專利名稱：多階ω管成形方法及裝置的制作方法
技術領域：
該技術屬于管材成形領域，特別涉及一種用于管材鐓脹成形及內高壓復合成形的方法。
背景技術：
內高壓成形技術是通過在管坯內部或在板坯一側通以高壓液體、氣體或放入剛體瓣模，迫使管、板塑性變形，并通過堵頭，進行補料，以制成工件的沖壓成形工藝。本發(fā)明針對的多階Ω管，具有大小五個凸包，如圖1所示。采用內高壓直接成形，由于凸包間的臺階的作用，將嚴重阻礙材料的進入，使內部三個凸包無法得到補料，在生產中，采用包膜等減小摩擦力的措施，對其增加補料的效果微乎其微，壁厚減薄嚴重，造成破裂，而且該零件內部凸包的膨脹率較大，遠超過了材料在自然漲形情況下的膨脹率，必須進行補料，才能滿足零件壁厚要求，保證成品質量。針對該零件，在應用時，存在操作繁瑣，工藝復雜等缺點。故而，本發(fā)明人在鐓脹復合工藝的基礎上，提出了一種多階Ω管鐓脹成形及內高壓復合成形裝置，形成了一種生產效率高，模具利用率高，結構簡單，成形質量好，成形要求可控(鐓筋寬度和壁厚可控)的管材成形方法。

發(fā)明內容
本發(fā)明為鐓脹復合工藝的改進，針對多階Ω管難以補料，壁厚減薄嚴重等技術不足，設計并提出了一種采用鐓脹成形及內高壓復合成形的技術，實現(xiàn)了對多階Ω管先鐓脹后內高壓的連續(xù)加工工藝。該工藝兼具鐓脹復合與內高壓成形技術優(yōu)勢，為不變薄變徑管成形提供了一種方法，同時實現(xiàn)內高壓成形，可以作為多階Ω管的內高壓復合成形工藝，可有效減小壁厚的減薄，提高多階Ω管的成形質量。本發(fā)明的多階Ω管成形裝置包括下模固定板、壓片、左沖頭、連接軸、第一聚氨酯橡膠、第二聚氨酯橡膠、管材、定模、上模固定板、限位塊、右沖頭，所述定模用于鎖緊零件并限制其沿軸線移動。所述定模包括上模和下模，其中，上模固定板設置在所述裝置的上端，所述上模位于上模固定板的下側；所述下模固定板設置在所述裝置的下端，所述下模位于下模固定板的上側；所述左沖頭位于管材的軸線方向上，在相對的另一端，所述右沖頭也位于管材的軸線方向上；補料液壓缸的作用下，推動管材進行補料，同時用于擠壓第一聚氨酯橡膠和第二聚氨酯橡膠，使所述聚氨酯橡膠受擠壓向受力薄弱區(qū)域變形，進而實現(xiàn)不減薄脹形；待脹形至一定程度，補料液壓缸略退出，使所述聚氨酯橡膠回彈，通入高壓液體，作用于管壁，并進行進一步補料，實現(xiàn)管材的液壓漲形。本發(fā)明只需要一套模具即可完成，極大減少了模具的開發(fā)費用，降低生產成本，縮短了生產周期。各工藝連續(xù)進行，避免了中途因模具間的誤差及操作所帶來的損失，提高了產品的生產效率。 同時，本發(fā)明一套模具只需一名工人，相比原工藝，需要一道工藝一名工人，大大減少生產所需的工人，降低企業(yè)的用人成本。
本發(fā)明設計了左沖頭(補料桿)結構，如圖8所以。其端部可以通過連接件，將限位塊連接起來，中間加上聚氨酯橡膠，通過左右沖頭，可以同時鐓脹成形兩個甚至更多的凸包，將鐓脹工藝的效率提高。沖頭上開出進水口，可以直接實現(xiàn)鐓脹后的內高壓工步，聚氨酯橡膠表面加凹槽，在內高壓時，液體更容易進入其與零件的間隙，使管材受力均勻漲形。本發(fā)明裝置設計左右沖頭與毛坯管間的間隙較小，而模具型腔與毛坯管間的間隙較大，保證沖頭與毛坯件相互緊貼，同時減少毛坯管與模具間的摩擦甚至可以達到無摩擦，避免了模具與零件間摩擦過大造成的阻礙補料的現(xiàn)象。本發(fā)明左右沖頭外表面打毛，增強沖頭與管內壁的摩擦力，使管材與沖頭一起進入，減小了管材鐓粗效應，提高了實際補料量，也有效地防止了管材局部曲屈的現(xiàn)象，避免了管材靠近管口的凸包處先發(fā)生曲屈而阻礙管材補料。


圖1是多階Ω管。圖2是成形裝置的結構簡圖。圖3是成形裝置的結構軸測圖。圖4是成形方法的前期準備示意圖。圖5是合模。圖6是鐓脹復合。圖7是內高壓。圖8是沖頭與壓片 結構連接圖。附圖標記所表示的部件:1、下模固定板；2、壓片；3、左沖頭；4、連接軸；5、第一聚氨酯橡膠；6、管材；7、上模；8、上模固定板；9、限位塊、10、第二聚氨酯橡膠；11、右沖頭；
