CN112024692B - 一种异形构件超低压充液成形系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种异形构件超低压充液成形系统，包括控制系统、增压器、驱动装置、预成形单元和终成形单元。本发明还提供一种基于上述异形构件超低压充液成形系统的异形构件超低压充液成形方法，包括以下步骤：S1：采用板坯制成沿纵向带有搭接部的等直径筒形卷坯；S2：将所述等直径筒形卷坯胀形为变直径筒形预制卷坯；S3：对所述变直径筒形预制卷坯上残留的所述搭接部沿轴线方向进行切割和焊接，得到变直径预制管坯；S4：将所述变直径预制管坯充液压形，使所述变直径预制管坯发生压缩变形，从而成形出异形构件。本发明的异形构件超低压充液成形系统及方法提高了异形构件的性能、成形精度以及成形效率。

Description

一种异形构件超低压充液成形系统及方法

技术领域

本发明涉及金属成形制造技术领域，特别是涉及一种异形构件超低压充液成形系统及方法。

背景技术

随着汽车、航空和航天等高技术产业的不断发展，对结构的轻量化、整体化、高性能和高可靠性提出了更加苛刻的要求。既要保证结构的整体可靠性，同时还要保证在满足强度要求基础上具有尽可能轻的质量，在满足结构要求的前提下获得高精的形状尺寸和优良性能。异形薄壁金属管类构件作为一类典型结构，往往具有管件形状复杂、径厚比大、截面差大和材料强度高等特征，在新一代汽车、航空航天领域具有大量的应用需求，尤其是对于整体结构高强钢、钛合金和高温合金等高强度材料的异形薄壁管类构件，具有良好的力学性能和耐腐蚀性能，是理想的空心整体结构，具有很好的应用前景。工业生产中在异形薄壁构件成形方法主要有“分块+焊接”和内高压成形两种形式。

“分块+焊接”方法采用拉伸或落压方式成形蒙皮，然后组装拼焊而成。存在的问题主要有：空间装配难度大，焊后热变形严重，需经过长时间的高温蠕变整形才能达到使用精度；焊缝纵横交错降低了服役可靠性；工序链条长，工艺可控性差，产品质量一致性不佳。

内高压成形方法以管材作坯料，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件。采用柔性液体作为软模实现异形截面中空构件的整体成形，液体压力易于控制，又是在室温下实施，工艺性好。内压是管坯发生变形的主驱动力，因此内高压成形所需的压力很高。例如，对于普通低碳钢材料，成形约5mm的圆角整形压力高达200MPa。该压力对密封、液压元器件、模具强度、压机吨位等均提出了很高的要求。制约该技术在高强材料和大截面尺寸和大截面差产品上的进一步应用。高强材料所需成形压力超过400MPa，超出工程设备最高压力极限；成形的最大直径＜200mm，截面差＜50％，过大的尺寸会带来设备吨位的急剧增加，截面差过大会带来成形件的壁厚减薄严重；此外，容易发生圆角区过渡减薄导致壁厚不均甚至开裂。

为解决压力高的问题美国Vari-form首先提出了低压顺序成形，在模具闭合中同时升高内压，使管坯发生部分变形，以降低整形阶段的变形量。相应的所需的整形压力降低了30-50％。但是实践中发现该技术的工艺性较差。首先是合模中膨胀变形不易控制，过大会形成死皱，过小其整形压力仍然很高。其次，模具合模对管腔内液体产生了压缩效应，导致内部压力波动，干扰了液压元器件对压力的精确控制，这对设备的反馈、响应都提出了极高要求。

哈尔滨工业苑世剑提出了内凹预成形技术，先将管坯压成内凹形状，该形状在内压作用下，会产生一个放大数倍的水平推力，将内凹段坯料推到圆角部位，十分巧妙地降低了成形压力。但内凹预成形技术主要被运用在成形初期阶段，因为当内凹展平后，水平推力就不存在了，仍然需通过升高压力使未贴模的区域贴靠模具。

