一种多元材料一次开合模混合成形设备主机制造技术

一种多元材料一次开合模混合成形设备主机，包括主机框架和注射模组，注射模组包括安装板，模架的下梁可拆卸的连接安装板，所述安装板上布置注金属流道接口、注非金属流道接口和胀形介质接口，通过更换安装板实现快速更换注射材料。本发明专利技术基于通用集成式模架，通过配置不同的注射模组，将多个不同的注金属、非金属设备集成到一个设备主机上，降低了设备成本，提高了成形效率，实现一次开合模工序内注非金属(如塑料，纤维增强树脂等)、注金属(如铝/镁/铝镁合金)和各胀形介质。铝/镁/铝镁合金)和各胀形介质。铝/镁/铝镁合金)和各胀形介质。

【技术实现步骤摘要】
一种多元材料一次开合模混合成形设备主机


[0001]本专利技术属于车管梁类部件生产方法，具体为一种多元材料一次开合模混合成形设备主机。

技术介绍

[0002]管梁结构件的设计与加工工艺决定整车的安全性、可靠耐久及NVH等评价指标，传统的一体化压铸成型和冲压焊接工艺制造的钢管梁结构，其对整车性能、轻量化提升有一定的局限性。
[0003]一体化压铸成型工艺在汽车行业广泛推广应用，但限于适用于铸造的铝合金、镁合金等强度密度不足(屈服强度300MPa左右)的材料，并不适合上车体细长管梁结构件零件和分总成的制造，比如车身A柱、B柱等分总成部件。一体化压铸整车侧围等大部件，会导致设备锁模力巨大、零件变形量大、细长的A柱管梁等零件局部强度不足，制造工艺复杂、成本高昂。
[0004]传统管梁和连接件的注射一体成形工艺仅限于成品管梁和水胀成形后注塑，没有对主承载的管件坯料进行加热、气胀贴模淬火等处理，难以达到理想的异形管梁形状和强度性能，另外没有结合同步的铸铝/镁等工序，而是再加新的工序来完成连接。
[0005]现有的管材充液水胀成形，是在冷态下密封住金属管件两端，向管腔内注入高压液体，迫使原始管料贴合模具的过程，通常用到充液成形机，冷态充液，屈服强度低的材料。屈服强度高的超高强钛合金由于无法适用与冷态加工且对设备合模力要求高，而不适用于水胀成形。
[0006]混合成形针对冷态下成形的零件，如部分需塑料卡件装配在金属结构件上的零件(如汽车的仪表盘支架)，现有的混合成形会将管材充液成形与注塑成形相结合，在一道工序内成形出整体结构，但是改方法温度控制简单，且成型温度仅200度左右，不能进行淬火工艺。
[0007]综上，现有的热气胀成形、注塑成形、压铸成形、管材充液成形均为单一工序，无法成形复合结构的零件；混合成形针对冷态下成形的零件，不适用于强度大的材料。
[0008]为了保证车体结构的刚度、强度和轻量化要求，本专利技术提出一种多元材料一次开合模混合成形设备主机，其中多元材料包括超高强度钢管或铝合金管、铝/镁等金属材料、纤维增强树脂等非金属材料，在一次开合模中实现超高强度钢管(或者铝合金管等)瞬时加热、气体胀形贴模、淬火强化、注塑(纤维增强树脂等非金属)和注铝/镁(金属)，大大简化了车身制造过程、减少了后续的焊接等工序、实现管梁结构件轻量化，且适用于异形截面超高强管梁结构一体化制造。

