大截面差变径管件的加工装置及成形方法，它涉及一种差变径管件的加工装置及成形方法。本发明专利技术的目的是为解决目前大截面差变径管件液压成形或扩口时常出现壁厚减薄过度及开裂、成形极限较低、达不到设计要求等问题。加工装置是凹模固装在工作台上，凸模置于凹模的内腔中，冲头的端部装在凹模内腔中，冲头上设有油路，凸模上设有凸模内孔，凸模内孔与溢流阀连接，冲头与凹模之间装有密封圈。方法是把凸模固定在工作台上；将凹模套在凸模上；管坯置于凹模内的凸模上部，冲头移入凹模，并利用锥面密封住管坯端部，向管坯内施加液压的同时，冲头下移，直至成形结束，取出工件。本发明专利技术的装置和方法适用于各种低塑性大截面差变径管件的加工成形。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种变径管件的加工装置及成形方法。
技术介绍
传统大截面差变径管件采用内高压成形时，往往需要"一模两件"才能加 工成形，不仅增加后序分离步骤，还需要专用设备双侧加载，控制难度较大， 精度也相对较低。在成形过程中，管件变径部位最大截面因处于双拉应力状态易出现壁厚过度减薄、开裂等缺陷；特别是对于低塑性材料，如铝合金、镁合 金、钛合金和高强钢等，其成形极限较低、不仅成形中变形流动控制困难，且 整体性能达不到设计和使用要求。另一种成形方法一扩口也存在着管件成形极 限低，壁厚严重减薄等问题。为克服上述缺点，通常采用中间退火、局部加热、 加背压或预成形等工序来提高管件的成形性能，由于增加了工序导致生产效率 较低、制造成本增加。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有大截面差变径管件采用液压成形或扩口等 加工方式中常出现壁厚减薄过度且易于开裂等缺陷，特别是对于低塑性材料， 如铝合金、镁合金、钛合金和高强钢等，其成形极限较低、不仅成形中变形流 动控制困难，且整体性能达不到设计和使用要求的问题，提供了一种适用于大 截面差变径管件的加工装置及成形方法。本专利技术为解决上述技术问题采取的技术方案是所述装置包括工作台和溢 流阀，所述装置还包括冲头、凹模和凸模，凹模固装在工作台的上端面上，所 述凸模固定在工作台的上端面上，凸模置于凹模的内腔中，所述冲头装在凹模 的内腔中，并与凹模的内腔滑动配合，所述冲头上设有油路，所述凸模的上端 面上沿轴向设有凸模内孔，所述凸模内孔与溢流阀通过管路连接，所述冲头的 端部的外壁为由上到下渐縮的圆锥面，所述凸模的外壁为由上到下渐扩的圆锥 面，所述凹模的内腔侧壁由上到下由圆柱面和圆锥面构成，凹模的内腔侧壁的 圆锥面的直径由上到下逐渐增大，所述冲头与凹模之间装有密封圈。本专利技术的大截面差变径管件加工装置的成形方法的步骤是 一、把凸模固定在工作台上；二、将凹模套在凸模上，并固定在工作台上；三、将管坯放入 凹模的内腔中，管坯的下端与凸模的侧壁接触；四、将冲头的端部伸入凹模的 内腔中，冲头的端部的侧壁与管坯的上端贴合；五、通过冲头上的油路向冲头、 管坯和凸模所形成的封闭空腔内注入传压介质，并通过装在冲头与凹模之间的 密封圈将传压介质密封在管坯内；六、通过冲头上的油路不断向管坯内注入传 压介质增压；七、随着管坯内腔中的压力的增大，冲头向下运动，管坯的下端 面与凸模的侧壁贴合并向下运动，管坯的下端逐渐变形扩大；八、当管坯的内 腔压力过大时，溢流阀打开排除多余的传压介质，使管坯在运动的过程中始终 与凸模的侧壁紧密配合；九、当管坯移动到工作台的上端面时，管坯制成大截 面差变径管件，立即卸去管坯内的液压；十、将冲头沿着轴向撤出，将凹模移 走，取出大截面差变径管件。本专利技术具有以下有益效果1.采用本专利技术大截面差变径管件的装置加工成 形时，无需专用设备，仅单侧加载即可实现成形过程，并且管件最大截面部位 所处应力状态由双拉应力状态变为一拉一压应力状态，从而避免了缺陷的产 生，显著地提高了成形极限。2.本专利技术的方法所需设备简单、易于控制，生产 工序较少、周期縮短和成本也显著降低。特别对于低塑性材料而言，更易于实 现提高其成形极限和提高壁厚均匀性。3.利用本专利技术的加工装置及方法制作出 来的产品可广泛应用于航空航天、汽车及机械等领域，且能满足低塑性高强度 结构件精度、强度和使用性能要求较高的需求。附图说明图1是利用本专利技术的装置加工大截面差变径管件成形前的结构示意图(设 置有凸模)，图2是加工大截面差变径管件成形后的结构示意图，图3是利用 本专利技术的装置加工大截面差变径管件成形前的结构示意图(未设置凸模)，图 4是加工大截面差变径管件成形后的结构示意图。