德国学者提出热气胀成形技术，通过升温降低材料的流动应力进而达到降低成形压力的目的。但带来的问题是高温下摩擦系数进一步增大、硬化指数进一步降低，成形件的壁厚均匀性不好。高温成形还存在组织性能控制和表面质量等问题。此外，高温环境下，压力的发生、控制、密封等都不便于实施。

综上所述，当前技术发展对异形薄壁构件提出了更高的需求。国内外现有技术，对于异形薄壁构件基于“膨胀变形思路”提出了多种改善办法，均不能满足大径厚比、大截面差、高精度异形薄壁构件整体成形需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种异形构件超低压充液成形系统及方法，以解决上述现有技术存在的问题，提高异形构件的性能和成形精度。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种异形构件超低压充液成形系统，包括控制系统、增压器、驱动装置、预成形单元和终成形单元，所述预成形单元包括预成形模具和自密封液囊，所述终成形单元包括充液压形模具和两个管端自密封装置，所述管端自密封装置包括管端自密封冲头和用于驱动所述管端自密封冲头的油缸，所述驱动装置能够驱动所述预成形模具和所述充液压形模具进行合模和分模，所述驱动装置和所述增压器分别与所述控制系统电连接，其中一个所述管端自密封冲头设置有通液管，所述通液管和所述自密封液囊分别能够与所述增压器的出液口连通。

优选的，所述预成形模具的型腔的形状和大小与变直径筒形预制卷坯的形状和大小相匹配，所述充液压形模具的型腔的形状和大小与异形构件的形状和大小相匹配。

优选的，通过所述增压器向所述自密封液囊中充入高压液体能够将设置在预成形模具中的型腔中的卷坯胀形为变直径筒形预制卷坯，通过所述增压器和所述通液管能够向设置在所述充液压形模具的型腔中的所述变直径筒形预制卷坯充入高压液体。

优选的，还包括回收单元，所述回收单元包括收集罩、沉淀池、液体回收泵、过滤器、水箱和安全阀，所述收集罩设置在所述充液压形模具的下方，所述沉淀池设置在所述收集罩下方，所述收集罩收集的液体能够流入所述沉淀池，所述沉淀池通过连接管与所述水箱连通，所述液体回收泵和所述过滤器分别设置在所述连接管上，且所述过滤器较所述液体回收泵更靠近所述水箱；所述安全阀设置在所述沉淀池的顶部且与所述增压器电连接，当所述沉淀池中的液体到达设定高度时会触发所述安全阀，而所述安全阀会关闭所述增压器与所述通液管之间的连接管路。

优选的，还包括恒压单元，所述恒压单元包括分别与所述控制系统电连接的蓄能器、三向阀、进液液压泵、单向阀和设置在所述增压器中的压力传感器，所述进液液压泵的进液口与所述水箱连通，所述进液液压泵的出液口与所述增压器连通，所述单向阀设置在所述进液液压泵与所述增压器之间的管路上，所述三向阀一端与所述蓄能器连通、另一端与所述单向阀与所述增压器之间的管路连通、再一端与所述水箱连通。

本发明还提供一种异形构件超低压充液成形方法，基于上述异形构件超低压充液成形系统，包括以下步骤：

S1：采用板坯制成沿纵向带有搭接部的等直径筒形卷坯，所述板坯的两端在所述搭接部重叠；

S2：将所述等直径筒形卷坯设置在预成形模具的型腔中，通过自密封液囊对所述等直径筒形卷坯进行低压液力胀形，将所述等直径筒形卷坯变形成为变直径筒形预制卷坯，所述变直径筒形预制卷坯的周长与异形构件的截面周长相等；

S3：对所述变直径筒形预制卷坯上残留的所述搭接部沿轴线方向进行切割和焊接，得到周长与异形构件的截面周长相等的变直径预制管坯；

S4：将所述变直径预制管坯设置在充液压形模具的型腔中，通过增压器向所述变直径预制管坯的管腔内充入高压液体，以对管腔施加支撑力，然后通过充液压形模具对所述变直径预制管坯施加压缩变形，从而成形出异形构件。