技术实现思路

[0009]有鉴于此，针对本领域中存在的技术问题，本专利技术提供了一种多元材料一次开合模混合成形设备主机，包括上梁、滑块、下梁、模具、注射模组；设备主机搭载不同的模具用
于成形不同的零件，所述下梁上固定模具的下模；所述模具的上模与所述滑块固定，所述滑块带动所述上模与所述下模合模；
[0010]所述模具包括所述金属管坯热气胀成形空腔、金属材料成形空腔和非金属材料成形空腔；
[0011]所述下梁上固定所述注射模组，所述下梁上设置多个孔；
[0012]所述注射模组包括安装板，所述下梁可拆卸的连接所述注射模组的安装板；通过更换安装板实现快速更换注射材料；
[0013]所述安装板上布置注金属流道接口和注非金属流道接口；
[0014]所述注金属流道接口的一端和注非金属流道接口的一端穿过所述下梁上的一部分孔与所述模具内部连通。
[0015]所述安装板上还布置胀形介质接口，所述胀形介质接口的一端穿过所述下梁上的一部分孔与模具内部连通。
[0016]注金属流道接口或注非金属流道接口连接介质系统，所述介质系统用于加载、保压及回收不同压力的胀形介质。
[0017]所述下梁上端的两侧分别安装一个侧推油缸，两个所述侧推油缸用于成形工艺过程中金属管坯两端的密封；
[0018]所述金属管坯两端的密封端具有高压胀气介质接口，通过所述高压胀气介质接口实现所述金属管坯热气胀成形过程中超高压胀形介质的加载、保压及回收，同时可输出低压胀形介质。
[0019]所述注非金属流道接口连接非金属材料注射料筒，所述非金属材料注射料筒容纳零件成形所需的非金属介质，同时具备加热和搅拌功能，能够将固体非金属介质融化成液态或半固态非金属介质以便于注射入模具内部。
[0020]所述注金属流道接口连接金属材料注射料筒，所述金属材料注射料筒容纳零件成形所需的金属介质，同时具备加热和搅拌功能，可将固体金属介质融化成液态或半固态金属介质以便于注射入模具内部。
[0021]所述上模具和所述下模具的内部具有介质流道，所述介质流道对模具内部进行升温或降温淬火。
[0022]所述上梁和所述下梁的四周分别与四个导向拉杆固定连接形成主机框架,所述导向拉杆为滑块的运动导向。
[0023]所述金属材料是铝、镁或铝镁合金，所述非金属材料是塑料或复合材料。
[0024]下梁上安装有电极，所述电极一端通过导体与大功率加热电源连接，用于零件成形过程中的加热。
[0025]本专利技术所提供的成形设备主机基于通用集成式设备主机，通过改进注射模组，将多个不同的注金属、非金属设备集成到一个设备台面上，降低了设备成本，提高成了形效率；本专利技术的设备主机实现注非金属(如塑料，纤维增强树脂等)、注金属(如铝/镁/铝镁合金)和各胀形介质。
[0026]本专利技术的设备仅在一次开合模工序内，可完成对超高强度金属管坯(如铝合金管)的瞬时加热、气体胀形贴模、淬火强化、注非金属(如塑料，纤维增强树脂等)、注金属(如铝/镁/铝镁合金)等的多项处理，适用于汽车分总成零部件的一体化制造。
附图说明
[0027]图1为本专利技术设备主机结构示意图；
[0028]图2为本专利技术下梁结构示意图；
[0029]图3为本专利技术注射模组结构示意图；
[0030]图4为本专利技术工艺流程图。
[0031]附图标记说明：21驱动器(通常为液压缸或电机)，22锁模装置，23上梁，24导向拉杆,25滑块，26下梁，27注射模组，28上模，29下模，261侧推油缸，262电极，263接口，安装板271，注金属流道接口272，注非金属流道接口273。
具体实施方式
[0032]下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0033]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0034]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多元材料一次开合模混合成形设备主机，包括上梁、滑块、下梁、模具、注射模组；设备主机搭载不同的模具用于成形不同的零件，所述下梁上固定模具的下模；所述模具的上模与所述滑块固定，所述滑块带动所述上模与所述下模合模；其特征在于：所述模具包括所述金属管坯热气胀成形空腔、金属材料成形空腔和非金属材料成形空腔；所述下梁上固定所述注射模组，所述下梁上设置多个孔；所述注射模组包括安装板，所述下梁可拆卸的连接所述注射模组的安装板；通过更换安装板实现快速更换注射材料；所述安装板上布置注金属流道接口和注非金属流道接口；所述注金属流道接口的一端和注非金属流道接口的一端穿过所述下梁上的一部分孔与所述模具内部连通。2.如权利要求1所述的成形设备主机，其特征在于：所述安装板上还布置胀形介质接口，所述胀形介质接口的一端穿过所述下梁上的一部分孔与模具内部连通。3.如权利要求1所述的成形设备主机，其特征在于：注金属流道接口或注非金属流道接口连接介质系统，所述介质系统用于加载、保压及回收不同压力的胀形介质。4.如权利要求1所述的成形设备主机，其特征在于：所述下梁上端的两侧分别安装一个侧推油缸，两个所述侧推油缸用于成形工艺过程中金属管坯两端的密封；所述金属管坯两端的密封端具有高压胀气介质接口，通过所述高压胀气介质接口实现所述金属管坯热气胀成形过程中超高压胀形介质的加载、保压及回收，同时可输出低压胀形介质。5.如权利要求1

【专利技术属性】
技术研发人员：程鹏志，李小强，谢亚苏，成刚，阮尚文，张胜伦，宋凯，丁振，
申请(专利权)人：航宇智造北京工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：