[发明专利]变截面薄壁钛管流体力学成形装置

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种薄壁管成形技术领域的装置，具体是一种变截面薄壁钛管流体力学成形装置。

背景技术

钛是一种性能优良、在发展经济和国家安全中具有战略意义的金属，被称为“太空金属”、“海洋金属”。钛合金与其它结构材料比较，其最重要的优点是比强度高，热强性好，在400℃～500℃温度范围内，钛合金的比强度超过了多数不锈钢和抗氧化钢。钛合金在低温下基本上不变脆(低碳钢在-50℃冲击韧性只是室温时的1/10)，α型钛合金在液氢温度(-253℃)下的强度为室温的2倍，同时具有满意的塑性。用钛合金代替不锈钢和高温合金等材料制造零件，可以大幅度地减轻产品质量，受到航空、航天工业的极大重视，已经在欧美多种先进型号的飞机上应用，40～50％导管采用钛合金。同时，也越来越受到汽车、机车、电力、化工、舰船上热交换器和冷凝器等工业部门的青睐。近年来，随着各行业新材料及特性材料使用力度加大，航天航空、舰船、核电及海水管路领域钛材用量急剧增加，使钛合金管路配件中的高质量、高性能变截面薄壁管件用量也随之剧增。但是，它是一种难变形金属。目前，我国所需钛合金管材主要依赖进口。

液体挤压法是制造沿轴向变截面管材的先进方法。但是存在所需液体压力高、耗能高、工件一次变形程度小，有时需要多次退火才能完成液体挤压或液压胀形。

经过对现有技术的检索发现，在《钛合金管件成形与连接技术在航空工业中的应用及发展趋势》(2009年10月27日“第十一届全国塑性工程学术年会论文集，第一届管材成形技术学术研讨会”P.14～33)中记载了制造钛合金管材的方法，列举了滚压法、胀形法、脉冲法等，未涉及本发明流体力学成形方法。但是该技术所涉及的成形方法使变形材料的变形程度低，效率不高，更重要的是未涉及变截面管的成形问题。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种变截面薄壁钛管流体力学成形装置，用流体力学成形方法来完成沿轴向变截面薄壁管成形装置及工艺。流体力学成形的薄壁管与缩颈和在动芯棒上液体挤压相比，允许扩大变形程度达30％以上，增加制造零件的品种并提高劳动生产率。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：密封壳体和与之相连的高压接头以及设置于密封壳体内的柱塞和模具，其中：柱塞内部设有凹模，模具内套接有正对压力机顶杆的接杆，柱塞、密封壳体以及模具构成空腔且空腔内充满液压用工质，模具的上端和下端分别与柱塞和液压工质相接触。

所述的柱塞的顶端与压力机滑块固定连接。

所述的凹模具体位于柱塞的窝座内并采用螺母固定实现静配合。

所述的密封壳体的底部设有台阶，该密封壳体与接杆相接触的位置设有堵头。

所述的高压接头具有良好密封并用加厚螺母固紧在密封壳体的外壁上。

所述的密封壳体固定设置于压力机台面上。

所述的模具内设有导通油路以进一步加强液压工质的流动性。

所述的模具的上端内部固定设有带纵向孔的螺帽，该螺帽的内部与工件的外壁相接触以实现轴向精确定位。

本发明的优点在于：流体力学成形的薄壁管与缩颈和在动芯棒上液体挤压相比，允许扩大变形程度达30％以上，增加制造零件的品种并提高劳动生产率。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图中：a)毛坯端部与凹模接触瞬间(左边)和液体压力建立瞬间(右边)；b)变形结束瞬间并获得空心零件。

图2为工件a)及变截面管件b)示意图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

如图1所述，本实施例包括：密封壳体1和与之相连的高压接头2以及设置于密封壳体1内的柱塞3和模具4，其中：柱塞3内部设有凹模5，模具4内套接有正对压力机顶杆16的接杆6，柱塞3、密封壳体1以及模具4构成空腔7且空腔7内充满液压用工质8，模具4的上端和下端分别与柱塞3和液压工质8相接触。

所述的柱塞3的顶端与压力机滑块9固定连接。

所述的凹模5具体位于柱塞3的窝座内并采用螺母10固定实现静配合。

所述的密封壳体1的底部设有台阶11，该密封壳体1与接杆6相接触的位置设有堵头12。

所述的高压接头2具有良好密封并用加厚螺母10固紧在密封壳体的外壁上。

所述的密封壳体1固定设置于压力机台面上。

所述的模具4内设有导通油路13以进一步加强液压工质8的流动性。