优选的，在步骤S1中，需要采用数值模拟软件展开需要成形的异形构件，根据展开后的异形构件的形状和尺寸确定所需要的所述板坯的形状和尺寸，然后将所述板坯通过弯曲成形工艺制成所述等直径筒形卷坯。

优选的，在步骤S2中，首先将所述等直径筒形卷坯放置在所述预成形模具的下模中，并将所述自密封液囊设置在所述等直径筒形卷坯内，通过所述预成形模具的下模两端的挡板实现对所述等直径筒形卷坯的两端进行轴向限位，然后通过驱动装置驱动所述预成形模具的上模向下运动，使得所述预成形模具闭合，并通过控制系统控制所述驱动装置对所述预成形模具施加适宜的合模力；通过增加器向所述自密封液囊内通入液体介质，通过控制所述增压器使得所述自密封液囊内部压力逐渐增加，并确保所施加的压力低于所述等直径筒形卷坯的屈服压力，但足以克服所述等直径筒形卷坯的搭接部处相邻板坯之间摩擦力；然后所述等直径筒形卷坯的搭接部随着所述自密封液囊的膨胀变形而展开，最终获得所述变直径筒形预制卷坯。

优选的，在步骤S3中，上下两层一次性切割所述变直径筒形预制卷坯上残留的所述搭接部，去掉所述搭接部的边角料，然后沿切割线进行焊接。

优选的，在步骤S4中，首先将所述变直径预制管坯放置在所述充液压形模具的下模中，通过控制系统控制两个油缸驱动对应的自密封冲头沿所述变直径预制管坯向内运动，实现对所述变直径预制管坯两端的密封，通过增加器和通液管向所述变直径预制管坯内通入高压液体，并确保所施加的压力低于所述变直径预制管坯的屈服压力；然后通过所述控制系统控制所述驱动装置驱动所述充液压形模具的上模向下运动，实现所述充液压形模具的闭合，在此过程中，保证所述变直径预制管坯内的液体压力保持不变，所述变直径预制管坯所述充液压形模具的上模的压合作用和所述变直径预制管坯内的高压液体的支撑作用下，压入所述充液压形模具的型腔，在所述变直径预制管坯完全充满所述充液压形模具的型腔后，继续压合，使所述变直径预制管坯沿周向发生压缩变形，在这个过程中，所述变直径预制管坯的周长变小、壁厚增加，最终得到异形构件。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明的异形构件超低压充液成形系统及方法提高了异形构件的性能、成形精度以及成形效率。本发明的异形构件超低压充液成形系统及方法以“开”代“闭”，以开放式卷坯取代传统的封闭管坯，预先实现材料的周向分配，获得近等壁厚成形的预制坯；其次以“缩”代“胀”，以充液压形的“压缩”变形取代传统内高压成形“膨胀”变形。相比传统内高压成形方法来说，本发明对材料的敏感性大大降低，更适于高强度和低塑性材料的成形，同时提高产品的形状尺寸精度和改善产品的壁厚分布，显著降低成形压力和合模压力机吨位，降低生产成本等优点。

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，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明异形构件超低压充液成形系统的结构示意图一；

