CN111069362A - 一种管状零件的成形方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种管状零件的成形方法，包括以下步骤：S1、落料：将钢板按预设尺寸进行裁剪，作为坯料；S2、U成形：将坯料放置于U成型下模具上方，通过压机带动U成型上模具向下运动并对坯料产生冲压变形，并对坯料产生冲压变形，获得U型工序件；S3、O成型：将U型工序件置于O成形下模具的型槽内，并在U型工序件的上方放置芯棒，通过压机带动O成形上模具向下运动，对U型工序件产生冲压变形，获得O型工序件；S4、焊接：将O型工序件顶部的焊缝焊接成型，获得管状零件。该方法不仅提高了生产效率，同时两次冲压方式成型的管状零件，可以较好的控制减薄率，成型的管状零件强度较好，还降低了制作成本。

Description

一种管状零件的成形方法
技术领域
本发明属于汽车零配件加工技术领域，具体涉及一种管状零件的成形方法。
背景技术
随着现在科技的不断发展，汽车作为日常生活中比不可少的重要交通工具，同时汽车在之前从蒸汽驱动到燃气驱动，以及现在即将普行的电动驱动，极大改变了人们出行的世界观。
通常汽车底盘或排气系统中的管状零件是采用液压成形的方法制造的，结构上的特点是：周向上是封闭的管状零件；沿零件轴线各截面的形状和尺寸是变化的。由于零件在形状上是复杂管状的，液压成形方法的主要缺点是效率较低、成本较高、零件截面尺寸允许的变化量较小，变化量较大则很难成形。
同时液压成型时，生产节拍大致在几分钟冲压成型一件，极大影响了生产效率，并在液压成形除了压机和模具以外，需要的辅助设备较多，生产环节多，使用和维护的成本较高。而且对于截面尺寸变化较大的零件，液压成形往往较难完成，或者做出的零件局部减薄量较大，影响零件的强度以及有开裂的风险。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种管状零件的成形方法，解决了现有技术中存在复杂的管状零件在进行液压成型时效率较低、成本较高、零件截面尺寸允许的变化量较小，变化量较大则很难成形的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种管状零件的成形方法，包括以下步骤：
S1、落料：将钢板按预设尺寸进行裁剪，作为坯料备用；
S2、U成形：将坯料放置于U成型下模具上方，U成型上模具置于U成型下模具的上方位置，通过压机带动U成型上模具向下运动，并对坯料产生冲压变形，使坯料受冲压后的形状与U成型下模具的U型模槽内壁贴合，获得U型工序件；
S3、O成型：将U型工序件置于O成形下模具的型槽内，并在U型工序件的上方放置芯棒，通过压机带动O成形上模具向下运动，并对U型工序件产生冲压变形，U型工序件的两端部向芯棒所在的中心上部弯曲成形，使U型工序件整体呈O型结构，获得O型工序件；
S4、焊接：将O型工序件顶部的焊缝焊接成型，获得管状零件。
进一步的，所述S2中U成型下模具的U型模槽底部弧形型面与S3中O成形下模具的O型模槽型面一致。
进一步的，所述S2中U成形后对成型的U型工序件进行成型操作：将坯料置于U成型下模具上方，再通过U成型上模具冲压置于U成型下模具的U型模槽内的坯料，并形成U型工序件，一次成型。
进一步的，所述S2中U成型上模具的压机使用普通油压机或者机械压力机。
进一步的，所述O成形下模具与O成形上模具通过压机带动，实现O成形下模具与O成形上模具中部的O型模槽整体构成O型结构。
进一步的，所述芯棒的直径小于O成形下模具与O成形上模具之间的O型尺寸。
进一步的，所述O型工序件冲压成型时的焊缝间隙小于1mm。
进一步的，所述S4中焊缝采用电焊方式接缝焊接而成。
进一步的，所述S4中管状零件成型后进行强度等性能检测验证。
本发明的有益效果：
1、本装置通过通过冲压的方式先预成形为U状的零件，然后再用冲压的方式卷圆为封闭的零件。使用的设备仅需压机和模具，减少液压成形时需要的辅助设备较多，并且生产环节多，与液压成形相比，本发明不仅生产成本较低，同时还降低了设备整体的维护成本。
2、本装置通过焊接方式将卷圆的坯料焊接成型，两次冲压方式成型的管状零件，可以较好的控制减薄率，零件强度较好。
3、本装置通过直接的冲压成型，生产节拍相比液压成型的生产效率大大提高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例的坯料结构示意图；
图2是本发明实施例的U成形合模状态示意图；
图3是本发明实施例的O成型合模状态示意图；
图4是本发明实施例的管状零件结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
一种管状零件的成形方法，包括以下步骤：
S1、落料：如图1所示，把钢板按预设尺寸进行裁剪，作为坯料备用(坯料的具体形状和尺寸是根据零件的成形工艺进行反复迭代优化得到的，工艺不同，坯料形状也不同)。
S2、U成形：如图2所示，将坯料放置于带有U型模槽31的U成型下模具3的上方，U成型上模具1置于U成型下模具3所在的上方位置，此时U成型上模具1的下部与U型模槽31相适配，通过压机带动U成型上模具向下运动，并对坯料产生冲压变形，使坯料受冲压后的形状与U成型下模具的U型模槽31内壁贴合，冲压成型的坯料截面与U成型下模具3的U型模槽31截面一致，获得U型工序件201。
U成型上模具1的压机吨位为1000吨，冲压方式一般能达到一分钟4-5次，整体通过压机实现一次成型，目的是矫正U型工序件201成形后零件的回弹，使下一序能正常进行。避免在一般的冲压过程中容易造成坯料起皱和开裂的情况。而对于传统的液压成形的生产节拍液压成形方式一般仅为40-50秒一次，该方案可提高冲压成型的速率。
同时根据使用需要U型模槽31的大小深度可实时调节，以满足在不同冲压件的生产需要。
S3、O成型：如图3所示，将U型工序件201置于O成形下模具4内，并在U型工序件201的上方放置芯棒5，使芯棒5、U型工序件201、以及半圆形模槽之间相互贴合，同时在O成形下模具4的上方适配有中部开设有半圆形模槽的O成形上模具6，O成形下模具4与O成形上模具6为大小、结构相同的结构件，并分别置于压机的上台面和下台面，在相互配合时，同时芯棒5的直径小于O成形下模具4与O成形上模具6之间的O型内径。通过压机带动O成形上模具向下运动，并对U型工序件201产生冲压变形，U型工序件201的两端部向芯棒(5)所在的中心上部弯曲成形，当O成形上模具6向下冲压时，U型工序件201的两端部向芯棒5所在的中心上部弯曲成型，此时U型工序件201沿着芯棒5的外壁贴合，并使U型工序件201整体呈O型结构，获得O型工序件202，同时O型工序件202的顶部两端部仍然存在小于1mm的焊缝间隙。
S4、焊接：将O型工序件202顶部的焊缝间隙接缝焊接成型，采用电焊把零件两边焊接起来，如图4所示，获得管状零件2，管状零件2成型后进行强度等性能检测验证，合格后成型包装。
进一步的，所述S2中U成型下模具3的U型模槽31底部弧形内径与S3中O成形下模具4的O型模槽41内径相同。
综上所述，本发明通过将两次不同的冲压方式成型管状零件，即对于钢板坯料，通过冲压的方式先预成形为U状的零件，然后再用冲压的方式卷圆为封闭的零件。使用的设备仅需压机和模具，减少液压成形时需要的辅助设备较多，并且生产环节多，与液压成形相比，本发明不仅生产成本较低，同时还降低了设备整体的维护成本。
本发明对管状零件，可以较好的控制减薄率，减少液压成时影响零件的强度以及有开裂的风险，零件强度较好。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (9)

