[发明专利]一种变径筒形件的液压成形装置及方法

权利要求书

1.一种变径筒形件的液压成形装置，其特征在于：所述成形装置包括组合式凹模、凸模(1)、压边圈(2)、凹模注入孔(6)和凸模注入孔(11)，所述凸模(1)为圆柱状的冲头且与压边圈(2)密闭配合，所述组合式凹模由上凹模(3)和下凹模(5)构成且二者的连接面密闭连接，凹模内的型腔为传力介质腔体(4)；所述凹模内的型腔与终成形筒形件的外轮廓形状一致，呈由底部向上孔径逐渐减小或呈阶梯状减小的变径筒形；压边圈(2)置于上凹模(3)的上方且二者之间的间隙用于夹置板材坯料(9)；下凹模(5)的侧壁上开有与传力介质腔体(4)相通的凹模注入孔(6)，通过凹模注入孔(6)向传力介质腔体(4)内注入传力介质以对预成形筒形件的外表面施加流体背向压力；所述凸模(1)上开有凸模注入孔(11)，通过凸模注入孔(11)向预成形筒形件腔体(4-2)内注入传力介质，从而使传力介质对成形过程中的板材坯料(9)施加主动的液压胀形力。

2.根据权利要求1所述的一种变径筒形件的液压成形装置，其特征在于：所述成形装置还包括第一密封圈(10)，所述凸模(1)与压边圈(2)之间设有第一密封圈(10)。

3.根据权利要求2所述的一种变径筒形件的液压成形装置，其特征在于：所述成形装置还包括第二密封圈(8)和第三密封圈(7)，在上凹模(3)与压边圈(2)之间设有第二密封圈(8)，在下凹模(5)与上凹模(3)之间设有第三密封圈(7)。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种变径筒形件的液压成形装置，其特征在于：所述凸模注入孔(11)为通孔，凸模注入孔(11)的一端开口位于凸模(1)侧壁部位，凸模注入孔(11)的另一端开口位于凸模(1)下端面轴心部位，且凸模注入孔(11)的位于出口的一段开设在凸模(1)的轴线位置处。

5.根据权利要求4所述的一种变径筒形件的液压成形装置，其特征在于：所述凸模注入孔(11)为L形通孔，L形通孔中的垂直段位于凸模(1)的轴线位置处。

6.一种利用上述任意一项权利要求所述的成形装置进行液压成形的方法，其特征在于：所述方法是按照以下步骤实现的：步骤一、按设计要求将上凹模(3)与下凹模(5)进行配合连接，形成完整变径筒形型腔；步骤二、将下凹模(5)上的凹模注入孔(6)及凸模(1)上的凸模注入孔(11)分别通过高压油管与外接增压器相连，独立控制，然后通过凹模注入孔(6)向传力介质腔体(4)内注入介质，使介质充满传力介质腔体(4)直至与上凹模(3)上表面相差一定距离，向凸模注入孔(11)内注入少量传力介质；步骤三、将板材坯料(9)置于已安装密第二封圈(8)的上凹模(3)之上；步骤四、将压边圈(2)、凸模(1)分别与压力机施压装置相连接，通过调节压力机使压边圈(2)下行至与板材坯料(9)发生接触，此时施加一定的压边力，使第二密封圈(8)与板材坯料(9)充分接触，形成溢流润滑，以避免坯料(9)法兰区在成形送料时产生褶皱；压边力大小的控制视具体要求而定；步骤五、通过控制压力机主滑块运动使凸模(1)下行至与板材坯料(9)发生接触，接触后继续下压，此时通过外接增压器向传力介质腔体(4)内施加内压，对板材坯料(9)产生流体背向压力，为避免背向压力过大导致板材坯料(9)向注入孔(11)内陷，通过调节外接增压器使凸模注入孔(11)截面处静水压力与传力介质腔体(4)内等面积压力相等、方向相反，待凸模(1)下行至距下凹模(5)内的底面少量距离后，压力机主滑块停止运动；步骤六、通过外接增压器向凸模注入孔(11)内缓慢注入介质加压，同时控制传力介质腔体(4)内液压与预成形筒形件腔体(4-2)内液压保持恒定动态压力差，使板材坯料(9)在动态压力差的作用下贴模成形，加工过程结束；步骤七、通过外接增压器卸去传力介质腔体(4)、预成形筒形件腔体(4-2)内的压力，主滑块带动凸模(1)上行，通过压力机卸载压边力使压边圈(2)上行，将组合式凹模分离，取出成形零件。

7.根据权利要求6所述的一种变径筒形件的液压成形方法，其特征在于：在步骤二中，使介质充满传力介质腔体(4)直至与上凹模(3)上表面相差1～5mm的距离。

8.根据权利要求7所述的一种变径筒形件的液压成形方法，其特征在于：在步骤五中，待凸模(1)下行至距下凹模(5)内的底面1～20mm的距离后，压力机主滑块停止运动。