图2为本发明异形构件超低压充液成形系统中预成形初始阶段模具与管坯位置关系示意图；

图3为本发明异形构件超低压充液成形系统中预成形充液阶段模具与管坯位置关系示意图；

图4为本发明异形构件超低压充液成形系统中预成形结束阶段模具与管坯位置关系示意图；

图5为本发明异形构件超低压充液成形系统的结构示意图二；

图6为本发明异形构件超低压充液成形系统中充液压形初始阶段模具形状和位置示意图；

图7为本发明异形构件超低压充液成形系统中充液压形初始阶段模具形状和位置示意图；

图8为本发明异形构件超低压充液成形系统中充液压形结束阶段模具与管坯位置关系示意图；

图9为本发明异形构件超低压充液成形系统的部分结构示意图；

图10为本发明异形构件超低压充液成形方法的流程图；

图11为本发明所提供的等直径筒形卷坯；

图12为本发明所周长与异形构件截面周长相近的变直径筒形预制卷坯；

图13为本发明所提供的周长与异形构件截面周长相近的变直径预制管坯；

图14为本发明所提供的异形构件。

其中：1、预成形模具上模；2、预成形模具下模；3、驱动装置；4、增压器；5、控制系统；6、管路；7、自密封液囊；8、等直径筒形卷坯；9、变直径筒形预制卷坯；10、变直径预制管坯；11、充液压形模具上模；12、充液压形模具下模；13、左油缸；14、右油缸；15、左管端自密封冲头；16、右管端自密封冲头；17、恒压单元；18、异形构件；19、蓄能器；20、三向阀；21、进液液压泵；22、水箱；23、单向阀；24、压力传感器；25、液体回收泵；26、沉淀池；27、过滤器。

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付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种异形构件超低压充液成形系统及方法，以解决上述现有技术存在的问题，提高异形构件的性能和成形精度。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1至图14所示：本实施例提供了一种异形构件超低压充液成形系统，包括控制系统5、增压器4、驱动装置3、预成形单元和终成形单元，预成形单元包括预成形模具和自密封液囊7，终成形单元包括充液压形模具和两个管端自密封装置，管端自密封装置包括管端自密封冲头和用于驱动管端自密封冲头的油缸，在本实施例中管端自密封冲头采用现有的内外约束式管材充液压制密封装置，内外约束式管材充液压制密封装置的具体结构和工作原理参见申请号为201911366025.2名称为一种内外约束式管材充液压制密封装置及方法的专利。驱动装置3能够驱动预成形模具和充液压形模具进行合模和分模，驱动装置3和增压器4分别与控制系统5电连接，其中一个管端自密封冲头设置有通液管，通液管和自密封液囊7分别能够与增压器4的出液口连通。

预成形模具的型腔的形状和大小与变直径筒形预制卷坯9的形状和大小相匹配，充液压形模具的型腔的形状和大小与异形构件18的形状和大小相匹配。

通过增压器4向自密封液囊7中充入高压液体能够将设置在预成形模具中的型腔中的卷坯胀形为变直径筒形预制卷坯9，通过增压器4和通液管能够向设置在充液压形模具的型腔中的变直径筒形预制卷坯9充入高压液体。

本实施例异形构件超低压充液成形系统还包括回收单元，回收单元包括沉淀池26、液体回收泵25、过滤器27和水箱22和安全阀，沉淀池26设置在充液压形模具的下方，充液压形模具中溢出的液体能够流入沉淀池26，沉淀池26通过连接管与水箱22连通，液体回收泵25和过滤器27分别设置在连接管上，且过滤器27较液体回收泵25更靠近水箱22。

本实施例异形构件超低压充液成形系统还包括恒压单元17，恒压单元17包括分别与控制系统电连接的蓄能器19、三向阀20、进液液压泵21、单向阀23和设置在增压器4中的压力传感器24，进液液压泵21的进液口与水箱22连通，进液液压泵21的出液口与增压器连通，单向阀23设置在进液液压泵21与增压器之间的管路上，三向阀20一端与蓄能器19连通、另一端与单向阀23与增压器之间的管路连通、再一端与水箱22连通。

恒压单元17和回收单元的具体工作过程如下：

(1)充液增压过程：进液液压泵21启动，由水箱22中吸取流体介质依次并通过单向阀23，右管端自密封冲头16中的通液管向变直径预制管坯10内填充。通过压力传感器24检测到通入变直径预制管坯10内的液室压力超过设定值时，关闭进液液压泵21停止向变直径预制管坯10内充液；

(2)恒压过程：将蓄能器19内部的氮气压力调至设定压力值p，三通阀20动作使得蓄能器19投入工作。在充液压形过程中，变直径预制管坯10的体积逐渐减小将导致内压升高，通过压力传感器24检测到通入变直径预制管坯10内的液室压力，此时液体介质将进入到蓄能器19中以保证变直径预制管坯10的液室压力恒定为p。

