[发明专利]一种多元材料一次开合模混合成形设备主机

说明书

一种多元材料一次开合模混合成形设备主机，包括主机框架和注射模组，注射模组包括安装板，模架的下梁可拆卸的连接安装板，所述安装板上布置注金属流道接口、注非金属流道接口和胀形介质接口，通过更换安装板实现快速更换注射材料。本发明基于通用集成式模架，通过配置不同的注射模组，将多个不同的注金属、非金属设备集成到一个设备主机上，降低了设备成本，提高了成形效率，实现一次开合模工序内注非金属(如塑料，纤维增强树脂等)、注金属(如铝/镁/铝镁合金)和各胀形介质。

技术领域

本发明属于车管梁类部件生产方法，具体为一种多元材料一次开合模混合成形设备主机。

背景技术

管梁结构件的设计与加工工艺决定整车的安全性、可靠耐久及NVH等评价指标，传统的一体化压铸成型和冲压焊接工艺制造的钢管梁结构，其对整车性能、轻量化提升有一定的局限性。

一体化压铸成型工艺在汽车行业广泛推广应用，但限于适用于铸造的铝合金、镁合金等强度密度不足(屈服强度300MPa左右)的材料，并不适合上车体细长管梁结构件零件和分总成的制造，比如车身A柱、B柱等分总成部件。一体化压铸整车侧围等大部件，会导致设备锁模力巨大、零件变形量大、细长的A柱管梁等零件局部强度不足，制造工艺复杂、成本高昂。

传统管梁和连接件的注射一体成形工艺仅限于成品管梁和水胀成形后注塑，没有对主承载的管件坯料进行加热、气胀贴模淬火等处理，难以达到理想的异形管梁形状和强度性能，另外没有结合同步的铸铝/镁等工序，而是再加新的工序来完成连接。

现有的管材充液水胀成形，是在冷态下密封住金属管件两端，向管腔内注入高压液体，迫使原始管料贴合模具的过程，通常用到充液成形机，冷态充液，屈服强度低的材料。屈服强度高的超高强钛合金由于无法适用与冷态加工且对设备合模力要求高，而不适用于水胀成形。

混合成形针对冷态下成形的零件，如部分需塑料卡件装配在金属结构件上的零件(如汽车的仪表盘支架)，现有的混合成形会将管材充液成形与注塑成形相结合，在一道工序内成形出整体结构，但是改方法温度控制简单，且成型温度仅200度左右，不能进行淬火工艺。

综上，现有的热气胀成形、注塑成形、压铸成形、管材充液成形均为单一工序，无法成形复合结构的零件；混合成形针对冷态下成形的零件，不适用于强度大的材料。

为了保证车体结构的刚度、强度和轻量化要求，本发明提出一种多元材料一次开合模混合成形设备主机，其中多元材料包括超高强度钢管或铝合金管、铝/镁等金属材料、纤维增强树脂等非金属材料，在一次开合模中实现超高强度钢管(或者铝合金管等)瞬时加热、气体胀形贴模、淬火强化、注塑(纤维增强树脂等非金属)和注铝/镁(金属)，大大简化了车身制造过程、减少了后续的焊接等工序、实现管梁结构件轻量化，且适用于异形截面超高强管梁结构一体化制造。

发明内容

有鉴于此，针对本领域中存在的技术问题，本发明提供了一种多元材料一次开合模混合成形设备主机，包括上梁、滑块、下梁、模具、注射模组；设备主机搭载不同的模具用于成形不同的零件，所述下梁上固定模具的下模；所述模具的上模与所述滑块固定，所述滑块带动所述上模与所述下模合模；

所述模具包括所述金属管坯热气胀成形空腔、金属材料成形空腔和非金属材料成形空腔；

所述下梁上固定所述注射模组，所述下梁上设置多个孔；

所述注射模组包括安装板，所述下梁可拆卸的连接所述注射模组的安装板；通过更换安装板实现快速更换注射材料；

所述安装板上布置注金属流道接口和注非金属流道接口；

所述注金属流道接口的一端和注非金属流道接口的一端穿过所述下梁上的一部分孔与所述模具内部连通。

所述安装板上还布置胀形介质接口，所述胀形介质接口的一端穿过所述下梁上的一部分孔与模具内部连通。