空心件自增壓成形方法技術

本發明專利技術公開了一種空心件自增壓成形方法，屬于液壓成形領域。本發明專利技術首先計算管坯的內腔體積，根據有限元數值模擬后的結果計算得到成形后管件的內腔體積，兩者相比，若變形后體積減小，則采用自增壓方式脹形；將管坯裝入液槽中的模具型腔內，液槽充入液體后管坯內管將自動充滿液體，將上下模合模；將兩端沖頭與管坯接觸后，作相向運動實施補料；管坯承受軸向壓縮，內腔體積縮小，自動產生高壓，對管坯實施脹形；脹形完成后，從模具上取出成形管件。本發明專利技術與傳統液壓脹形相比設備成本明顯降低，操作過程簡單、對操作人員要求較低、成形效果好、生產效率高。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種，屬于液壓成形領域。
技術介紹
空心件在航空航天、汽車、機械制造領域有著廣泛的應用。傳統空心件通常使用焊接沖壓成形，需要多套模具，成本高昂，且空心件焊接后需要后續處理，工藝過程復雜，效率低下。內高壓成形技術能夠有效的減少加工環節，在保證零件強度的前提下還可有效減輕其重量，對于實現航空航天器、汽車、機械裝備等的輕量化具有重要意義。盡管相較于傳統沖壓+焊接成形工藝，內高壓成形方法具有很多優點。但是，目前廣泛使用的內高壓成形裝置由于需要單獨的增壓器，其設備成本很高，而且其操作程序繁瑣，對操作人員要求較高，在使用過程需要嚴格控制增壓器的壓力輸出曲線，否則成品管件容易發生起皺或者開裂等缺陷。
技術實現思路
本專利技術在于提供一種，以解決現有技術中內高壓成形裝置中設備成本大、操作程序繁瑣、對操作人員要求較高，成品管件容易發生起皺或者開裂等缺陷的技術問題。為了解決上述技術問題，本專利技術提供的，包括以下步驟: 1)、計算變形前管坯的內腔體積V1; 2)、該管坯的脹形過程進行有限元模擬，獲得成形結果； 3)、根據步驟2)中的成形結果計算成形后管件內腔體積V2，若V2小于V1，則采用自增壓方式脹形； 4)、將管坯裝入液槽中的模具型腔內，液槽充入液體后管坯內管將自動充滿液體，將上下模合模； 5)、兩端沖頭與管坯接觸后，作相向運動實施補料； 6)、管坯承受軸向壓縮，內腔體積縮小，自動產生高壓，對管坯實施脹形； 7)、脹形完成后，從模具上取出成形管件。本專利技術中，所述步驟2)中的有限元模擬在CAE軟件中進行。本專利技術中，所述步驟3)中通過將步驟2)中的成形結果導入CAD軟件計算得到成形后管件內腔體積V2。本專利技術中，所述液槽中液體注入后完全覆蓋并自動填充管坯。本專利技術中，所述管坯外表面與模具型腔之間在成形過程中始終與液槽中液體接觸。本專利技術中，所述液體為水、乳化液或液壓油。本專利技術有益效果在于:(I)與傳統液壓脹形相比本專利技術明顯降低設備成本；(2)、本專利技術只需控制沖頭的進給速度和位移，不需要同時控制壓力和沖頭位移，其操作過程簡單，對操作人員要求較低；(3)、管坯的外表面和模具型腔之間始終保持有效潤滑，提高了管材的成形效果；(4)本專利技術由于采用了液槽結構，脹形介質可以自動填充管坯，所以成形速度快、制造成本低且生產效率高。【附圖說明】圖1本專利技術流程圖； 圖2三通管件自增壓成形裝置。【具體實施方式】下面結合附圖和實施例對本專利技術作詳細說明。實施例1，如圖1、2所示: 1)、計算厚度為2mm外徑為60mm的管還5內腔體積V1； 2)、在CAE軟件中對該管坯5的脹形過程進行有限元模擬，獲得成形結果； 3)、將成形結果導入CAD軟件中，計算成形后的三通管件內腔體積V2，若V2小于V1，說明管坯5內腔體積在成形過程中不斷減小，內腔的乳化液2抵抗體積的減小時會管坯5內壁產生一定的壓力，則采用自增壓方式脹形； 4)、判斷管坯5成形前后內腔減小后，將模具中下模4安裝在注滿乳化液2的液槽I中，然后將管還5裝入下模,管還5中自動充滿乳化液2 ； 5)、通過合模裝置將模具上模3與下模4合模，由于此時液槽I中的乳化液2浸沒模具和管坯5，模具型腔與管坯5的外表面之間可以始終保持有效潤滑； 6)、在管坯5兩端接入沖頭6，并將沖頭6作相向運動實施補料，管坯5承受軸向壓縮，內腔體積縮小，自動產生高壓，管坯5內乳化液2對管坯5內壁產生一定的壓力使其脹形，嚴格控制沖頭6運動速度和位移以間接控制內壓大小； 7)、當管坯5脹形結束后，開模取出成形后的三通管件，再放入新的管坯5，進入下一工作循環。實施例2中將厚度為3_、外徑為60mm管還脹形成四通管件,采用水作為液體,模具根據脹形需要作改變。其步驟6)中水平方向兩端沖頭與管坯接觸后，作相向運動實施補料；豎直方向兩端沖頭與管件接觸后作相背運動，給予管件反向壓力防止管件脹破，其余步驟與實施例1相同。實施例3將管坯脹形成異徑管件，采用液壓油作為液體，模具根據脹形需要作改變，其步驟與實施例1相同。以上所述僅是本專利技術的優選實施方式，應當指出，對于本
的普通技術人員來說，在不脫離本專利技術原理的前提下還可以做出若干改進，這些改進也應視為本專利技術的保護范圍。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種空心件自增壓成形方法，其特征在于包括以下步驟：1)、計算變形前管坯的內腔體積V1；2)、對管坯的脹形過程進行有限元模擬，獲得成形結果；3)、根據步驟2)中的成形結果計算成形后管件內腔體積V2，若V2小于V1，則采用自增壓方式脹形；4)、將管坯裝入液槽中的模具型腔內，液槽充入液體后管坯內管將自動充滿液體，將上下模合模；5)、兩端沖頭與管坯接觸后，作相向運動實施補料；6)、管坯承受軸向壓縮，內腔體積縮小，自動產生高壓，對管坯實施脹形；7)、脹形完成后，從模具上取出成形管件。

【技術特征摘要】
1.一種空心件自增壓成形方法，其特征在于包括以下步驟: 1)、計算變形前管坯的內腔體積V1; 2)、對管坯的脹形過程進行有限元模擬，獲得成形結果； 3)、根據步驟2)中的成形結果計算成形后管件內腔體積V2，若V2小于V1，則采用自增壓方式脹形； 4)、將管坯裝入液槽中的模具型腔內，液槽充入液體后管坯內管將自動充滿液體，將上下模合模； 5)、兩端沖頭與管坯接觸后，作相向運動實施補料； 6)、管坯承受軸向壓縮，內腔體積縮小，自動產生高壓，對管坯實施脹形； 7)、脹形完成后，從模具上取出成形管件。2.根據權利要求1所述的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：范敏郁，李金龍，祁童百惠，郭訓忠，陶杰，
申請(專利權)人：南京航空航天大學，
類型：發明
國別省市：江蘇;32