一种内外不同变截面管材的成型方法技术

本发明专利技术公开了一种内外不同变截面管材的成型方法，包括：确认初始毛胚圆柱空心管材的规格分析确认规格后的初始毛胚圆柱空心管材缩径后壁厚增加的分布状况，根据不同区域增厚的结果，反向获取初始毛胚圆柱空心管材对应区域需要减薄的厚度，获取减薄毛胚圆柱空心管材；将减薄毛胚圆柱空心管材放置在变壁厚管径加工模具中，获取外径相同，壁厚不同的变壁厚管材；将变壁厚管材放置在变截面加工模具内，同步在变壁厚管材的管芯内插入芯棒支撑模具，当变截面加工模具工作时，同步加工变壁厚管材的外表面和内表面，以最终获取内外不同且变截面以及所有区域壁厚均匀分布的成品管材

【技术实现步骤摘要】
一种内外不同变截面管材的成型方法


[0001]本专利技术涉及模具
，具体为一种内外不同变截面管材的成型方法
。

技术介绍

[0002]随着轻量化在汽车底盘
、
车身结构上的不断普及，铝合金材质被广泛运用即将是一种趋势，由于铝合金自身机械性能远不及钢类，为确保其具备良好的强度，在足够厚的前提下，结构设计的也尤为关键，常常被设计成内外截面不同且复杂的管类结构
。
[0003]如图1所示的铝合金管类，中间截面周长大
、
两头小的锥形，内表面则是规则的等角度圆周分布的条形槽结构，且所有区域壁厚均匀分布的
。
为了满足这类结构的铝管制作，常规的低成本方法是采用旋压或者使用上下两半式冲压成形，成本高的方法则是采用铸造或高压铸铝，针对外表面不同规格的锥形造型，但这些传统的制作方法存在各种各样的弊端，说明如下
。
[0004]一
、
采用旋压
、
挤压或者冲压缩管工艺的缺陷：
[0005]1.
加工效率低
[0006]因产品缩小比例大，无论是旋压
、
挤压还是冲压缩口，均无法一次性加工到位，需要分开几次将管径进行缩小，效率很低
。
[0007]2.
加工质量差
[0008]由于需要分开多次进行加工，且自身加工工艺缺陷，旋压后的产品表面挤压痕十分明显，挤压缩径很难实现大锥面
、
大缩径比的缩径，缩径后易出现起皱不良，而冲压缩管也易出现严重的合模印，这些外观缺陷根本无法消除
。
[0009]3.
内部尺寸无法保证
[0010]旋压
、
挤压或冲压缩管只能加工外表面，而内部根本无法加工，只能通过原材料将内表面挤压成所需的尺寸，但由于缩管会导致壁厚发生变化，因此内部尺寸无法保证
。
[0011]二
、
采用铸造或高压铸铝工艺制作缺陷：
[0012]1.
外观不良
、
合格率差
[0013]由于铸造或者高压铸铝工艺自身工艺的缺陷，制作的产品均存在飞边或者浇水口，尺寸精度要求高的成品合格率也很低
。
[0014]2.
加工制作成功本高
[0015]无论是采用铸造或高压铸铝工艺，其制作难度大
、
合格率低，为满足交样状态的尺寸要求，仍需要通过后续数控开加工来保证，因此制作成本高
。
[0016]3.
内部晶粒组织不均，成品性能不达标
[0017]无论是铸造或高压铸铝，其加工均是将铝材融成液体，从模具流道口浇入，然后通过施压快速流向模具各个型腔，最后进行冷却取出，因此产品的形成过程中各区域的晶粒组织会不均匀，即使通过后续固溶时效，不同区域的性能也会有高有低
。
[0018]综上所述，为加工出符合要求的铝管产品，传统的工艺加工繁琐
、
制作成本高，且都会带来不同程度的质量风险及外观缺陷，更重要的是无法确保产品所有区域性能均匀控
制在要求范围内
。
[0019]现有技术，专利公开号为
CN115090774A
的专利技术专利，公开一种等壁厚缩管模具及缩管工艺，包括由一进制单元和二进制单元组成，两者之间的最大间距形成滑动进制距离，通过模具前推大比例缩管，后退拉芯保证等壁厚
。
二进制结构可以实现管坯顺畅入模缩管和退回芯棒拉芯修整管坯壁厚，进制距离开合主要体现在拉芯头部工作位的位置变化上，进制距离闭合使模具芯棒头部前行至入模扩口处，保证管坯入模有足够间隙
。
模具退回时进制距离拉开，模具芯棒头部位置跟随后移至模芯直段处，保证管坯缩管后保持原始壁厚
。
但是现有技术的初始管胚直接就是预先成型，再通过一进制单元和二进制单元进行等壁厚的缩管
。

