CN103252399B - 多阶ω管成形方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明为镦胀复合工艺的改进，针对多阶欧米伽管难于补料，壁厚减薄严重等技术不足，设计并提出了一种镦胀及内高压复合成形的技术，实现了对多阶Ω管的先镦胀后内高压的连续加工工艺。该工艺兼具镦胀复合与内高压成形技术优势，为不变薄变径管成形提供了一种方法，同时实现内高压成形，可以作为多阶Ω管的内高压复合成形工艺，可有效减小壁厚的减薄，提高多阶Ω管的成形质量。
Description
技术领域
该技术属于管材成形领域，特别涉及一种用于管材镦胀成形及内高压复合成形的方法。
背景技术
内高压成形技术是通过在管坯内部或在板坯一侧通以高压液体、气体或放入刚体瓣模，迫使管、板塑性变形，并通过堵头，进行补料，以制成工件的冲压成形工艺。
本发明针对的多阶Ω管，具有大小五个凸包，如图1所示。采用内高压直接成形，由于凸包间的台阶的作用，将严重阻碍材料的进入，使内部三个凸包无法得到补料，在生产中，采用包膜等减小摩擦力的措施，对其增加补料的效果微乎其微，壁厚减薄严重，造成破裂，而且该零件内部凸包的膨胀率较大，远超过了材料在自然涨形情况下的膨胀率，必须进行补料，才能满足零件壁厚要求，保证成品质量。
针对该零件，在应用时，存在操作繁琐，工艺复杂等缺点。故而，本发明人在镦胀复合工艺的基础上，提出了一种多阶Ω管镦胀成形及内高压复合成形装置，形成了一种生产效率高，模具利用率高，结构简单，成形质量好，成形要求可控（镦筋宽度和壁厚可控）的管材成形方法。
发明内容
本发明为镦胀复合工艺的改进，针对多阶Ω管难以补料，壁厚减薄严重等技术不足，设计并提出了一种采用镦胀成形及内高压复合成形的技术，实现了对多阶Ω管先镦胀后内高压的连续加工工艺。该工艺兼具镦胀复合与内高压成形技术优势，为不变薄变径管成形提供了一种方法，同时实现内高压成形，可以作为多阶Ω管的内高压复合成形工艺，可有效减小壁厚的减薄，提高多阶Ω管的成形质量。
本发明的多阶Ω管成形装置包括下模固定板、压片、左冲头、连接轴、第一聚氨酯橡胶、第二聚氨酯橡胶、管材、定模、上模固定板、限位块、右冲头，所述定模用于锁紧零件并限制其沿轴线移动。所述定模包括上模和下模，其中，上模固定板设置在所述装置的上端，所述上模位于上模固定板的下侧；所述下模固定板设置在所述装置的下端，所述下模位于下模固定板的上侧；所述左冲头位于管材的轴线方向上，在相对的另一端，所述右冲头也位于管材的轴线方向上；补料液压缸的作用下，推动管材进行补料，同时用于挤压第一聚氨酯橡胶和第二聚氨酯橡胶，使所述聚氨酯橡胶受挤压向受力薄弱区域变形，进而实现不减薄胀形；待胀形至一定程度，补料液压缸略退出，使所述聚氨酯橡胶回弹，通入高压液体，作用于管壁，并进行进一步补料，实现管材的液压涨形。
本发明只需要一套模具即可完成，极大减少了模具的开发费用，降低生产成本，缩短了生产周期。各工艺连续进行，避免了中途因模具间的误差及操作所带来的损失，提高了产品的生产效率。同时，本发明一套模具只需一名工人，相比原工艺，需要一道工艺一名工人，大大减少生产所需的工人，降低企业的用人成本。
本发明设计了左冲头（补料杆）结构，如图8所以。其端部可以通过连接件，将限位块连接起来，中间加上聚氨酯橡胶，通过左右冲头，可以同时镦胀成形两个甚至更多的凸包，将镦胀工艺的效率提高。冲头上开出进水口，可以直接实现镦胀后的内高压工步，聚氨酯橡胶表面加凹槽，在内高压时，液体更容易进入其与零件的间隙，使管材受力均匀涨形。
本发明装置设计左右冲头与毛坯管间的间隙较小，而模具型腔与毛坯管间的间隙较大，保证冲头与毛坯件相互紧贴，同时减少毛坯管与模具间的摩擦甚至可以达到无摩擦，避免了模具与零件间摩擦过大造成的阻碍补料的现象。
本发明左右冲头外表面打毛，增强冲头与管内壁的摩擦力，使管材与冲头一起进入，减小了管材镦粗效应，提高了实际补料量，也有效地防止了管材局部曲屈的现象，避免了管材靠近管口的凸包处先发生曲屈而阻碍管材补料。
