本发明专利技术公开一种充液轧制成形装置及方法，涉及金属管材成形技术领域，工作平台滑动连接于底板上方，平台驱动装置用于驱动工作平台相对于底板移动，下模和两个密封驱动装置固定于工作平台上表面，两个密封驱动装置分别固定于下模的两端，各密封驱动装置靠近下模的一侧安装有一个密封冲头，增压器与一个密封冲头连接，液压机包括液压滑块，液压滑块的下端安装有轧辊组件，轧辊组件与下模位置相对应且结构相匹配。本发明专利技术中用轧辊组件替代了上模，利用工作平台的轴向运动，通过轧辊组件滚压的方式，可成形出大尺寸、长轴线的大截面空心构件，避免了大规格的液压机的使用，消除了液压机台面大小对成形管件尺寸的限制，降低了生产成本。
【技术实现步骤摘要】
一种充液轧制成形装置及方法
本专利技术涉及金属管材成形
，特别是涉及一种充液轧制成形装置及方法。
技术介绍
近年来，航空航天领域逐渐向着大运载量、高可靠性、低成本的方向发展，其所需构件技术要求也不断提高，构件在制造过程中应尽量在保证性能的基础上减轻质量并控制制造成本，而结构轻量化尤其是空心结构既可以有效减少制造材料损耗和运输成本，同时又可以减少燃料消耗，是现代先进制造技术发展的重要技术和趋势之一，因此在航空航天构件的设计中大截面长轴线空心构件得到越来越多的应用，如飞机上的空心框梁、发动机中空曲轴和异型管件，航天设备上的火箭动力系统管路接头和异形截面进气道等。航天航空所用大截面长轴线空心构件多由不锈钢、高温合金和钛合金等高强度材料制成，具有材料强度高、截面尺寸大、零件轴线长等特点，传统制造工艺是一般采用分体模压成形后进行拼焊的工艺路线，焊接之后各块回弹难以控制，形状精度差，并且焊缝质量难以控制，航空飞行中存在焊缝开裂或熔穿等隐患。此外，还存在工序多、零件数量多、成本高、承压性能差、整体性和疲劳性能差等缺点。目前大截面空心构件多数通过内高压成形和管材充液压制成形的方法来制造，内高压成形的基本过程是：把管坯放置到模具内，闭合模具，通过端部的冲头实现管端密封和注入液体介质，在管内高压液体介质和两端密封冲头轴向补料的共同作用成形为所需形状的构件。但对于大截面空构件来说，由于这类零件材料强度高，零件尺寸巨大，造成内高压成形过程所需的液体压力大幅度提高，同时，也会造成合模力也显著增加，例如对于直径0.6米，长度10米级的DP780管件进行内高压成形，其合模力可达数万吨，极大的增加了设备的投资成本和产品制造成本。管材充液压制成形基本过程是：首先在管坯内部充满液体介质，然后闭合上模，使管坯在模具机械压制和管内液体支撑的共同作用下发生变形。此方法区别于内高压成形，其内部所需液体压力小于管材屈服压力，从而显著降低成形的压力，减少设备的吨位。但是对于大截面空心构件来说，由于其存在截面尺寸大、零件轴线长等特点，若采用充液压制成形，则所需液压机工作平台尺寸可达数十米，设备制造困难，成本高昂，而航空航天用零件需求数量小但种类繁多，采用超大台面液压机成形，通用性差，制造成本难以控制。
技术实现思路
为解决以上技术问题，本专利技术提供一种充液轧制成形装置及方法，解决了目前大尺寸、长轴线的大截面空心构件成形困难，成本高昂的问题。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种充液轧制成形装置，包括底板、工作平台、下模、轧辊组件、平台驱动装置、液压机、增压器、控制器、两个密封冲头和两个密封驱动装置，所述工作平台滑动连接于所述底板上方，所述平台驱动装置用于驱动所述工作平台相对于所述底板移动，所述下模和两个所述密封驱动装置固定于所述工作平台上表面，两个所述密封驱动装置分别固定于所述下模的两端，各所述密封驱动装置靠近所述下模的一侧安装有一个所述密封冲头，所述增压器与一个所述密封冲头连接，所述液压机包括液压滑块，所述液压滑块位于所述下模上方，所述液压滑块的下端安装有所述轧辊组件，所述轧辊组件与所述下模位置相对应且结构相匹配，所述液压机、所述平台驱动装置和两个所述密封驱动装置均与所述控制器连接。优选地，所述轧辊组件包括多个轧辊和多个安装支架，一个所述轧辊通过一个所述安装支架固定于所述液压滑块下端，多个所述轧辊沿所述下模的长度方向依次设置，所述轧辊位于所述下模正上方，所述轧辊的轴向方向与所述下模的长度方向相垂直。优选地，所述下模包括水平板和两个垂直固定于所述水平板上表面的竖直板，两个所述竖直板相互平行，所述水平板固定于所述工作平台上表面。优选地，所述底板上表面设置有两个相互平行的滑轨，所述工作平台下端安装有两列车轮，两列所述车轮能够分别沿两个所述滑轨运动。优选地，所述平台驱动装置为直线电机，所述直线电机用于驱动所述工作平台相对于所述底板移动，所述直线电机与所述控制器连接。优选地，所述密封驱动装置为驱动油缸，所述驱动油缸与所述控制器连接。