技术实现思路

[0020]本专利技术所要解决的技术问题在于：提供一种外表面呈现中间截面大
、
两头小的锥形，内表面是规则等角度圆周分布条形槽结构，且所有区域壁厚均匀分布的铝材产品的成型方法
。
[0021]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0022]一种内外不同变截面管材的成型方法，包括以下步骤：
[0023]S100、
确认初始毛胚圆柱空心管材
(110)
的规格；
[0024]S200、
分析确认规格后的初始毛胚圆柱空心管材
(110)
缩径后壁厚增加的分布状况，根据不同区域增厚的结果，反向获取初始毛胚圆柱空心管材
(110)
对应区域需要减薄的厚度，获取减薄毛胚圆柱空心管材
(120)
；
[0025]S300、
将所述减薄毛胚圆柱空心管材
(120)
放置在变壁厚管径加工模具
(200)
中，获取外径相同，壁厚不同的变壁厚管材
(130)
；
[0026]S400、
将所述变壁厚管材
(130)
放置在变截面加工模具
(300)
内，同步在所述变壁厚管材
(130)
的管芯内插入芯棒支撑模具
(400)
，当所述变截面加工模具
(300)
工作时，同步加工所述变壁厚管材
(130)
的外表面和内表面，以最终获取内外不同且变截面以及所有区域壁厚均匀分布的成品管材
。
[0027]优点：一次性加工出符合要求的复杂变截面外径，加工效率高
、
成本低，且外观质量更佳，通过计算出常规缩径壁厚增加的范围，通过壁厚反向减小补偿有效的控制内部壁厚分布，可作为加工轻量化要求极高产品的有效方法，变壁厚管径加工模具可适用于加工更多不同圆形外截面变化的铝制件产品，同样加工的产品可作为液压成形关键工序件，加工出更多复杂截面的产品，配合外加工，使用可收缩变形的芯棒支撑模具用于加工更多中间大两头小类型的产品，有效的控制产品内部尺寸，确保内外尺寸同步精确控制
。
[0028]在本专利技术的一实施例中，所述变壁厚管径加工模具
(200)
包括变壁厚管径下模
(210)、
变壁厚管径上模
(220)、
变壁厚管径左芯棒
(230)
和变壁厚管径左芯棒
(240)
；
[0029]使用时，所述减薄毛胚圆柱空心管材
(120)
放置在所述变壁厚管径下模
(210)
内；当所述变壁厚管径下模
(210)
和所述变壁厚管径上模
(220)
合模后，所述变壁厚管径左芯棒
(230)
和所述变壁厚管径左芯棒
(240)<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种内外不同变截面管材的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：
S100、
确认初始毛胚圆柱空心管材
(110)
的规格；
S200、
分析确认规格后的初始毛胚圆柱空心管材
(110)
缩径后壁厚增加的分布状况，根据不同区域增厚的结果，反向获取初始毛胚圆柱空心管材
(110)
对应区域需要减薄的厚度，获取减薄毛胚圆柱空心管材
(120)
；
S300、
将所述减薄毛胚圆柱空心管材
(120)
放置在变壁厚管径加工模具
(200)
中，获取外径相同，壁厚不同的变壁厚管材
(130)
；
S400、
将所述变壁厚管材
(130)
放置在变截面加工模具
(300)
内，同步在所述变壁厚管材
(130)
的管芯内插入芯棒支撑模具
(400)
，当所述变截面加工模具
(300)
工作时，同步加工所述变壁厚管材
(130)
的外表面和内表面，以最终获取内外不同且变截面以及所有区域壁厚均匀分布的成品管材
。2.
根据权利要求1所述的内外不同变截面管材的成型方法，其特征在于，所述变壁厚管径加工模具
(200)
包括变壁厚管径下模
(210)、
变壁厚管径上模
(220)、
变壁厚管径左芯棒
(230)
和变壁厚管径左芯棒
(240)
