CN111434408A - 一种柔性横梁式螺旋锁紧管件或型材液压成形工艺 - Google Patents

一种柔性横梁式螺旋锁紧管件或型材液压成形工艺 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种柔性横梁式螺旋锁紧管件或型材液压成形工艺，包括以下步骤：上模及设备横梁在提升液压缸等的带动下快速下行，横梁到达下死点；合模锁紧销在气缸、油缸或电机的驱动下，锁紧横梁向上浮动的上死点；螺旋锁紧装置以横梁为基座进行旋转伸展，与上模的底面接触，并施力带动上模克服工件成形阻力，完成成形、注水、合模；合模到底后，内增压系统在模具动作的配合下工作，由设备横梁和移动工作台提供模具的锁紧力，共同完成工件的液压胀形；待内增压系统和液压站施力油缸泄压后，合模锁紧销退出工作位置；提升液压缸、气缸或电机等带动设备横梁和上模快速向上运动，打开模具取走工件，完成管件或型材的液压成形。本发明通过施力油缸提供模具的合模锁紧力，降低了液压成形所需要的压机和模具吨位，实现了液压站的轻量化设计，能够实现复杂工件尤其是大型管件或型材的液压成形。

Description

一种柔性横梁式螺旋锁紧管件或型材液压成形工艺
技术领域
本发明主要涉及液压成形领域，尤其涉及一种柔性横梁式螺旋锁紧管件或型材液压成形工艺，适用于钢、铝合金、镁合金等金属管件或型材的液压成形。
背景技术
液压成形技术又称内高压成形技术，它依靠流体介质(比如水) 在高压作用下产生巨大压力充当模具的凸模(或凹模)，从而实现板料或板件与模具凹模(或凸模)贴合，工件发生塑性成形，获得所需形状的构件。采用液压成形，工件在静水压应力作用下成形，不仅成形性好，可进行深拉深胀形，而且构件受力为压应力，回弹量小，成形尺寸精确、稳定，是实现复杂工件成形的一种重要成形技术。
然而，液压成形设备的主体是大吨位液压压机，液体胀形压力范围为150-400MPa，大型构件所需的成形吨位高达5000-15000吨，压机刚性挠度需要控制在1/4000-1/8000，配合以30-50吨的液压成形上模座，液压压机运动行程也较大，通常在800-1200mm。综合以上因素，液压成形压机要求刚性好、行程长、吨位大，投资往往特别巨大，是大型构件液压成形生产成本的主要来源。
已公开发明专利CN102107240B，专利名称：一种简易的管材液压胀形装置及胀形方法，申请日：20091225。本发明提出一种简易的管材液压胀形装置及胀形方法。该装置的增压冲头和进给冲头组成复合式冲头，增压冲头和进给冲头之间依靠弹性元件连接并且保持一致的同轴度，增压冲头的一端穿过进给冲头，伸进液压胀形模具的型腔内，增压冲头和进给冲头由于速度差形成相对运动，进给冲头外径与所述型腔内待胀形的管坯外径相等，增压冲头的另一端直接连接到轴向单动装置上，液压胀形模具的型腔内通有液体介质。采用本发明，通过简单轴向单动装置实现复合式冲头差速双动机制，实现管材液压胀形。本发明无需提供专用的高压油源供给设备，其成形装置简易、设备成本低廉、控制简便、成形性好且对应用环境要求低。
发明内容
本发明提供一种柔性横梁式螺旋锁紧管件或型材液压成形工艺，针对现有技术的上述缺陷，提供一种柔性横梁式螺旋锁紧管件或型材液压成形工艺，包括包括以下步骤：
S1：上模5及设备横梁1在提升液压缸4等的带动下快速下行，横梁1到达下死点；
S2：合模锁紧销2在气缸、油缸或电机的驱动下，锁紧横梁1向上浮动的上死点；
S3：螺旋锁紧装置3在上模5和快速注水系统的配合下，以横梁 1为基座伸展，与上模5的底面接触，并施力带动上模5克服工件成形阻力，完成成形、注水和合模；
S4：合模到底后，内增压系统在模具动作的配合下工作，由设备横梁1和移动工作台7提供模具的锁紧力，共同完成工件的液压胀形；
S5：待内增压系统泄压和螺旋锁紧装置旋转回退后，合模锁紧销 2退出工作位置；
S6：提升液压缸4、气缸或电机等带动设备横梁1和上模5快速向上运动，打开模具取走工件，完成板件的液压成形。
优选的，在S1步骤中，开模状态下，横梁1与上模5之间的间隙为工件成形和模具预锁紧所需行程，范围为0-150mm。
优选的，在S2步骤中，横梁1在向上移动超过1-150mm时被合模锁紧销2限位而不再移动。
优选的，在S3步骤中，螺旋锁紧装置3工作行程为0-150mm，且大于横梁1向上移动的距离，可提供的力为800-20000吨。