(3)液体回收过程：成形结束后，三通阀20复位，蓄能器19退出工作。后退左管端自密封冲头15和左管端自密封冲头16，异形管件18内部支撑压力为零。液体介质收集到沉淀池26内，启动液体回收泵25，使沉淀池26内的液体经过过滤器27回收到水箱22中。

本发明还提供一种异形构件超低压充液成形方法，基于上述异形构件超低压充液成形系统，包括以下步骤：

S1：采用板坯制成沿纵向带有搭接部的等直径筒形卷坯8，板坯的两端在搭接部重叠；

具体的，采用数值模拟软件展开需要成形的异形构件18，根据展开后的异形构件18的形状和尺寸确定所需要的板坯的形状和尺寸，然后将板坯通过弯曲成形工艺制成等直径筒形卷坯8。

S2：将等直径筒形卷坯8设置在预成形模具的型腔中，通过自密封液囊7对等直径筒形卷坯8进行低压液力胀形，将等直径筒形卷坯8变形成为变直径筒形预制卷坯9，变直径筒形预制卷坯9的周长与异形构件18的截面周长相等；

具体的，首先将等直径筒形卷坯8放置在预成形模具下模2中，并将自密封液囊7设置在等直径筒形卷坯8内，通过预成形模具下模2两端的挡板实现对等直径筒形卷坯8的两端进行轴向限位，然后通过驱动装置3驱动预成形模具上模1向下运动，使得预成形模具闭合，并通过控制系统5控制驱动装置3对预成形模具施加适宜的合模力；通过增加器向自密封液囊7内通入液体介质，通过控制增压器4使得自密封液囊7内部压力逐渐增加，并确保所施加的压力低于等直径筒形卷坯8的屈服压力p_s，但足以克服等直径筒形卷坯8的搭接部处相邻板坯之间摩擦力；然后等直径筒形卷坯8的搭接部随着自密封液囊7的膨胀变形而展开，最终获得变直径筒形预制卷坯9。

S3：对变直径筒形预制卷坯9上残留的搭接部沿轴线方向进行切割和焊接，得到周长与异形构件18的截面周长相等的变直径预制管坯10；

具体的，上下两层一次性切割变直径筒形预制卷坯9上残留的搭接部，去掉搭接部的边角料，然后沿切割线进行焊接。

S4：将变直径预制管坯10设置在充液压形模具的型腔中，通过增压器4向变直径预制管坯10的管腔内充入高压液体，以对管腔施加支撑力，然后通过充液压形模具对变直径预制管坯10施加压缩变形，从而成形出异形构件18。

具体的，首先将变直径预制管坯10放置在充液压形模具下模12中，通过控制系统5控制左油缸13驱动左管端自密封冲头15沿变直径预制管坯10向内运动、控制右油缸14驱动右管端自密封冲头16沿变直径预制管坯10向内运动，实现对变直径预制管坯10两端的密封，通过增加器和通液管向变直径预制管坯10内通入高压液体，并确保所施加的压力低于变直径预制管坯10的屈服压力p_s；然后通过控制系统5控制驱动装置3驱动充液压形模具上模11向下运动，实现充液压形模具的闭合，在此过程中，保证变直径预制管坯10内的液体压力保持不变，变直径预制管坯10充液压形模具上模11的压合作用和变直径预制管坯10内的高压液体的支撑作用下，压入充液压形模具的型腔，在变直径预制管坯10完全充满充液压形模具的型腔后，继续压合，使变直径预制管坯10沿周向发生压缩变形，在这个过程中，变直径预制管坯10的周长变小、壁厚增加，最终得到异形构件18。