1.一种管状零件的成形方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、落料：将钢板按预设尺寸进行裁剪，作为坯料备用；
S2、U成形：将坯料放置于U成型下模具(3)上方，U成型上模具(1)置于U成型下模具(3)的上方位置，通过压机带动U成型上模具(1)向下运动并对坯料产生冲压变形，使坯料受冲压后的形状与U成型下模具(3)的U型模槽(31)内壁贴合，获得U型工序件(201)；
S3、O成型：将U型工序件(201)置于O成形下模具(4)的型槽内，并在U型工序件(201)的上方放置芯棒(5)，通过压机带动O成形上模具(6)向下运动，并对U型工序件(201)产生冲压变形，U型工序件(201)的两端部向芯棒(5)所在的中心上部弯曲成形，使U型工序件(201)整体呈O型结构，获得O型工序件(202)；
S4、焊接：将O型工序件(202)顶部的焊缝焊接成型，获得管状零件(2)。
2.根据权利要求1所述的管状零件的成形方法，其特征在于，所述S2中U成型下模具(3)的U型模槽(31)底部弧形型面与S3中O成形下模具(4)的O型模槽(41)型面一致。
3.根据权利要求1所述的管状零件的成形方法，其特征在于，所述S2中U成形后对成型的U型工序件(201)进行成型操作：将坯料置于U成型下模具(3)上方，再通过U成型上模具(1)冲压置于U成型下模具(3)的U型模槽(31)内的坯料，并形成U型工序件(201)，一次成型。
4.根据权利要求3所述的管状零件的成形方法，其特征在于，所述S2中U成型上模具(1)的压机使用普通油压机或者机械压力机。
5.根据权利要求1所述的管状零件的成形方法，其特征在于，所述O成形下模具(4)与O成形上模具(6)通过压机带动，实现O成形下模具(4)与O成形上模具(6)中部的O型模槽(41)整体构成O型结构。
6.根据权利要求5所述的管状零件的成形方法，其特征在于，所述芯棒(5)的直径小于O成形下模具(4)与O成形上模具(6)之间的O型尺寸。
7.根据权利要求5所述的管状零件的成形方法，其特征在于，所述O型工序件(202)冲压成型时顶部的焊缝间隙小于1mm。
8.根据权利要求1所述的管状零件的成形方法，其特征在于，所述S4中焊缝采用电焊方式接缝焊接而成。
9.根据权利要求1所述的管状零件的成形方法，其特征在于，所述S4中管状零件(2)成型后进行强度等性能检测验证。
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