优选的，在S3步骤中，快速注水系统启动后，伴随着预成形和合模过程，管件或型材10内部空气排尽。
优选的，在所述S3和S4步骤中，配合以快速注水，连接轴向缸 6的液压系统启动，密封头11沿管件或型材10轴向运动，将管件或型材10两端密封住。
优选的，在所述S4步骤中，液压胀形临近结束时，冲孔储能系统启动，冲孔油缸9运动完成对管件或型材10冲孔。
优选的，在S4步骤中，横梁1在满载时的下挠度为 1/1000-1/8000。
优选的，在所述S4步骤中，螺旋锁紧装置3水平布置数排，螺旋锁紧装置3形成的载荷均匀分布整个横梁1台面。
优选的，在S1和S6步骤中，提升液压缸、气缸或电机等带动上模5运动，上模5所在模具开合的移动速度为0-1200m/s，行程为 400-1800mm。
本发明的有益效果：通过螺旋锁紧提供液压成形所需要的锁紧力，能够实现复杂工件尤其是大型管件或型材的液压成形，降低了液压成形所需要的压机吨位，实现了液压站设备和模具的轻量化。同时，设备和模具投资成本更低，生产节拍更快，产品质量也得以保证。
附图说明
图1为本发明的液压站设备和模具结构图；
图2为本发明对应的模具结构图；
图中，
1、横梁；2、合模锁紧销；3、螺旋锁紧装置；4、提升液压缸；5、上模；6、轴向缸；7、移动工作台；8、夹模器；9、冲孔油缸；10、管件或型材；11、密封头；12、下模座；13、上模镶块；14、下模镶块；15、冲头；16上模座，17、下模。
具体实施方式
如图1-2所示可知，本发明包括以下步骤：
S1：上模5及设备横梁1在提升液压缸4等的带动下快速下行，横梁1到达下死点；
S2：合模锁紧销2在气缸、油缸或电机的驱动下，锁紧横梁1向上浮动的上死点；
S3：螺旋锁紧装置3在在模具和快速注水系统的配合下，以横梁2为基座伸展，与上模5的底面接触，并施力带动上模克服工件成形阻力，完成成形、注水、合模；
S4：合模到底后，内增压系统在模具动作的配合下工作，由设备横梁1和移动工作台7提供模具的锁紧力，共同完成工件的液压胀形；
S5：待内增压系统泄压和螺旋锁紧装置旋转回退后，合模锁紧销 2退出工作位置；
S6：提升液压缸4或气缸或电机带动设备横梁1和上模5快速向上运动，打开模具取走工件，完成管件或型材10的液压成形。
在本实施中优选的，在S1步骤中，开模状态下，横梁1与上模 5之间的间隙为工件成形和模具预锁紧所需行程，范围为0-150mm。
设置上述工艺，借助于夹模器来实现，保证合模锁紧销2能够顺利到达横梁向上浮动的“上死点”，而不出现干涉；同时，利用螺旋锁紧装置3的顶出作用，完成具有一定造型管件和型材10的前期塑性成形。
在本实施中优选的，在S2步骤中，横梁1在向上移动超过1-150mm 时被合模锁紧销2限位而不再移动。
设置上述工艺，在螺旋锁紧装置3的作用下，完成件前期的塑性成形和模具的合模，直至横梁1与合模锁紧销2贴紧，进而为管件和型材10液压成形提供锁紧力。
在本实施中优选的，在S3步骤中，螺旋锁紧装置3工作行程为 0-150mm，且大于横梁1向上移动的距离，可提供的力为800-20000 吨。
设置上述工艺，螺旋锁紧装置工作行程大于锁模横梁2向上移动的距离，螺旋锁紧装置以横梁为基座，将压力有效的施加在上模5底面。施加压力的大小和时间，可由液压系统进行控制。
在本实施中优选的，在所述S2步骤中，快速注水系统启动后，伴随着预成形和合模过程，管件或型材10内部空气排尽。
设置上述工艺，在管件或型材10预成形和模具合模过程中，快速注水系统启动，将管件或型材10内部空气排尽，并完成注水过程，有利于生产节拍的提高。
在本实施中优选的，在S3和S4步骤中，配合以快速注水过程，连接轴向缸6的液压控制系统启动，密封头11沿管件和型材10轴向运动，将管件和型材10两端密封住。
设置上述工艺，在合模过程中，配合以快速注水动作，轴向缸6 沿管件或型材10轴向运动，将管件或型材10两端密封住，实现生产节拍的大幅度提高。
在本实施中优选的，在S4步骤中，液压胀形临近结束时，冲孔储能系统启动，冲孔油缸9运动完成对管件和型材10冲孔。
在本实施中优选的，在S4步骤中，横梁1在满载时的下挠度为 1/1000-1/8000。
设置上述工艺，在螺旋锁紧装置作用下，保证横梁1变形在弹性变形范围内，从而提高设备的使用寿命；同时，相比普通的压机式锁模，对液压站设备和模具的刚性要求更低，有利于实现液压站的轻量化。
