一种管件液压成形预成形方法及其装置制造方法及图纸

一种管件液压成形预成形方法及装置，由上、下模具构成，所述上模具截面形状包括：水平部分（１），竖直直壁（２）、过渡型面（３）、模具型腔（４）、型腔直壁延长部分（５）、带弧度连接部分（６）、斜壁（７）、连接圆弧（８）、水平分模面（９）；所述下模具截面形状包括：水平部分（１’）、型腔直壁延长部分（２’）、模具型腔（３’）、过渡型面（４’）、竖直直壁（５’）、圆弧倒角（６’）、水平分模面（７’）；所述上模具的过渡型面（３）用于连接模具型腔（４）和竖直直壁（２），该型面由两段矢量方向相反的圆弧段组成；所述下模具的过渡型面（４’）与上模具过渡型面（３）结构相同，由两段矢量方向相反的圆弧段组成。根据本发明专利技术，对于不同空间形状、截面的液压成形中的预成形工序，均可在同一个合模动作内实现，而不需要额外的油缸布置、复杂的管路设计、额外的方法控制，提高稳定性和效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种液压成形方法及其装置，具体地，本专利技术涉及一种管件液压成形 预成形方法及其装置。
技术介绍
在飞机、航海、航天设备及汽车等各种现代产业领域，减轻机械部件的重量，以节 约材料和运行中的能量是现代制造技术发展的趋势之一。液压成形方法正是在这样的背景 下开发出来的一种先进制造技术，该液压成形技术可有效地用于制造空心轻体结构件。由 此，既提高了成形件的强度和刚度，又节约了材料，降低了成本。上述制造空心轻体结构件的液压成形方法的基本工序如下首先将管材30放在下模2内，然后闭合上模1，将管材的两端用水平冲头40和50 密封，并使管材内充满液体。在加压胀形的过程中，两端的冲头同时向内推进补料，这样在 内压和轴向推力的联合作用下使管材贴靠模具而成形为所需的工件。上述方法过程如附图说明图1 所示。对于轴线为二维曲线(平面内弯曲)或三维曲线(空间弯曲)的管件，需要先将 直管坯弯曲到零件轴线的形状，再放到液压成形模具内，加压成形出所需要的零件形状。由 于液压成形零件的截面形状往往多种多样，既有圆形、椭圆形，也有矩形、梯形，更有各种复 杂的异型截面形式。由于截面胀形量的因素，一般而言，除了圆形截面外，其余截面的水平投影宽度往 往会小于原始管坯的直径，若不进行预成形，则原始直管坯(或弯曲后管坯)将无法放入液 压成形模具。此外，对于复杂的异型截面形式，往往需要设计一种中间过渡型面，以避免液压成 形过程中产生管坯压溃和飞边等缺陷。这种中间过渡型面，也需要采用预成形的方式来加工。由此可见，预成形方法和装置设计的合理与否，将会对液压成形部件的质量、成 本、工效等产生很大的影响。通过对国内外公开发表的文献和专利进行检索，找到专利号为 “200510009646. 7”、专利技术名称为“一种用于空心结构件内高压成形的预成形装置”的中国专 利。该专利系采用布置多个液压缸进行侧向推进的方式，来完成预成形。其具体实施方式 如图2所示。图2 (a)为模具装配图，图2(b)为上模具。其中1-10，1-11为液压缸，图2 (c) 为下模具，其中2-7，2-9，2-10为液压缸。其预成形过程为，管坯放入模具；上下模具闭合； 图中1-10、1-11、2-7、2-9、2-10等液压缸推动与之相连的镶块前进，使管坯变形。预成形完 成，打开模具，取出零件。该方法能够较好地解决管径较大放不进模具现象，也是目前采取较多的预成形方 式。然而，该技术存在问题是(1)对于多种不同截面，需要布置多个推进缸，模具结构极其复杂，推进的管路设 计和控制系统也极其复杂；(2)对于各种弯曲截面处，模具和推进缸布置位置往往会产生干涉；(3)当零件较小时，模具中可能没有足够的空间来布置推进缸；(4)模具总体造价较高。
技术实现思路
为克服上述问题，本专利技术的目的在于，提供一种用于管件液压成形的预成形方法 及相应的预成形装置，上述管件液压成形的预成形方法新颖，且稳定性强，所述管件液压成 形的预成形装置模具设计新颖，总体结构简单高效，特别适合于管件液压成形零件大规模 生产中的预成形加工。本专利技术的管件液压成形的预成形装置的技术方案如下。一种管件液压成形预成形装置，所述装置由上模具、下模具的部件构成，所述上模 具与压机上横梁相连，所述下模具安装在压机工作平台上，其特征在于，所述上模具截面形 状主要由以下部分构成水平部分1，与所述水平部分1 一端依次连续连接的竖直直壁2、过 渡型面3、模具型腔4、斜壁7、水平分模面9 ；所述下模具截面形状相应由下述部分构成水 平部分1’、型腔直壁延长部分2’、模具型腔3’、过渡型面4’、竖直直壁5’、圆弧倒角6’、水 平分模面7’ ；所述上模具的过渡型面3用于连接模具型腔4和竖直直壁2，该型面由两段矢 量方向相反的圆弧段组成；所述下模具的过渡型面4’与上模具过渡型面3结构相同，由两 段矢量方向相反的圆弧段组成。