CN104607526A - 一种管件内高压成形系统 - Google Patents

Abstract

一种管件内高压成形系统，包括由左充液装置、机架、提升油缸、右充液装置、下平台、前锁钳油缸、前锁钳、上模具、上脱模油缸、下模具、下脱模油缸、后锁钳、后锁钳油缸等组成，在液胀成型过程中前后锁钳能够与上下模具的接触面形成自锁，无需其它作用力锁钳便能与模具紧密接触；随着成形压力升高，锁钳承受的管件给模具的巨大成形力通过自身弹性变形抵消，由于锁钳的弹性变形极小，相对于模具的弹性变形可以忽略，因此上下模具成形过程不会分离，保证了管件成形质量。整个过程无需大型油缸锁紧，大大降低了成形系统吨位和能耗，具有结构简单，造价低，系统稳定性好，便于控制，模具寿命长等优点。

Description

一种管件内高压成形系统

技术领域

本发明属于内高压成形装备领域，特别涉及一种管件内高压成形系统。

背景技术

当前，随着航空、航天、汽车和机械行业对机构整体化和轻量化的需求越来越高，内高压成形技术得到了广泛的应用，逐渐成为工业生产中制造复杂异形截面轻体构件的一种先进成形技术。管件内高压成形是通过上、下模合模后，往模具型腔内充入一定压力的成形介质，同时，左、右两侧推头把管坯材料从左、右两侧送往模具型腔，在高压成形介质和推头补料的共同作用下，使管坯发生变形与模具贴合，从而实现管件成形，如三通、四通等。

管坯主要是在内部高压液体作用下发生变形，通常在管坯内部需要上百兆帕的内压，根据管坯壁厚和成形形状的不同，需要的液体压力更高。管坯成形过程中，高压液体的作用力通过管壁传递到模具内腔，作用在模腔内部的高达上万吨。为了保证管件成形的质量，成形过程中上下模具不能分开。因此，传统的管坯内高压成形装置在模具合模时锁模力就为大于零件克服最大工作压力时所需的合模抗力，且此锁模力在整个成形过程中为一恒定值，保证整个成形过程上下模具不分开。通常模具的开合和锁模力由同一油缸实现，这就造成对设备保压要求高，特别是大口径的管件成形，由于模具的开合行程较大，而且锁模需要的锁模力高达上万吨，导致油缸的规模很大，特别是大口径的内高压成形件充液时间长，装置在成形初始阶段合模力相对较小，而传统成形装置整个过程锁模力始终唯一，且非常大，造成不必要的资源浪费，同时，在成形过程中锁模力直接作用在模具上，模具易发生形变，使得管件质量和精度低，模具寿命短。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种管件内高压成形系统，其通过锁钳自身材料的性能保证管件成形过程中模具不会分离，且产生了足够的锁模力，无需大油缸来产生锁模力，大大简化了系统的设备，提高了模具的寿命和管件成形质量，具有锁模方便、控制简单、成本低的特点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种管件内高压成形系统，包括机架2和下平台5，其特征在于，机架2固定在下平台5上，提升油缸3固定在机架2上，并与上模具8连接，上模具8内部有上脱模油缸9，上模具8的锁紧面是一斜面，与上模具8对应下方设置有下模具10，下模具10固定在下平台5上，下脱模油缸11位于下模具10内部，下模具10的锁紧面是一斜面，左充液装置1位于机架2的左侧，并固定在下平台5上；右充液装置4位于机架2右侧，并固定在下平台5上；前锁钳12位于机架2的前侧，并与下平台5连接，前锁钳12可在下平台5上滑动；前锁钳油缸13与前锁钳12连接，并固定在下平台5上；后锁钳7位于机架2的后侧，并与下平台5连接，后锁钳油缸6固定在下平台5上，并与后锁钳7连接，后锁钳7可在下平台5上滑动；后锁钳油缸6与后锁钳7连接，并固定在下平台5上。

所述的上模具8的紧锁面是一斜面，此斜面的角度为2°到8°。

所述的下模具10的紧锁面是一斜面，此斜面的角度为2°到8°。

本发明有益效果：

本发明通过前后锁钳将上下模具紧紧锁住，在管件整个成形过程中保证了模具不会分离，由于通过前后锁钳自身的材料性能来克服管件成形过程对模具的压力，无需大型油缸来产生巨大的锁紧力，不但大大简化了成形装置，降低了系统的功率和吨位，而且造价低；成形过程模具锁紧力与管件对模具的压力呈正比，避免了整个过程模具承受很大的锁紧力，提高了模具的寿命；显著提高成形零件的质量；由于开始压力低管坯变形补料充分，材料流动性增强，胀形时的减薄量显著降低，疲劳强度高，刚性好；且装置简单稳定性好，便于控制。

