空心件自增壓成形方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種空心件自增壓成形方法，屬于液壓成形領(lǐng)域。本發(fā)明首先計算管坯的內(nèi)腔體積，根據(jù)有限元數(shù)值模擬后的結(jié)果計算得到成形后管件的內(nèi)腔體積，兩者相比，若變形后體積減小，則采用自增壓方式脹形；將管坯裝入液槽中的模具型腔內(nèi)，液槽充入液體后管坯內(nèi)管將自動充滿液體，將上下模合模；將兩端沖頭與管坯接觸后，作相向運動實施補料；管坯承受軸向壓縮，內(nèi)腔體積縮小，自動產(chǎn)生高壓，對管坯實施脹形；脹形完成后，從模具上取出成形管件。本發(fā)明與傳統(tǒng)液壓脹形相比設(shè)備成本明顯降低，操作過程簡單、對操作人員要求較低、成形效果好、生產(chǎn)效率高。
【專利說明】空心件自增壓成形方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種空心件自增壓成形方法，屬于液壓成形領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]空心件在航空航天、汽車、機械制造領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)空心件通常使用焊接沖壓成形，需要多套模具，成本高昂，且空心件焊接后需要后續(xù)處理，工藝過程復(fù)雜，效率低下。內(nèi)高壓成形技術(shù)能夠有效的減少加工環(huán)節(jié)，在保證零件強度的前提下還可有效減輕其重量，對于實現(xiàn)航空航天器、汽車、機械裝備等的輕量化具有重要意義。
[0003]盡管相較于傳統(tǒng)沖壓+焊接成形工藝，內(nèi)高壓成形方法具有很多優(yōu)點。但是，目前廣泛使用的內(nèi)高壓成形裝置由于需要單獨的增壓器，其設(shè)備成本很高，而且其操作程序繁瑣，對操作人員要求較高，在使用過程需要嚴(yán)格控制增壓器的壓力輸出曲線，否則成品管件容易發(fā)生起皺或者開裂等缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明在于提供一種空心件自增壓成形方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中內(nèi)高壓成形裝置中設(shè)備成本大、操作程序繁瑣、對操作人員要求較高，成品管件容易發(fā)生起皺或者開裂等缺陷的技術(shù)問題。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的空心件自增壓成形方法，包括以下步驟:
1)、計算變形前管坯的內(nèi)腔體積V1;
2)、該管坯的脹形過程進行有限元模擬，獲得成形結(jié)果；
3)、根據(jù)步驟2)中的成形結(jié)果計算成形后管件內(nèi)腔體積V2，若V2小于V1，則采用自增壓方式脹形；
4)、將管坯裝入液槽中的模具型腔內(nèi)，液槽充入液體后管坯內(nèi)管將自動充滿液體，將上下模合模；
5)、兩端沖頭與管坯接觸后，作相向運動實施補料；
6)、管坯承受軸向壓縮，內(nèi)腔體積縮小，自動產(chǎn)生高壓，對管坯實施脹形；
7)、脹形完成后，從模具上取出成形管件。
[0006]本發(fā)明中，所述步驟2)中的有限元模擬在CAE軟件中進行。
[0007]本發(fā)明中，所述步驟3)中通過將步驟2)中的成形結(jié)果導(dǎo)入CAD軟件計算得到成形后管件內(nèi)腔體積V2。
[0008]本發(fā)明中，所述液槽中液體注入后完全覆蓋并自動填充管坯。
[0009]本發(fā)明中，所述管坯外表面與模具型腔之間在成形過程中始終與液槽中液體接觸。
[0010]本發(fā)明中，所述液體為水、乳化液或液壓油。
[0011]本發(fā)明有益效果在于:(I)與傳統(tǒng)液壓脹形相比本發(fā)明明顯降低設(shè)備成本；(2)、本發(fā)明只需控制沖頭的進給速度和位移，不需要同時控制壓力和沖頭位移，其操作過程簡單，對操作人員要求較低；(3)、管坯的外表面和模具型腔之間始終保持有效潤滑，提高了管材的成形效果；(4)本發(fā)明由于采用了液槽結(jié)構(gòu)，脹形介質(zhì)可以自動填充管坯，所以成形速度快、制造成本低且生產(chǎn)效率高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1本發(fā)明空心件自增壓成形方法流程圖；