在本实施中优选的，在所述S4步骤中，螺旋锁紧装置3水平布置数排，螺旋锁紧装置3形成的载荷均匀分布整个横梁1台面。
设置上述工艺，由于系统压力直接施加在模具上，螺旋锁紧装置 3顶出力即使再大，造成锁模横梁1弹性范围内多大的变形，都不会影响到施加在模具上的锁模力。
在本实施中优选的，在S1和S6步骤中，提升液压缸、气缸或电机等带动上模运动，上模5所在模具开合的移动速度为0-1200m/s，行程为400-1800mmm。
设置上述工艺，由于提升液压缸不提供模具锁紧力，模具的开合速度可达0-1200m/s，行程为400-1800mm，极大提高了生产节拍，扩大了液压站的应用范围。
上述实施例仅例示性说明本专利申请的原理及其功效，而非用于限制本专利申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本专利申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本专利申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本专利请的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种柔性横梁式螺旋锁紧管件或型材液压成形工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1：上模(5)及设备横梁(1)在提升液压缸(4)等的带动下快速下行，横梁(1)到达下死点；
S2：合模锁紧销(2)在气缸、油缸或电机的驱动下，锁紧横梁(1)向上浮动的上死点；
S3：螺旋锁紧装置(3)在上模(5)和快速注水系统的配合下，以横梁(1)为基座伸展，与上模(5)的底面接触，并施力带动上模(5)克服工件成形阻力完成成形、注水、合模；
S4：合模到底后，内增压系统在模具动作的配合下工作，由设备横梁(1)和移动工作台(7)提供模具的锁紧力，共同完成工件的液压胀形；
S5：待内增压系统泄压和螺旋锁紧装置回退后，合模锁紧销(2)退出工作位置；
S6：提升液压缸(4)、气缸或电机带动设备横梁(1)和上模(5)快速向上运动，打开模具取走工件，完成管件或型材(10)的液压成形。
2.根据权利要求1所述的柔性横梁式螺旋锁紧管件或型材液压成形工艺，其特征在于：在S1步骤中，开模状态下，横梁(1)与上模(5)之间的间隙为工件成形和模具预锁紧所需行程，范围为0-150mm。
3.根据权利要求1所述的柔性横梁式螺旋锁紧管件或型材液压成形工艺，其特征在于：在S2步骤中，横梁(1)在向上移动超过1-150mm时被合模锁紧销(2)限位而不再移动。
4.根据权利要求3所述的柔性横梁式螺旋锁紧管件或型材液压成形工艺，其特征在于：在所述S3步骤中，螺旋锁紧装置(3)工作行程为0-150mm，且大于横梁(1)向上移动的距离，可提供的力为800-20000吨。
5.根据权利要求1所述的柔性横梁式螺旋锁紧管件或型材液压成形工艺，其特征在于：在所述S3步骤中，快速注水系统启动后，伴随着预成形和合模过程，管件或型材(10)内部空气排尽。
6.根据权利要求1所述的柔性横梁式螺旋锁紧管件或型材液压成形工艺，其特征在于：在所述S3和S4步骤中，配合以快速注水，连接轴向缸(6)的液压系统启动，密封头(11)沿管件或型材轴向运动，将管件或型材(10)两端密封住。
7.根据权利要求1所述的柔性横梁式油缸锁紧管件和型材液压成形工艺，其特征在于：在所述S4步骤中，液压胀形临近结束时，冲孔储能系统启动，冲孔油缸(9)运动完成对管件和型材(10)冲孔。
8.根据权利要求1所述的柔性横梁式螺旋锁紧管件或型材液压成形工艺，其特征在于：在所述S4步骤中，横梁(1)在满载时的下挠度为1/1000-1/8000。
9.根据权利要求8所述的柔性横梁式螺旋锁紧管件或型材液压成形工艺，其特征在于：在所述S4步骤中，螺旋锁紧装置(3)水平布置数排，螺旋锁紧装置(3)形成的载荷均匀分布整个横梁(1)台面。
10.根据权利要求1所述的柔性横梁式螺旋锁紧板件液压成形工艺，其特征在于：在S1和S6步骤中，提升液压缸、气缸或电机带动上模(5)运动，上模(5)所在模具开合的移动速度为0-1200m/s，行程为400-1800mm。
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