附图说明

图1是本发明的初始结构示意图。

图2是本发明的复合管成型结束结构示意图。

图3是模具和勾头锁紧示意图。

图4是装置俯视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作进一步详细说明。

参照图1和图2，一种管件内高压成形系统，包括包括机架2和下平台5，其特征在于，机架2固定在下平台5上，提升油缸3固定在机架2上，并与上模具8连接，由于提升油缸3的作用是将上模具8进行提升，其作用力只需克服上模具8的自重，因此提升油缸3质量型号相对很小；上模具8内部设有上脱模油缸9，上脱模油缸9用于成形完毕后使成形零件与上模具8脱离，防止由于成形过程中管坯变形与上模具8紧密贴合而在上模具8提升时将成形管件一块提起造成成形管件摔落损坏，上模具8的锁紧面是一斜面，此斜面能够保证模具和锁钳锁紧时达到自锁；与上模具8对应下方设置有下模具10，下模具10固定在下平台5上，下脱模油缸11位于下模具10内部，下脱模油缸11的作用是使成形零件与下模具10脱离，便于成形零件取出，下模具10的锁紧面是一斜面，此斜面能够保证锁紧时达到自锁；左充液装置1位于机架2的左侧，固定在下平台5上，其能够在管坯端面进行密封，防止成形过程高压介质的泄露，同时还能向管坯内壁充入高压介质，使管坯进行成形；右充液装置4位于机架2右侧，并固定在下平台5上；前锁钳12位于机架2的前侧，并与下平台5连接，前锁钳12可在下平台5上滑动；前锁钳油缸13与前锁钳12连接，并固定在下平台5上；能够推动前锁钳12滑动进而锁紧和松开模具，由于推动过程只需克服摩擦力，所以前锁钳油缸13质量型号；前锁钳12的锁紧面有一定的斜度，保证锁紧模具时能够自锁；后锁钳7位于机架2的后侧，并与下平台5连接，后锁钳7可在下平台5上滑动；后锁钳油缸6固定在下平台5上，并与后锁钳7连接，能够推动后锁钳7滑动进而锁紧和松开模具，由于推动过程只需克服摩擦力，所以后锁钳油缸6质量型号相对很小；后锁钳7的锁紧面有一定的斜度，保证锁紧模具时能够自锁；

本发明的工作原理为：

在管坯内高压成形过程中，首先管坯放到下模具10内，提升油缸3伸长使上模具8下降，直至上模具8与下模具10贴合，此时管坯完全封闭在上模具8与下模具10内部，然后前锁钳油缸13伸长推动前锁钳12移动直至前锁钳12将上下模具前侧锁紧，同时后锁钳油缸6伸长推动后锁钳7移动直至后锁钳7将上下模具后侧锁紧，如图4所示，由于前锁钳12、上模具8、下模具10和后锁钳7的锁紧面为斜面且能够自锁，所以前锁钳油缸13和后锁钳油缸6在整个过程都无需很大的作用力，只需要克服摩擦力；一旦内部有作用力便形成自锁，不会自己松开；接着左充液装置1和右充液装置4将管坯端部接触并形成锥面密封，并向管坯内部充入高压液体，管坯在高压液体作用下进行成形，为了使管件成形，高压液体压力不断升高，管件对上下模具产生的作用力不断增大，上模具8和下模具10承受的成形力传递给前锁钳12和后锁钳7，锁钳承受的巨大成形力通过自身弹性变形抵消，由于锁钳的弹性变形极小，相对于模具的弹性变形可以忽略，因此上下模具成形过程不会分离，由于前后锁钳和上下模具的自锁作用，上下模具不会分离，保证了成形过程顺利进行。高压成形时前锁钳油缸13和后锁钳油缸6无需作用力，降低了能耗。成形完毕后，左充液装置1和右充液装置4进行泄压，前锁钳12和后锁钳7在前锁钳油缸13和后锁钳油缸6的作用下消除锁钳与模具的自锁，使前锁钳12和后锁钳7返回初始位置，模具此时无锁紧力，由于在成形过程管件发生较大变形可能会与模具的内壁紧密贴合，上模具8在提升油缸3缓慢提升时，上脱模油缸9作用进行脱模，保证上模具8与下模具10分开过程时不会损坏成形零件；最后下脱模油缸11作用，使成形零件与下模具10分开，完成了整个成形过程。

Claims (3)

1.一种管件内高压成形系统，包括机架2和下平台5，其特征在于，机架2固定在下平台5上，提升油缸3固定在机架2上，并与上模具8连接，上模具8内部有上脱模油缸9，上模具8的锁紧面是一斜面，与上模具8对应下方设置有下模具10，下模具10固定在下平台5上，下脱模油缸11位于下模具10内部，下模具10的锁紧面是一斜面，左充液装置1位于机架2的左侧，并固定在下平台5上；右充液装置4位于机架2右侧，并固定在下平台5上；前锁钳12位于机架2的前侧，并与下平台5连接，前锁钳12可在下平台5上滑动；前锁钳油缸13与前锁钳12连接，并固定在下平台5上；后锁钳7位于机架2的后侧，并与下平台5连接，后锁钳油缸6固定在下平台5上，并与后锁钳7连接，后锁钳7可在下平台5上滑动；后锁钳油缸6与后锁钳7连接，并固定在下平台5上。

2.根据权利要求1所述的一种管件内高压成形系统，其特征在于，所述的上模具8的紧锁面是一斜面，此斜面的角度为2°到8°。

3.根据权利要求1所述的一种管件内高压成形系统，其特征在于，所述的下模具10的紧锁面是一斜面，此斜面的角度为2°到8°。