[发明专利]一种金属管类零件热态金属气压成型方法

说明书

本发明公开了一种金属管类零件热态金属气压成型方法，具体工艺流程为：闭合模具，接通电源，模具型腔加热至指定温度；冷却系统工作；管坯放入感应加热装置中进行感应加热；压力机运行，将成型模具打开；自动上料装置夹取管坯并将其放入到模具型腔中；压力机运行，将成型模具闭合并对其施加压力；高压气源通过密封堵头向管坯中注入高压气体，使管坯和模具型腔完全贴合；释放管坯中的压力，压力机启动，将成型模具打开；自动上料装置将成型后的零件从成型模具的型腔中取出。本发明通过高压气体作用于热态金属管内壁，迫使金属发生塑性变形，可实现管类高精度形状复杂类零件成形，在航空航天、汽车、机械制造等领域都具有广泛应用。

技术领域

本发明涉及一种成型方法，尤其涉及一种金属管类零件热态金属气压成型方法。

背景技术

根据模具规格和用途的不同，金属管类材料的传统成型方法有很多种，其中尤以铸造、锻造工艺应用最为广泛。但这两种工艺均存在工人劳动强度大、生产效率低、毛坯产品废品率居高不下等问题。人们后继开发了一种靠压力机和模具对管材施加外力，使之产生塑性变形或分离，从而获得所需形状和尺寸工件的成形加工方法，称之为冲压。冲压工艺虽然能有效提高产品的生产效率，但其同时也存在设备结构复杂、造价较高等缺陷。

随着科技的发展与机电一体化技术的进步，人们又开发了一种新型的金属成型技术，即液压成型。液压成型技术在减轻重量、减少零件数量和模具数量、提高刚度与强度、降低生产成本等方面都具有明显的技术和经济优势，自开发以来就得到了快速的发展与普遍的应用。目前全球范围内的金属管类零件成型大多都是采用该方法，但该法的零件制造精度仍然有待提高，它对于一些复杂型面的零件成型精度较低。

发明内容

为了解决上述技术所存在的不足之处，本发明提供了一种金属管类零件热态金属气压成型方法。

为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种金属管类零件热态金属气压成型方法，该方法使用到的设备包括成型模具、高压气源、感应加热装置；成型模具设置于压力机的内部；压力机由压力机上平台、压力机下平台和压力机侧顶装置组成；成型模具的左右两端均设置有密封堵头，密封堵头通过螺钉安装在压力机侧顶装置上；

压力机的左侧依次设置有自动上料装置、感应加热装置；感应加热装置用于对管坯进行加热，然后由自动上料装置将加热好的管坯送到成形模具的型腔内，再通过压力机提供的正压力以及侧向密封压力使成型模具完全处于闭合压紧状态；密封堵头通过高压气管与高压气源相连接，高压气源用于将高压气体注入到加热好的处于成型模具内的管坯上；

成型模具分为上模、下模；上模、下模上分别设置有上模加热保温炉膛、下模加热保温炉膛；上模加热保温炉膛的底部中间、下模加热保温炉膛的顶部中间对应设置有上模型腔、下模型腔；上模型腔、下模型腔的两端均设置有冷却板；冷却板的外侧均设置有冷却固定板；冷却固定板上对应设置有温控设备；

冷却板通过硬质水管与冷热水分水器相连接；冷热水分水器的右侧依次设置有水泵、水箱；冷却板、硬质水管、冷热水分水器、水箱和水泵共同构成冷却系统，用于对加热保温炉膛进行冷却使其加热温度保持恒定；

一种金属管类零件热态金属气压成型方法，具体工艺流程如下：

a、将成型模具处于闭合状态，接通电源，下模加热保温炉膛和上模加热保温炉膛分别对下模型腔和上模型腔进行加热；将加热温度设置为950～1000℃，通过温控设备对加热温度进行监控，当低于950℃时继续加热，达到1000℃时停止加热；

b、启动水泵使冷却系统处于工作状态，实现冷水由水箱经过水泵进入冷热水分水器，再由冷热水分水器通过硬质水管进入冷却板；冷却后再由冷却板沿另一条线路流回到冷热水分水器，经由水泵回到水箱，形成一个封闭的水循环过程，达到冷却目的；控制水流速度大于2m/s；

c、将未成形的管坯放入感应加热装置中，进行感应加热；控制感应加热时间为3～4s、温度为1000℃；