[发明专利]一种双向加压管材充液成形方法

说明书

技术领域

本发明属于金属压力加工领域，具体为一种双向加压管材充液成形方法。

背景技术

汽车轻量化是当今汽车制造业发展的主潮流，近年来随着节能减排要求的日益迫切和轻量化技术的不断发展，汽车制造领域出现了空心结构件。传统的空心结构件多采用锻压零件焊接而成，其零件应力集中现象较为明显，且存在大量的焊缝以及加工残余量，这些都大大的增加了整车的重量。若采用内高压成形技术成形空心结构件，不仅能减少焊缝及加工残余量，减轻整车重量，减少加工道次，降低生产成本，还能有效地提高空心结构件的精度和力学性能。

管材内高压成形技术利用充入管腔中的具有一定压力的液体介质作为凸模，在液体压力及管端所施加的轴向力的共同作用下，使管坯发生变形贴合模具型腔而得到所需几何形状的零件。该技术具有精度高，成形零件质量好，可成形特种材料、复杂结构的零件等优点。但受材料力学性能以及加工工艺的影响，目前许多空心管件仍无法使用内高压成形技术成形。其主要表现为因管料长径比较大，对于工件大膨胀率区域，膨胀率是指从原始管材周长成为零件最大横截面周长的变化率，该参数是衡量管材充液成形难度的一个重要指标，两端冲头无法对其进行及时有效地补料致使该区域减薄率过大，通常情况下，当长径比大于5、膨胀率大于50％时，一般金属材料将难以成形；对于模具中半径较小的圆角，成形过程中若压力过小，则管料难以与其完全贴合，若压力过大，则管料虽能贴膜，但极易造成成形后的零件壁厚分布不均匀，局部壁厚过度减薄、甚至破裂。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于设计出一种双向加压管材充液成形方法，它能有效地提高管件充液成形极限，提高零件的成形精度。本发明提供的一种双向加压管材充液成形方法基于管材充液成形技术，其成形零件具有精度高，成形零件质量好，可成形特种材料、复杂结构的零件等特点。

本发明提出的一种双向加压管材充液成形方法，具体包括以下几个步骤：

步骤一：选择管材作为为坯料，根据模具的形状对管材进行预成型，将预成型的管坯置于成形设备的下模中。

步骤二：将上模和下模进行合模，形成模腔，同时调整左冲头和右冲头位置，使左冲头和右冲头轴线与预成型的管坯的中心线重合，向预成型的管坯内充入高压液体，排出预成型的管坯内空气后，左冲头和右冲头轴向相对进给，对预成型的管坯进行密封。

步骤三：待预成型的管坯内液体完全密封后，开启上模的排气孔，从下模的增压孔向模腔内充入高压液体，排出模腔内空气后，关闭上模中排气孔对膜腔进行密封。

步骤四：通过溢流阀和高压源调节预成型的管坯内外压力，开始成形，同时在成形过程中通过左冲头和右冲头轴向相对运动对预成型的管坯进行补料，模腔内多余液体从上模的排气孔中溢出，溢出量由与排气孔相连的溢流阀控制。

步骤五：待预成型的管坯完全成形后，卸去成形后管件的内外压力，将模腔内高压液体排出。

步骤六：退出左冲头和右冲头，打开模具，取出成形后管件，去除成形后管件的多余材料，得到所需工件。

本发明的优点在于：

(1)：本发明提供的一种双向加压管材充液成形方法基于管材充液成形技术，其成形零件具有精度高，成形零件质量好，可成形特种材料、复杂结构的零件等优点。

(2)；本发明提供的一种双向加压管材充液成形方法，采用管材内外双向加压的方法，故其成形工件较单向加压内高压成形具有管件成形极限大、强度和刚度高、工件壁厚分布均匀、材料利用率高、成形零件表面质量好等优点。

附图说明

图1：本发明提供的一种双向加压管材充液成形方法所用装置的结构示意图；

图2：本发明提供的一种双向加压管材充液成形方法的流程示意图。

图中：1-左冲头；    2-上模；        3-预成型的管坯；  4-排气孔；

      5-右冲头；    6-橡胶密封圈；  7-增压孔；        8-下模；

      9-溢流阀；    10-高压源。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。