CN103341544A - 一种多阶ω管内高压成形方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种多阶Ω管内高压成形方法及装置，利用传统内高压成形机器只需要在模具上增设背压液体通道和局部密封即可实现的成形技术，操作简单，便于实用化，易于产业化推广。该工艺通过背压通道通入液体，巧妙地利用局部背压支撑，相当于短时间内变更了模具型腔局部形状，有效地避免了端部坯料堆积，中部无法补料、而导致的局部减薄严重的缺陷；后期停止通入背压液体，仿形塞块复位，恢复模具原型腔形状，保证成形工件形状。
Description
技术领域
该技术属于管材成形领域，特别涉及一种局部膨胀率极大且补料困难的管类零件的成形技术。
背景技术
管材内高压成形是以管材做坯料，通过管材内部施加高压液体和轴向补料把管材压入到模具型腔使其成形为所需形状的工艺。
本发明针对的多阶Ω管，具有大小五个凸包，如图1所示。由于凸包间有台阶，台阶部位管径相对较小，采用传统内高压成形技术直接成形，在低压下很容易贴模，并形成凸台，将严重阻碍材料的推入，使得中间三个凸包在涨形过程中无法得到补料而迅速减薄，甚至破裂，在实际生产中，采用包膜、局部润滑等减小摩擦力的措施，对此类工件的补料效果改进很小，而此类工件由于局部膨胀率极大必须通过较大的补料量，才能满足成形零件壁厚要求，保证产品质量。
本发明人提出了一种局部背压支撑补料的内高压成形方法，通过实际具体情况调节背压液体通道内的液体压力值，使得补料困难、膨胀率大的局部优先得到充足的补料，能有效地保证成形质量。
发明内容
1、 本发明针对一种局部膨胀率极大且补料困难的管类零件，提出了一种利用传统内高压成形机器只需要在模具上增设背压液体通道和局部密封即可实现的成形技术，操作方面简单，便于实用化，易于产业化推广。
2、 该工艺通过背压通道通入液体，巧妙地利用局部背压支撑，相当于短时间内变更了模具型腔局部形状，有效地避免了端部坯料堆积，中部无法补料、而导致的局部减薄严重的缺陷；后期停止通入背压液体，仿形塞块复位，恢复模具原型腔形状，保证成形工件形状。
3、 成形零件的成形质量可以通过调节背压力与管材内压力之间的匹配关系以及补料量与管材内压力之间的关系，借以CAE分析，工艺参数确定方便。
4、 该工艺采用错位密封圈局部密封，避免了成形工件在分型面处断开密封困难，造成局部变形等缺陷，错位密封圈依靠自身弹性挤压在模具型腔凹槽内，更换操作方便。
5、 本发明只需要一套模具各工艺阶段可以连续进行，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，提高了产品的生产效率。
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是背压支撑补料。
图7是内高压成形。
图8错位密封圈。
图9 仿形塞块。
附图标记所表示的部件：1、下模固定板；2、下模具；3、左冲头；4、管坯；5、背压液体通道；6、上模固定板；7、上模具；8、仿形塞块；9、右冲头；10、错位密封圈 。
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。成形工艺和传统内高压成形工艺相同，所使用的模具在传统内高压成形模具的基础上增加了背压液体通道和局部错位密封圈（模具和管坯之间的密封）如图2所示。
锁模缸带动上模板下行合模后，上模具和下模具合模，上、下模具用于锁紧零件并限制其沿轴线移动。补料液压缸推动左右冲头，推进管材进行补料，本工件采用分段成形方法，在成形初期首先实现中间一个小凸包C和两个大凸包B、D的成形，首先在背压液体通道内通入液体，在液体压力作用下使连接仿形塞块的弹簧伸长，液体进入到管坯与模具型腔，在模具局部型腔与管材外壁形成背压力P0。通过调节背压力P0和管材内部压力P1 ，使得P0、P1 基本相等，防止工件A、E部分过早形成凸台，阻碍料流；在凸包B、C、D部分基本成形后，调节背压力P0 ，使得P0< P1，并慢慢减小背压力P0 值，同时进行补料，待工件的A、E部分基本贴合模具型腔时，停止通入背压液体，此时连接仿形塞块的弹簧收缩，仿形塞块复位；最后提高管材内部压力P1，停止补料，实现圆角局部整形。
该装置的动作实现：
1、 工作前期准备：将上模具、下模具各自固定好并打开，左、右冲头通过控制系统停置在适当位置，准备好管坯并放入下模具型腔内（如图4所示）；
2、 合模：固定模具上模下行合模，管的两端用左右冲头密封，使管坯内充满液体，并排除气体，实现管端冲头密封（如图5所示）；
3、 背压支撑补料成形：在成形初期首先实现中间一个小凸包C和两个大凸包B、D的成形，首先在背压液体通道内通入液体，在液体压力作用下使连接仿形塞块的弹簧伸长，液体进入到管坯与模具型腔，通过调节背压力P0和管材内部压力P1 ，使得P0、P1 基本相等，防止工件A、E部分过早形成凸台，阻碍料流；在凸包B、C、D部分基本成形后，调节背压力P0 ，使得P0＜P1，并慢慢减小背压力P0 值，同时进行补料，待工件的A、E部分基本贴合模具型腔时，停止通入背压液体，此时连接仿形塞块的弹簧收缩，仿形塞块复位（如图6所示）；
内高压整形：左右补料缸停止推进，进一步提高管材内部压力P1，实现圆角局部整形（如图7所示）。
Claims (3)
1.一种多阶Ω管内高压成形方法，其特征在于所述方法具有以下步骤：工作前期准备、合模、背压支撑补料成形及内高压整形。
2.如权利要求1所述的方法，其中：
工作前期准备：将上模具、下模具各自固定好并打开，左冲头、右冲头通过控制系统停置在适当位置，准备好管坯并放入下模具型腔内；
合模：固定模具上模下行合模，管的两端用左右冲头密封，使管坯内充满液体，并排除气体，实现管端冲头密封；
背压支撑补料成形：在成形初期首先实现中间一个小凸包C和两个大凸包B、大凸包D的成形，首先在背压液体通道内通入液体，在液体压力作用下使连接仿形塞块的弹簧伸长，液体进入到管坯与模具型腔，通过调节背压力P0和管材内部压力P1 ，使得背压力P0与管材内部压力P1基本相等，防止工件A、E部分过早形成凸台，阻碍料流；在小凸包C、大凸包B和大凸包D部分基本成形后，调节背压力P0 ，使得背压力P0小于管材内部压力 P1，并慢慢减小背压力P0 值，同时进行补料，待工件的大凸包A、大凸包E部分基本贴合模具型腔时，停止通入背压液体，此时连接仿形塞块的弹簧收缩，仿形塞块复位；
内高压整形：左右补料缸停止推进，进一步提高管材内部压力P1，实现圆角局部整形。
3.一种实施权利要求1或2所述方法的成形装置，其特征在于，该装置包括下模固定板、下模具、左冲头、管坯、背压液体通道、上模固定板、上模具、仿形塞块、右冲头、错位密封圈。
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