；使用时，所述减薄毛胚圆柱空心管材
(120)
放置在所述变壁厚管径下模
(210)
内；当所述变壁厚管径下模
(210)
和所述变壁厚管径上模
(220)
合模后，所述变壁厚管径左芯棒
(230)
和所述变壁厚管径左芯棒
(240)
在所述变壁厚管径下模
(210)
和所述变壁厚管径上模
(220)
之间做相向或相背运动，以挤压所述减薄毛胚圆柱空心管材
(120)
，获取所述变壁厚管材
(130)。3.
根据权利要求1所述的内外不同变截面管材的成型方法，其特征在于，所述变截面加工模具
(300)
包括动力装置
(310)、
基座及导向装置
(320)、
杠杆装置
(330)
和变截面模具本体
(340)
；所述基座及导向装置
(320)
与所述动力装置
(310)
固接；所述变截面模具本体
(340)
位于所述基座及导向装置
(320)
内，所述杠杆装置
(330)
的一端所述变截面模具本体
(340)
连接，另一端与所述动力装置
(310)
连接；所述动力装置
(310)
转动时，能够带动所述基座及导向装置
(320)、
所述杠杆装置
(330)
和所述变截面模具本体
(340)
同步转动；所述动力装置
(310)
做伸缩运动时，能够使所述杠杆装置
(330)
带动所述变截面模具本体
(340)
在所述基座及导向装置
(320)
内做轴线往复运动
。4.
根据权利要求3所述的内外不同变截面管材的成型方法，其特征在于，所述动力装置
(310)
包括油缸
(311)、
从动齿轮
(312)、
电机和主动齿轮；所述油缸
(311)
的输出轴穿过所述从动齿轮
(312)
后末端上固定有圆锥接头
(3111)
，且所述圆锥接头
(3111)
能够相对所述油缸
(311)
的输出轴转动；所述电机的输出轴与所述主动齿轮同轴连接，所述主动齿轮与所述从动齿轮
(312)
啮合，所述电机转动时，所述主动齿轮带动所述从动齿轮
(312)
转动
。5.
根据权利要求4所述的内外不同变截面管材的成型方法，其特征在于，所述基座及导向装置
(320)
包括第一旋转轴座
(321)、
第二旋转轴座
(322)、
推杆支架
(323)
和导向连接架
(324)
；所述从动齿轮
(312)、
所述第一旋转轴座
(321)
和所述第二旋转轴座
(322)
依次同轴线设置；所述推杆支架
(323)
的两端分别与所述第一旋转轴座
(321)
和所述从动齿轮
(312)
连接，所述导向连接架
(324)
的两端分别与所述第一旋转轴座
(321)
和第二旋转轴座
(322)
固接
。6.
根据权利要求5所述的内外不同变截面管材的成型方法，其特征在于，在所述第一旋
转轴座
(321)
和所述第二旋转轴座
(322)
的圆心处均设置有十字镂空空间
(3211)
；以及围绕所述第一旋转轴座
(321)
的圆心，在所述第一旋转轴座
(321)
的边缘处设置有多个等角度圆分布的开口槽
(3212)
，所述开口槽
(3212)
的槽深方向朝向所述十字镂空空间
(3211)
的四角处；且在所述开口槽
(3212)
和所述十字镂空空间
(3211)
并不连通，之间设置有安装空间
(3213)
；多个所述推杆支架
(323)
分别围绕所述第一旋转轴座
(321)
的圆心等角度圆分布，一端在所述安装空间
(3213)
处与所述第一旋转轴座
(321)
连接，另一端与所述从动齿轮
(312)
连接，所述圆锥接头
(3111)
位于多个所述推杆支架
(323)
之间
。7.
根据权利要求6所述的内外不同变截面管材的成型方法，其特征在于，多个所述导向连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：童军，罗昊，杨晋高，罗强丰，苏海波，谭天伟，章玮，厉官辉，彭黎，张健，
申请(专利权)人：保隆沙士基达安徽液压成型有限公司，
类型：发明
国别省市：