具体地，步骤S2和S4中的屈服压力可利用公式

确定，其中，t为所述管件的壁厚，σ_s为所述管坯的材料屈服强度，r为所述目标卷坯的最小圆截面半径。

以不锈钢材料(成分为06Cr19Ni10)作为等直径筒形卷坯8进行加工为例，初始壁厚优选为1.0mm。不锈钢在常温下的弹性模量为208GPa，屈服强度为287MPa，抗拉强度为803MPa，断裂前最大延伸率为52.6％；成形异形构件一侧端面为φ140的圆形截面，并逐渐过渡到右端的月牙形状异形截面，月牙形截面的型腔高度为40mm，最大宽度510mm，截面周长差达到了三倍以上，成形件总长度600mm，最小圆角位于侧壁圆角半径为12mm，上下表面分别为内凹和外凸的双曲率型面，轴线为弯曲形状。如果采用传统内高压成形方法，需采用锥形管坯成形，在不产生压缩失稳的条件下，管坯两端的最大直径分别为110mm和350mm。在内高压成形过程中，成形压力高于50MPa时管坯才能完全贴合模具型腔，所得成形件的最大壁厚减薄率高达36.8％。采用本实施例的异形构件成形方法，首先将两端周长分别为450mm和1300mm的平板弯曲呈等直径筒形卷坯8，其长度和初始直径分别为600mm和140mm。在卷坯低压液力胀形过程中，液囊内部最大压力为2.0MPa，成形后获得的变直径筒形预制卷坯9经过切割焊接工序后，得到两端直径分别为140mm和425mm的变直径预制管坯10。最后经过充液压形工序成形最终的目标件。在整个合模过程中，管坯的支撑压力始终恒定在2.0MPa，成形后管坯完全贴合模具型腔，得到异形构件。异形构件在圆角过渡区处所产生最大壁厚减薄率仅为3.1％。与内高压成形工艺相比，成形压力减小了96％，最大壁厚减薄率减小了91.6％。因此，采用异形构件超低压充液成形方法，可以显著降低压力，改善壁厚分布。

本实施例中的方法可解决异形薄壁构件成形现有技术中，基于“膨胀变形思路”提出了多种改善办法，均不能满足大径厚比、大截面差、高精度异形薄壁构件整体成形需求的技术难题。通过自密封液囊7对等直径筒形卷坯8胀形，进行环向材料预分配，获得周长与异形构件18截面周长相近的变直径预制管坯10；然后在内压支撑下对变直径预制管坯10进行压制成形，获得高精度和高性能的高强度异形薄壁构件。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“顶”、“底”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“笫二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种异形构件超低压充液成形系统，其特征在于：包括控制系统、增压器、驱动装置、预成形单元和终成形单元，所述预成形单元包括预成形模具和自密封液囊，所述终成形单元包括充液压形模具和两个管端自密封装置，所述管端自密封装置包括管端自密封冲头和用于驱动所述管端自密封冲头的油缸，所述驱动装置能够驱动所述预成形模具和所述充液压形模具进行合模和分模，所述驱动装置和所述增压器分别与所述控制系统电连接，其中一个所述管端自密封冲头设置有通液管，所述通液管和所述自密封液囊分别能够与所述增压器的出液口连通；所述预成形模具的型腔的形状和大小与变直径筒形预制卷坯的形状和大小相匹配，所述充液压形模具的型腔的形状和大小与异形构件的形状和大小相匹配；通过所述增压器向所述自密封液囊中充入高压液体能够将设置在预成形模具中的型腔中的卷坯胀形为变直径筒形预制卷坯，通过所述增压器和所述通液管能够向设置在所述充液压形模具的型腔中的所述变直径筒形预制卷坯充入高压液体；还包括回收单元，所述回收单元包括沉淀池、液体回收泵、过滤器和水箱和安全阀，所述沉淀池设置在所述充液压形模具的下方，所述充液压形模具中溢出的液体能够流入所述沉淀池，所述沉淀池通过连接管与所述水箱连通，所述液体回收泵和所述过滤器分别设置在所述连接管上，且所述过滤器较所述液体回收泵更靠近所述水箱；还包括恒压单元，所述恒压单元包括分别与所述控制系统电连接的蓄能器、三向阀、进液液压泵、单向阀和设置在所述增压器中的压力传感器，所述进液液压泵的进液口与所述水箱连通，所述进液液压泵的出液口与所述增压器连通，所述单向阀设置在所述进液液压泵与所述增压器之间的管路上，所述三向阀一端与所述蓄能器连通、另一端与所述单向阀与所述增压器之间的管路连通、再一端与所述水箱连通。