具体实施例方式具体实施方式一结合图1说明本实施方式，本实施方式的装置包括工作 台7和溢流阀8，所述装置还包括冲头l、凹模3和凸模6，凹模3固装在工 作台7的上端面上，所述凸模6固定在工作台7的上端面上，凸模6置于凹模 3的内腔中，所述冲头1装在凹模3的内腔中，并与凹模3的内腔滑动配合， 所述冲头1上设有油路1-1，所述凸模6的上端面上沿轴向设有凸模内孔6-1，所述凸模内孔6-1与溢流阀8通过管路连接，所述冲头1的端部1-2的外壁为 由上到下渐縮的圆锥面，所述凸模6的外壁为由上到下渐扩的圆锥面，所述凹 模3的内腔侧壁由上到下由圆柱面和圆锥面构成，凹模3的内腔侧壁的圆锥面 的直径由上到下逐渐增大，所述冲头1与凹模3之间装有密封圈2。具体实施方式二结合图1、图2说明本实施方式的成形方法的步骤是: 一、把凸模6固定在工作台7上；二、将凹模3套在凸模6上，并固定在工作 台7上；三、将管坯4放入凹模3的内腔中，管坯4的下端与凸模6的侧壁接 触；四、将冲头l的端部l-2伸入凹模3的内腔中，冲头l的端部l-2的侧壁 与管坯4的上端贴合；五、通过冲头l上的油路l-l向冲头l、管坯4和凸模 6所形成的封闭空腔内注入传压介质5，并通过装在冲头1与凹模3之间的密 封圈2将传压介质5密封在管坯4内；六、通过冲头1上的油路1-1不断向管 坯4内注入传压介质5增压；七、随着管坯4内腔中的压力的增大，冲头1 向下运动，管坯4的下端面与凸模6的侧壁贴合并向下运动，管坯4的下端逐 渐变形扩大；八、当管坯4的内腔压力过大时，溢流阀8打开排除多余的传压 介质5，使管坯4在运动的过程中始终与凸模6的侧壁紧密配合；九、当管坯 4移动到工作台7的上端面时，管坯4制成大截面差变径管件，立即卸去管坯 4内的液压；十、将冲头l沿着轴向撤出，将凹模3移走，取出大截面差变径 管件。所述管坯4的材料为镁合金、铝合金、钛合金、高强钢及高温合金。本实施方式中，实际上仅需对管料单侧实施加载即可，因此，与传统管材 液压成形或内高压成形所需专用设备(上部合模及两侧加载的三向控制)相比， 在普通压力机即可实现成形过程；采用此实施方式时，管件变径部位最大截面 处是一拉一压的应力状态，而非采用"一模两件"方式的传统管材液压成形中 管件变径部位最大截面处的双拉应力状态。因此，可避免该部位壁厚过度减薄 或开裂等缺陷的产生，且能显著地提高管件的成形极限，所需设备简单、且易 于控制，生产工序较少、成本低。特别对于低塑性材料而言，更易实现整体性 能满足设计和使用要求。具体实施方式三结合图3、图4说明本实施方式的成形方法的步骤是 一、将凹模3直接固定于工作台6上；二、将管坯4放入凹模3的内腔中，管 坯4的下端与工作台7上端面接触；；三、将冲头1的端部1-2伸入凹模3的内腔中，冲头1的端部1-2的侧壁与管坯4的上端贴合；四、通过冲头1上的油路1-1向冲头1、管坯4和工作台7所形成的封闭空腔内注入传压介质5; 五、随着管坯4内腔中的压力的增大，冲头l向下运动，管坯4的下端面与工 作台7的上端面贴合并向外侧运动，管坯4的下端逐渐变形扩大；六、当管坯 4的内腔压力过大时，溢流阀8打开排除多余的传压介质5;七、当管坯4沿 着工作台6上端面移动到凹模内腔侧壁处时，管坯4制成大截面差变径管件， 随即卸去管内液压；八、将冲头l沿着轴向撤出，将凹模3移走，取出大截面 差变径管件。本专利技术的方法同样可适用于各种大截面差变径管件的液压成形。 本实施方式成形方法对管材端部的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种大截面差变径管件的加工装置，所述装置包括工作台（７）和溢流阀（８），其特征在于所述装置还包括冲头（１）、密封圈（２）、凹模（３）和凸模（６），凹模（３）固装在工作台（７）的上端面上，所述凸模（６）固定在工作台（７）的上端面上，凸模（６）置于凹模（３）的内腔中，所述冲头（１）装在凹模（３）的内腔中，并与凹模（３）的内腔滑动配合，所述冲头（１）上设有油路（１－１），所述凸模（６）的上端面上沿轴向设有凸模内孔（６－１），所述凸模内孔（６－１）与溢流阀（８）通过管路连接，所述冲头（１）的端部（１－２）的外壁为由上到下渐缩的圆锥面，所述凸模（６）的外壁为由上到下渐扩的圆锥面，所述凹模（３）的内腔侧壁由上到下由圆柱面和圆锥面构成，凹模（３）的内腔侧壁的圆锥面的直径由上到下逐渐增大，所述冲头（１）与凹模（３）之间装有密封圈（２）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李峰，刘晓晶，李超，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]
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