[发明专利]大膨胀量管件成形方法和成形系统

说明书

本发明公开一种大膨胀量管件成形方法，通过缩径工艺与增径工艺复合的成形思想，再结合内高压成形工艺的采用，实现了大膨胀量管件的整体成形。该大膨胀量管件成形方法实现步骤简单，工艺技术成熟，易于在生产中实施、推广和应用。本发明提出的大膨胀量管件成形系统，同时布置了缩径设备、增径设备和内高压成形设备，通过对管坯依次进行缩径处理、增径处理、预成形处理以及内高压成形处理，实现了大膨胀量管件的整体成形。上述大膨胀量管件成形系统整体结构布置合理，自动化程度高，适用于大膨胀量管件的大批量连续生产，有利于提升大膨胀量管件的生产效率。

技术领域

本发明涉及金属成形制造技术领域，特别是涉及一种大膨胀量管件成形方法和成形系统。

背景技术

金属变截面空心结构管件广泛地应用于航空、航天、汽车等领域。这种金属变截面空心结构管件局部型面膨胀，业内对于膨胀率超过200％的金属管件，称之为“大膨胀量管件”。

汽车制造业应用广泛的桥壳为典型的大膨胀量特征管件，其成形工艺的历代发展具有一定代表性。初代桥壳制造工艺为铸造，成形件材料连续性较差、力学性能较弱；第二代桥壳成形工艺为冲压与对焊，一般成形件存在两条焊缝，工况服役条件下易失效；第三代桥壳制造工艺为机械胀形，桥包采用焊接手段进行装配连接，存在焊缝失效、液体泄漏的风险，且焊缝不利于实现轻量化；第四代桥壳成形工艺为缩径与充液压形，相比前三代成形工艺，虽然省去了焊接等多道工序，但其缩径导致的管件壁厚不均未得到改善，使得成形件的非承力部分壁厚较厚，浪费材料亦不利于实现轻量化。

发明内容

本发明的目的是提供一种大膨胀量管件成形方法和成形系统，以解决上述现有大膨胀量管件成形技术所存在的管件壁厚不均，从而不仅浪费材料，且不利于实现轻量化的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种大膨胀量管件成形方法，包括：根据目标管件的膨胀率，结合管坯材料的力学性能，确定管坯的直径；对所述管坯中，需要小于管坯直径的部分进行缩径处理；对所述管坯中，需要大于管坯直径的部分进行增径处理；根据所述目标管件的形状轮廓，对增径处理后的管坯进行预成形处理，以获得预成形件；对所述预成形件进行内高压成形处理，获得所述目标管件。

可选的，所述目标管件的膨胀率获取方法包括：根据所述目标管件的最大截面周长和最小截面周长，分别计算获得所述目标管件的最大当量直径和最小当量直径；所述最大当量直径和所述最小当量直径的商值为所述目标管件的膨胀率。

可选的，所述增径处理包括：对所述管坯中需要大于管坯直径的部分进行液压胀形处理。

可选的，所述预成形处理包括：对进行所述增径处理后的管坯进行液压胀形处理。

可选的，对进行所述缩径处理、所述增径处理或所述预成形处理后的所述管坯进行热处理。

本发明还提出一种大膨胀量管件成形系统，包括：缩径设备，用于对管坯中需要小于管坯直径的部分进行缩径处理；增径设备，用于对所述管坯中需要大于管坯直径的部分进行增径处理；预成形设备，用于根据目标管件的形状轮廓，对增径处理后的所述管坯进行预成形处理；内高压成形设备，用于对预成形处理后的所述管坯进行内高压成形处理，以获得目标管件。

可选的，还包括热处理系统，用于对缩径处理、增径处理或预成形处理后的所述管坯进行热处理。

可选的，所述缩径设备、所述增径设备、所述预成形设备和所述内高压成形设备依次布置形成大膨胀量管件生产线，所述热处理系统位于所述大膨胀量管件生产线的一侧。

可选的，还包括用于取送管件的机械手。

可选的，还包括控制系统，所述缩径设备、所述增径设备、所述预成形设备和所述内高压成形设备均与所述控制系统电连接。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：