块和外夹块装配在下模上，且与下模间的连接为可拆连接。3.根据权利要求2所述的内高压成型模具，其特征在于，相对应内夹块，在下模上设有嵌槽，用于内夹块的定位；进而通过上模与下模的合模，以及该内夹块与外夹块的合模实现夹紧。4.根据权利要求3所述的内高压成型模具，其特征在于，外夹块在对位于内夹块的方向上被滑移轨道所导引，相应地；在外夹块被导引的方向上设有外夹块推压装置。5.根据权利要求1~4任一所述的内高压成型模具，其特征在于，上模和下模的侧面轮廓随型腔轴线的变动而变动。6.根据权利要求1~4任一所述的内高压成型模具，其特征在于，还包括推压推头限位装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鑫松，王守仁，王高琦，王立虎，王成，薛传艺，张晓东，付坤，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：山东,37