2.一种异形构件超低压充液成形方法，基于权利要求1所述的异形构件超低压充液成形系统，其特征在于，包括以下步骤：

S1：采用板坯制成沿纵向带有搭接部的等直径筒形卷坯，所述板坯的两端在所述搭接部重叠；

S2：将所述等直径筒形卷坯设置在预成形模具的型腔中，通过自密封液囊对所述等直径筒形卷坯进行低压液力胀形，将所述等直径筒形卷坯变形成为变直径筒形预制卷坯，所述变直径筒形预制卷坯的周长与异形构件的截面周长相等；

S3：对所述变直径筒形预制卷坯上残留的所述搭接部沿轴线方向进行切割和焊接，得到周长与异形构件的截面周长相等的变直径预制管坯；

S4：将所述变直径预制管坯设置在充液压形模具的型腔中，通过增压器向所述变直径预制管坯的管腔内充入高压液体，以对管腔施加支撑力，然后通过充液压形模具对所述变直径预制管坯施加压缩变形，从而成形出异形构件。

3.一种根据权利要求2所述的异形构件超低压充液成形方法，其特征在于：在步骤S1中，需要采用数值模拟软件展开需要成形的异形构件，根据展开后的异形构件的形状和尺寸确定所需要的所述板坯的形状和尺寸，然后将所述板坯通过弯曲成形工艺制成所述等直径筒形卷坯。

4.一种根据权利要求2所述的异形构件超低压充液成形方法，其特征在于：在步骤S2中，首先将所述等直径筒形卷坯放置在所述预成形模具的下模中，并将所述自密封液囊设置在所述等直径筒形卷坯内，通过所述预成形模具的下模两端的挡板实现对所述等直径筒形卷坯的两端进行轴向限位，然后通过驱动装置驱动所述预成形模具的上模向下运动，使得所述预成形模具闭合，并通过控制系统控制所述驱动装置对所述预成形模具施加适宜的合模力；通过增加器向所述自密封液囊内通入液体介质，通过控制所述增压器使得所述自密封液囊内部压力逐渐增加，并确保所施加的压力低于所述等直径筒形卷坯的屈服压力，但足以克服所述等直径筒形卷坯的搭接部处相邻板坯之间摩擦力；然后所述等直径筒形卷坯的搭接部随着所述自密封液囊的膨胀变形而展开，最终获得所述变直径筒形预制卷坯。

5.一种根据权利要求2所述的异形构件超低压充液成形方法，其特征在于：在步骤S3中，上下两层一次性切割所述变直径筒形预制卷坯上残留的所述搭接部，去掉所述搭接部的边角料，然后沿切割线进行焊接。

6.一种根据权利要求2所述的异形构件超低压充液成形方法，其特征在于：在步骤S4中，首先将所述变直径预制管坯放置在所述充液压形模具的下模中，通过控制系统控制两个油缸驱动对应的自密封冲头沿所述变直径预制管坯向内运动，实现对所述变直径预制管坯两端的密封，通过增加器和通液管向所述变直径预制管坯内通入高压液体，并确保所施加的压力低于所述变直径预制管坯的屈服压力；然后通过所述控制系统控制所述驱动装置驱动所述充液压形模具的上模向下运动，实现所述充液压形模具的闭合，在此过程中，保证所述变直径预制管坯内的液体压力保持不变，所述变直径预制管坯在所述充液压形模具的上模的压合作用和所述变直径预制管坯内的高压液体的支撑作用下，压入所述充液压形模具的型腔，在所述变直径预制管坯完全充满所述充液压形模具的型腔后，继续压合，使所述变直径预制管坯沿周向发生压缩变形，在这个过程中，所述变直径预制管坯的周长变小、壁厚增加，最终得到异形构件。

Images