CN103317005A - 变径管非变薄镦胀成形方法及其装置 - Google Patents

变径管非变薄镦胀成形方法及其装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种变径管非变薄镦胀成形方法及其装置,该装置包括左推头、左冲头、管坯、右推头、右冲头、定模、动模;其中,定模包括固定上模与固定下模,动模包括移动上模与移动下模;所述定模用于锁紧零件并限制其沿轴线移动;所述动模用于抱紧零件并在补料液压缸的作用下推动零件一起向定模移动实现镦粗。其中,固定上模与固定下模相对位于该装置的上下两侧;所述左冲头贯穿位于所述左推头的轴线方向上,在相对的另一端,所述右冲头贯穿位于所述右推头的轴线方向上。

Description

变径管非变薄镦胀成形方法及其装置
技术领域
[0001] 该技术属于管材成形领域,特别涉及一种用于变径管镦胀不减薄成形的方法。
背景技术
[0002] 镦筋是通过工件两端或一端(另一端固定)沿轴向加力,使其长度减小,截面积增大的一种成型工艺,胀形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,以使其凸肚的一种冲压成形工艺。
[0003] 常规的管材镦筋成形,可以实现管壁的增厚,但是成形筋的宽度受限制(通常小于10mm),且筋的最高处也会减薄,无法实现变径管类零件的成形;胀形可以满足成形筋宽度的要求,但减薄严重,特别是管材局部胀形率较大的零件时,无法实现变径管的成型。发明人融合两种工艺的优点,提出了一种镦胀复合的变径管非变薄成形方法,即一种类似管材内高压成形方法(补料同时进行高压涨型成形)。它不仅可以有效解决镦筋筋宽度较窄、胀形壁厚减薄严重的缺点,对壁厚要求较高的变径管成形具有极大的应用价值,特别可以应用于管材内高压膨胀率大时作为预成型用;而且不需要专门的充液装置和充液过程,节省了充液装置的成本和充液时间,不需要专用的增压设备;同时与传统水涨工艺不能补料,无法控制减薄率相比又有本质的区别。
发明内容
[0004] 本发明针对镦筋筋宽度较窄、胀形壁厚减薄严重的技术不足,提出了一种只需要采用通用镦筋机配合镦胀工装即可完成的成形技术,装置及工装简单,便于实用化,设备和工装成本低,易于产业化推广。
[0005] 成形零件的壁厚和镦胀形状可以通过模具型腔和加载路径加以优化控制,借以CAE分析,工艺参数确定方便。
[0006]
本发明的装置包括左推头、左冲头、管坯、右推头、右冲头、定模、动模;其中,定模包括固定上模与固定下模,动模包括移动上模与移动下模;所述定模用于锁紧零件并限制其沿轴线移动;所述动模用于抱紧零件并在补料液压缸的作用下推动零件一起向定模移动实现镦粗。其中,固定上模与固定下模相对位于该装置的上下两侧;所述左冲头贯穿位于所述左推头的轴线方向上,在相对的另一端,所述右冲头贯穿位于所述右推头的轴线方向上。
[0007] 该工艺兼具镦筋镦粗效应和胀形扩径效应于一体,为不变薄变径管成形提供了一种方法,特别是可以作为内高压成形的预成型工艺,可有效减小壁厚的减薄。
[0008] 用聚氨酯橡胶胀形代替内高压充液成形,不需要专门的充液装置和充液过程,节省了充液装置的成本和充液时间,不需要增压设备,系统的安全性、可靠性显著增强。
[0009] 通过改变移动模具的端部角度直接影响镦胀成型时材料的流动趋势,对成形形状有较大的影响,并对成形质量实现可控,通过补料量可以控制成形区壁厚分布情况,通过冲头行进速度可以控制成形效果,通过模具型腔控制成形区最终成形形状。附图说明
[0010] 图1是成形装置的结构图。
[0011] 图2是成形装置的结构俯视图。
[0012] 图3是成形方法的前期准备示意图。
[0013] 图4是合模的示意图。
[0014] 图5是镦胀的示意图。
[0015] 附图中附图标记所表示部件:1移动上模,2移动下模,3固定上模,4固定下模,5左冲头,6右冲头,7左推头,8右推头,9聚氨酯橡胶,10管坯,11动模,12定模。
具体实施方式
[0016] 成形设备选择常规镦筋设备改装。该设备需要实现镦筋和胀形两种进给,分别通过液压缸实现。锁模缸带动上模板下行合模后,移动上模和固定上模分别和移动下模和固定下模合模。固定上模和固定下模统称为定模,定模用于锁紧零件并限制其沿轴线移动。移动上模和移动下模统称为动模,动模用于抱紧零件并在镦胀进给液压缸的作用下推动零件一起向定模移动实现镦粗。左右冲头用于挤压聚氨酯橡胶,橡胶受挤压向受力薄弱区域变形,进而实现胀形。该管材成形方法是这样实现的:
(1)工作前期准备:固定上模、固定下模各自固定好并打开,移动下模放置在固定下模内,左、右冲头和左、右推头通过控制系统停置在适当位置,管坯内预先填充好聚氨酯橡胶(如图3所示);
(2)合模:将管坯放入移动下模型腔内,移动上模合模,固定上模下行合模(如图4所
示);
(3)镦胀成形:移动模具抱紧管材,在镦胀进给液压缸作用下左推头推动移动模具前行,实现补料,右侧推头前行抵住管材右端,在成形区积聚“余料”;于此同时在胀形进给液压缸的作用下左、右冲头前行,挤压聚氨酯橡胶,在压力的作用下成形区管坯胀形,对补料量与胀形量的加载路径完成优化,实现零件的成形(如图5所示)。

Claims (4)

1.一种变径管非变薄镦胀成形装置,其特征在于:该装置包括左推头、左冲头、管坯、右推头、右冲头、定模、动模;其中,定模包括固定上模与固定下模,动模包括移动上模与移动下模;所述定模用于锁紧零件并限制其沿轴线移动;所述动模用于抱紧零件并在补料液压缸的作用下推动零件一起向定模移动实现镦粗。
2.如权利要求1所述的装置,其中,固定上模与固定下模相对位于该装置的上下两侧;所述左冲头贯穿位于所述左推头的轴线方向上,在相对的另一端,所述右冲头贯穿位于所述右推头的轴线方向上。
3.一种采用如权利要求1或2所述成形装置的变径管非变薄镦胀成形方法,其特征在于:该设备需要实现镦筋和胀形两种进给,分别通过液压缸实现;锁模缸带动固定上模下行合模后,移动上模和固定上模分别和移动下模和固定下模合模;左、右冲头用于挤压聚氨酯橡胶,橡胶受挤压向受力薄弱区域变形,进而实现胀形。
4.如权利要求3所述的方法,该成形方法具体实现步骤如下: (1)工作前期准备:固定上模、固定下模各自固定好并打开,移动下模放置在固定下模内,左、右冲头和左、右推头通过控制系统停置在适当位置,管坯内预先填充好聚氨酯橡胶; (2)合模:将管坯放入移动下模型腔内,移动上模合模,固定上模下行合模; (3)镦胀成形:移动模具抱紧管材,在镦胀进给液压缸作用下左推头推动移动模具前行,实现补料,右侧推头前行抵住管材右端,在成形区积聚“余料”;于此同时在胀形进给液压缸的作用下左、右冲头前行,挤压聚氨酯橡胶,在压力的作用下成形区管坯胀形,对补料量与胀形量的加载路径完成优化,实现零件的成形。
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