附图说明
图1是多阶Ω管。
图2是成形装置的结构简图。
图3是成形装置的结构轴测图。
图4是成形方法的前期准备示意图。
图5是合模。
图6是镦胀复合。
图7是内高压。
图8是冲头与压片结构连接图。
附图标记所表示的部件：1、下模固定板；2、压片；3、左冲头；4、连接轴；5、第一聚氨酯橡胶；6、管材；7、上模；8、上模固定板；9、限位块、10、第二聚氨酯橡胶；11、右冲头；12、下模。
具体实施方式
其结构简图如图2、图3所示。成形设备选择常规内高压设备改装。该设备需要实现补料和胀形两种进给，通过补料进给液压缸实现。锁模缸带动上模板下行合模后，上模和下模合模。上模和下模统称为定模，定模用于锁紧零件并限制其沿轴线移动。补料液压缸的作用下，推动管材进行补料，同时用于挤压聚氨酯橡胶，使橡胶受挤压向受力薄弱区域变形，进而实现不减薄胀形。待胀形至一定程度，补料液压缸略退出，使聚氨酯橡胶回弹，通入高压液体，作用于管壁，并进行进一步补料，实现管材的内高压成形。
该装置的动作实现：
工作前期准备：将上模、下模各自固定好并打开，左、右冲头通过控制系统停置在适当位置，管坯内通过铰链，将限位块连接至左冲头，并填充好聚氨酯橡胶，穿入管中后放入模具型腔内（如图4所示）；
合模：固定模具上模下行合模（如图5所示）；
镦胀复合：左、右冲头推动管端沿轴线向内移动，实现补料，同时，左、右冲头的顶部挤压聚氨酯橡胶，在压力的作用下成形区管坯胀形，实现零件的成形。此过程为实现胀形的同时进行补料，完成零件的预成形（如图6所示）；
内高压：左、右冲头略回退，聚氨酯橡胶回弹，通入高压液体，冲头顶部为软硬结合密封，保证建压的稳定，待压力升到一定值后，左右冲头向内进给，实现补料，压力继续升高，在压力的作用下成形区管坯胀形，实现零件的成形（如图7所示）。
Claims (3)
1.一种多阶Ω管成形装置，其特征在于：该装置包括下模固定板、压片、左冲头、连接轴、第一聚氨酯橡胶、第二聚氨酯橡胶、管材、定模、上模固定板、限位块、右冲头，所述定模用于锁紧零件并限制其沿轴线移动；所述定模包括上模和下模，其中，上模固定板设置在所述装置的上端，所述上模位于上模固定板的下侧；所述下模固定板设置在所述装置的下端，所述下模位于下模固定板的上侧；所述左冲头位于管材的轴线方向上，在相对的另一端，所述右冲头也位于管材的轴线方向上；补料液压缸的作用下，推动管材进行补料，同时用于挤压第一聚氨酯橡胶和第二聚氨酯橡胶，使所述聚氨酯橡胶受挤压向受力薄弱区域变形，进而实现不减薄胀形；待胀形至一定程度，补料液压缸略退出，使所述聚氨酯橡胶回弹，通入高压液体，作用于管壁，并进行进一步补料，实现管材的液压胀形。
2.如权利要求1所述的装置，其中所述左冲头采用铰链式，能够实现多个位置的非减薄镦胀；所述左冲头的端部可以通过连接件，将限位块连接起来，中间设置有聚氨酯橡胶；通过左、右冲头，可以同时镦胀成形两个以上的凸包，左、右冲头与毛坯管间的间隙较小，而模具型腔与毛坯管间的间隙较大，冲头与毛坯件相互紧贴。
3.一种采用权利要求1或2所述装置的多阶Ω管成形方法，其特征在于包括以下步骤：
工作前期准备：将上模、下模各自固定好并打开，左、右冲头通过控制系统停置在适当位置，管坯内通过铰链，将限位块连接至左冲头，并填充好聚氨酯橡胶，穿入管中后放入模具型腔内；
合模：固定模具上模下行合模；
镦胀复合：左、右冲头推动管端沿轴线向内移动，实现补料，同时，左、右冲头的顶部挤压聚氨酯橡胶，在压力的作用下成形区管坯胀形，实现零件的成形，此过程为实现胀形的同时进行补料，完成零件的预成形；
内高压：左、右冲头略回退，聚氨酯橡胶回弹，通入高压液体，冲头顶部为软硬结合密封，保证建压的稳定，待压力升到一定值后，左、右冲头向内进给，实现补料，压力继续升高，在压力的作用下成形区管坯胀形，实现零件的成形。
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