根据本专利技术的管件液压成形的预成形装置，其特征在于，在所述上模具的模具型 腔4和斜壁7之间依次连续连接有型腔直壁延长部分5和带弧度连接部分6。根据本专利技术的管件液压成形的预成形装置，其特征在于，在所述上模具斜壁7和 水平分模面9之间连续连接有连接圆弧8。根据本专利技术的管件液压成形的预成形装置，其特征在于，所述上模具水平部分1 和下模具水平部分1’不接触地留有间隙。根据本专利技术的管件液压成形的预成形装置，上下模具闭合状态如图6所示，从中 可以看出，图5中所示的水平部分1在模具合模后上下模具并没有接触，该处上下模具间存 在间隙。这种设计主要考虑上、下模具合模时的承载面和合模力的分配。在模具设计过程中，图5中，位于水平部分1处的上下模具不需要精密配合，因而1 处的模具形状设计为平面形状，且，在模具设计阶段，该部分不需进行任何特殊形状的型面 设计，因此，在加工过程中，该部分的型面只需要进行粗加工即可，不需进行任何精密加工。 这对于简化设计过程，降低加工成本具有重要作用。根据本专利技术的管件液压成形的预成形装置，其特征在于，所述上模具竖直直壁2 和下模具型腔直壁延长部分2’不完全接触，在该区域上下模具间存在一定间隙。根据本专利技术的管件液压成形的预成形装置，所述竖直直壁2，其模具形状为完全竖 直面(沿管轴线方向，该侧壁形状为平面或曲面，这取决于零件形状)，在模具合模过程中， 该区域上下模具型面互相配合但不完全接触，在该区域上下模具间存在一定间隙。根据本专利技术的管件液压成形的预成形装置，上模具的过渡型面3用于连接上模具模具型腔4和竖直直壁2。从图7可以看出，该型面由两段矢量方向相反的圆弧段组成，其 半径尺寸不宜过大，否则会影响成形后零件形状。该上模具的过渡型面3可以很好地防止 在上下模具合模过程中，管件被模具挤入竖直直壁2区域的上下模具间隙内。该型面的另 一个作用，还可以防止合模过程中上模具啃伤管件或在管件表面留下压痕。根据本专利技术的管件液压成形的预成形装置，上述模具型腔4的形状为零件预成形 设计形状，该区域对加工精度有较高要求，其加工精度直接影响最终零件形状精度和表面 质量。根据本专利技术的管件液压成形的预成形装置，其特征在于，所述上模具型腔直壁延 长部分5的长度可调节。本专利技术的管件液压成形的预成形装置，所述上模具型腔直壁延长部分5是在模具 型腔4的基础上延伸得到的，该直壁延长部分的长度与截面在零件上所处位置相关，零件 上不同位置该延长部分的长度可以相同，也可以不同。由于零件不同位置在合模方向上的 高度并不完全一样，因此，可以通过调整该直壁部分的长度，来调节合模过程中管件与模具 接触时间的先后，从而保证不同位置处的预成形截面都能有完整的包覆型腔。根据本专利技术的管件液压成形的预成形装置，上模具的带弧度连接部分6用于连接 型腔直壁延长部分5和斜壁7。若没有该圆弧，合模过程中上模具会在模具表面产生压痕或 啃伤管件，因而该圆弧半径不能太小。但是，该圆弧半径也不宜过大，这样会增大型腔直壁延长部分5和斜壁7的长度， 需要较多模具材料，从而增加模具成本。较好的是，所述上模具连接圆弧8及下模具圆弧倒 角6’的圆弧半径以5-30mm范围为宜。根据本专利技术的管件液压成形的预成形装置，其特征在于，斜壁7与模具合模方向 有一个夹角α，夹角α在1-25°之间范围。在上下模具合模过程中，上模斜壁型面首先本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种管件液压成形预成形装置，所述装置由上模具、下模具构成，所述上模具与压机上横梁相连，所述下模具安装在压机工作平台上，其特征在于，所述上模具截面形状主要由以下部分构成：水平部分（１），与所述水平部分（１）一端依次连续连接的竖直直壁（２）、过渡型面（３）、模具型腔（４）、斜壁（７）、水平分模面（９）；所述下模具截面形状相应由下述部分构成：水平部分（１’）、型腔直壁延长部分（２’）、模具型腔（３’）、过渡型面（４’）、竖直直壁（５’）、圆弧倒角（６’）、水平分模面（７’）；所述上模具的过渡型面（３）用于连接模具型腔（４）和竖直直壁（２），该型面由两段矢量方向相反的圆弧段组成；所述下模具的过渡型面（４’）与上模具过渡型面（３）结构相同，由两段矢量方向相反的圆弧段组成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋浩民，苏海波，陈新平，杨兵，范频，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，上海宝钢液压成形零部件有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]