本专利技术还提供一种基于充液轧制成形装置的充液轧制成形方法，包括以下步骤：步骤一、将所述下模和两个所述密封驱动装置装配于所述工作平台上，将所述轧辊组件装配于所述液压滑块上，所述控制器控制所述液压滑块上行设定距离，留出空间用于放置管坯；步骤二、将所述管坯放置到所述下模的型腔内，两侧的所述密封冲头在所述密封驱动装置的推动作用下朝向所述管坯运动，对所述管坯进行密封；步骤三、从所述密封冲头的充液孔向所述管坯内注入液体，所述增压器将加压液体的压力控制在设定值；步骤四、所述控制器控制所述液压滑块带动所述轧辊组件下压设定距离，所述平台驱动装置驱动所述工作平台移动设定距离，所述管坯在所述轧辊组件的机械压力和管内液压的共同作用产生变形，成形为所需形状；步骤五、泄压，所述控制器通过控制所述密封驱动装置带动所述密封冲头后撤，且控制所述液压滑块复位，使得所述轧辊组件脱离所述管坯，得到所需成形件。优选地，在步骤三中，所述管坯中所述加压液体的内压小于所述管坯的屈服强度。本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：本专利技术提供的充液轧制成形装置及方法，包括底板、工作平台、下模、轧辊组件、平台驱动装置、液压机、增压器、控制器、两个密封冲头和两个密封驱动装置，平台驱动装置用于驱动工作平台相对于底板移动，液压滑块位于下模上方，液压滑块的下端安装有轧辊组件，轧辊组件与下模位置相对应且结构相匹配。本专利技术中用轧辊组件替代了上模，利用工作平台的轴向运动，通过轧辊组件滚压的方式，可成形出大尺寸、长轴线的大截面空心构件，避免了大规格的液压机的使用，消除了液压机台面大小对成形管件尺寸的限制，降低了生产成本。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术中充液轧制成形装置在初始阶段的结构示意图；图2为本专利技术中充液轧制成形装置在初始阶段的俯视图；图3为本专利技术中充液轧制成形装置在初始阶段的侧视图；图4为本专利技术中充液轧制成形装置在初始阶段的主视图；图5为图4沿A-A线的剖面图；图6为本专利技术中充液轧制成形装置的成形后结构示意图；图7为本专利技术中充液轧制成形装置的成形后结构主视图；图8为图7沿B-B线的剖面图；图9为本专利技术中管坯的结构示意图；图10为本专利技术中成形件的结构示意图。附图标记说明：1、液压机；2、增压器；3、控制器；4、平台驱动装置；5、工作平台；6、车轮；7、密封驱动装置；8、密封冲头；9、管坯；10、下模；11、轧辊；12、安装支架；13、液压滑块；14、加压液体；15、底板；16、滑轨；17、成形件。具体实施方式下本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种充液轧制成形装置，其特征在于，包括底板、工作平台、下模、轧辊组件、平台驱动装置、液压机、增压器、控制器、两个密封冲头和两个密封驱动装置，所述工作平台滑动连接于所述底板上方，所述平台驱动装置用于驱动所述工作平台相对于所述底板移动，所述下模和两个所述密封驱动装置固定于所述工作平台上表面，两个所述密封驱动装置分别固定于所述下模的两端，各所述密封驱动装置靠近所述下模的一侧安装有一个所述密封冲头，所述增压器与一个所述密封冲头连接，所述液压机包括液压滑块，所述液压滑块位于所述下模上方，所述液压滑块的下端安装有所述轧辊组件，所述轧辊组件与所述下模位置相对应且结构相匹配，所述液压机、所述平台驱动装置和两个所述密封驱动装置均与所述控制器连接。/n
【技术特征摘要】
1.一种充液轧制成形装置，其特征在于，包括底板、工作平台、下模、轧辊组件、平台驱动装置、液压机、增压器、控制器、两个密封冲头和两个密封驱动装置，所述工作平台滑动连接于所述底板上方，所述平台驱动装置用于驱动所述工作平台相对于所述底板移动，所述下模和两个所述密封驱动装置固定于所述工作平台上表面，两个所述密封驱动装置分别固定于所述下模的两端，各所述密封驱动装置靠近所述下模的一侧安装有一个所述密封冲头，所述增压器与一个所述密封冲头连接，所述液压机包括液压滑块，所述液压滑块位于所述下模上方，所述液压滑块的下端安装有所述轧辊组件，所述轧辊组件与所述下模位置相对应且结构相匹配，所述液压机、所述平台驱动装置和两个所述密封驱动装置均与所述控制器连接。
2.根据权利要求1所述的充液轧制成形装置，其特征在于，所述轧辊组件包括多个轧辊和多个安装支架，一个所述轧辊通过一个所述安装支架固定于所述液压滑块下端，多个所述轧辊沿所述下模的长度方向依次设置，所述轧辊位于所述下模正上方，所述轧辊的轴向方向与所述下模的长度方向相垂直。
3.根据权利要求1所述的充液轧制成形装置，其特征在于，所述下模包括水平板和两个垂直固定于所述水平板上表面的竖直板，两个所述竖直板相互平行，所述水平板固定于所述工作平台上表面。
4.根据权利要求1所述的充液轧制成形装置，其特征在于，所述底板上表面设置有两个相互平行的滑轨，所述工作平台下端安装有两列车轮，两列所述车轮能够分别沿两个所述滑轨运动。
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【专利技术属性】
技术研发人员：韩聪，苑世剑，
申请(专利权)人：哈尔滨工大海卓智能成形科技有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙;23
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