圖2三通管件自增壓成形裝置。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作詳細(xì)說明。
[0014]實施例1，如圖1、2所示:
1)、計算厚度為2mm外徑為60mm的管還5內(nèi)腔體積V1；
2)、在CAE軟件中對該管坯5的脹形過程進行有限元模擬，獲得成形結(jié)果；
3)、將成形結(jié)果導(dǎo)入CAD軟件中，計算成形后的三通管件內(nèi)腔體積V2，若V2小于V1，說明管坯5內(nèi)腔體積在成形過程中不斷減小，內(nèi)腔的乳化液2抵抗體積的減小時會管坯5內(nèi)壁產(chǎn)生一定的壓力，則采用自增壓方式脹形；
4)、判斷管坯5成形前后內(nèi)腔減小后，將模具中下模4安裝在注滿乳化液2的液槽I中，然后將管還5裝入下模,管還5中自動充滿乳化液2 ；
5)、通過合模裝置將模具上模3與下模4合模，由于此時液槽I中的乳化液2浸沒模具和管坯5，模具型腔與管坯5的外表面之間可以始終保持有效潤滑；
6)、在管坯5兩端接入沖頭6，并將沖頭6作相向運動實施補料，管坯5承受軸向壓縮，內(nèi)腔體積縮小，自動產(chǎn)生高壓，管坯5內(nèi)乳化液2對管坯5內(nèi)壁產(chǎn)生一定的壓力使其脹形，嚴(yán)格控制沖頭6運動速度和位移以間接控制內(nèi)壓大?。?br> 7)、當(dāng)管坯5脹形結(jié)束后，開模取出成形后的三通管件，再放入新的管坯5，進入下一工作循環(huán)。
[0015]實施例2中將厚度為3_、外徑為60mm管還脹形成四通管件,采用水作為液體,模具根據(jù)脹形需要作改變。其步驟6)中水平方向兩端沖頭與管坯接觸后，作相向運動實施補料；豎直方向兩端沖頭與管件接觸后作相背運動，給予管件反向壓力防止管件脹破，其余步驟與實施例1相同。
[0016]實施例3將管坯脹形成異徑管件，采用液壓油作為液體，模具根據(jù)脹形需要作改變，其步驟與實施例1相同。
[0017]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下還可以做出若干改進，這些改進也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種空心件自增壓成形方法，其特征在于包括以下步驟: 1)、計算變形前管坯的內(nèi)腔體積V1; 2)、對管坯的脹形過程進行有限元模擬，獲得成形結(jié)果； 3)、根據(jù)步驟2)中的成形結(jié)果計算成形后管件內(nèi)腔體積V2，若V2小于V1，則采用自增壓方式脹形； 4)、將管坯裝入液槽中的模具型腔內(nèi)，液槽充入液體后管坯內(nèi)管將自動充滿液體，將上下模合模； 5)、兩端沖頭與管坯接觸后，作相向運動實施補料； 6)、管坯承受軸向壓縮，內(nèi)腔體積縮小，自動產(chǎn)生高壓，對管坯實施脹形； 7)、脹形完成后，從模具上取出成形管件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空心件自增壓成形方法，其特征在于:所述步驟2)中的有限元模擬在CAE軟件中進行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空心件自增壓成形方法，其特征在于:所述步驟3)中通過將步驟2)中的成形結(jié)果導(dǎo)入CAD軟件計算得到成形后管件內(nèi)腔體積V2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空心件自增壓成形方法，其特征在于:所述液槽中液體注入后完全覆蓋并自動填充管還。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空心件自增壓成形方法，其特征在于:所述管坯外表面與模具型腔之間在成形過程中始終與液槽中液體接觸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空心件自增壓成形方法，其特征在于:所述液體為水、乳化液或液壓油。
【文檔編號】B21D26/033GK103691794SQ201310720372
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月24日
【發(fā)明者】范敏郁, 李金龍, 祁童百惠, 郭訓(xùn)忠, 陶杰 申請人:南京航空航天大學(xué)