12、下模。
具體實施例方式其結構簡圖如圖2、圖3所示。成形設備選擇常規(guī)內高壓設備改裝。該設備需要實現(xiàn)補料和脹形兩種進給，通過補料進給液壓缸實現(xiàn)。鎖模缸帶動上模板下行合模后，上模和下模合模。上模和下模統(tǒng)稱為定模，定模用于鎖緊零件并限制其沿軸線移動。補料液壓缸的作用下，推動管材進行補料，同時用于擠壓聚氨酯橡膠，使橡膠受擠壓向受力薄弱區(qū)域變形，進而實現(xiàn)不減薄脹形。待脹形至一定程度，補料液壓缸略退出，使聚氨酯橡膠回彈，通入高壓液體，作用于管壁，并進行進一步補料，實現(xiàn)管材的內高壓成形。該裝置的動作實現(xiàn):
工作前期準備:將上模、下模各自固定好并打開，左、右沖頭通過控制系統(tǒng)停置在適當位置，管坯內通過鉸鏈，將限位塊連接至左沖頭，并填充好聚氨酯橡膠，穿入管中后放入模具型腔內(如圖4所示)；
合模:固定模具上模下行合模(如圖5所示)；
鐓脹復合:左、右沖頭推動管端沿軸線向內移動，實現(xiàn)補料，同時，左、右沖頭的頂部擠壓聚氨酯橡膠，在壓力的作用下成形區(qū)管坯脹形，實現(xiàn)零件的成形。此過程為實現(xiàn)脹形的同時進行補料，完成零件的預成形(如圖6所示)；內高壓:左、右沖頭略回退，聚氨酯橡膠回彈，通入高壓液體，沖頭頂部為軟硬結合密封，保證建壓的穩(wěn)定，待壓力升到一定值后，左右沖頭向內進給，實現(xiàn)補料，壓力繼續(xù)升高，在壓力的作用下成形區(qū)管 坯脹形，實現(xiàn)零件的成形(如圖7所示)。
權利要求
1.一種多階Ω管成形裝置，其特征在于該裝置包括下模固定板、壓片、左沖頭、連接軸、第一聚氨酯橡膠、第二聚氨酯橡膠、管材、定模、上模固定板、限位塊、右沖頭，所述定模用于鎖緊零件并限制其沿軸線移動。
2.如權利要求I所述的裝置，所述定模包括上模和下模，其中，上模固定板設置在所述裝置的上端，所述上模位于上模固定板的下側；所述下模固定板設置在所述裝置的下端，所述下模位于于下模固定板的上側；所述左沖頭位于管材的軸線方向上，在相對的另一端，所述右沖頭也位于管材的軸線方向上；補料液壓缸的作用下，推動管材進行補料，同時用于擠壓第一聚氨酯橡膠和第二聚氨酯橡膠，使所述聚氨酯橡膠受擠壓向受力薄弱區(qū)域變形，進而實現(xiàn)不減薄脹形；待脹形至一定程度，補料液壓缸略退出，使所述聚氨酯橡膠回彈，通入高壓液體，作用于管壁，并進行進一步補料，實現(xiàn)管材的液壓漲形。
3.如權利要求I或2所述的裝置，其中所述左沖頭采用鉸鏈式，能夠實現(xiàn)多個位置的非減薄鐓脹；所述左沖頭的端部可以通過連接件，將限位塊連接起來，中間設置有聚氨酯橡膠；通過左、右沖頭，可以同時鐓脹成形兩個以上的凸包，左、右沖頭與毛坯管間的間隙較小，而模具型腔與毛坯管間的間隙較大，沖頭與毛坯件相互緊貼。
4.一種采用權利要求I或2或3所述裝置多階Ω管成形方法，其特征在于包括以下步驟 工作前期準備將上模、下模各自固定好并打開，左、右沖頭通過控制系統(tǒng)停置在適當位置，管坯內通過鉸鏈，將限位塊連接至左沖頭，并填充好聚氨酯橡膠，穿入管中后放入模具型腔內； 合模固定模具上模下行合模； 鐓脹復合左、右沖頭推動管端沿軸線向內移動，實現(xiàn)補料，同時，左、右沖頭的頂部擠壓聚氨酯橡膠，在壓力的作用下成形區(qū)管坯脹形，實現(xiàn)零件的成形，此過程為實現(xiàn)脹形的同時進行補料，完成零件的預成形； 內高壓左、右沖頭略回退，聚氨酯橡膠回彈，通入高壓液體，沖頭頂部為軟硬結合密封，保證建壓的穩(wěn)定，待壓力升到一定值后，左、右沖頭向內進給，實現(xiàn)補料，壓力繼續(xù)升高，在壓力的作用下成形區(qū)管坯脹形，實現(xiàn)零件的成形。
全文摘要
本發(fā)明為鐓脹復合工藝的改進，針對多階歐米伽管難于補料，壁厚減薄嚴重等技術不足，設計并提出了一種鐓脹及內高壓復合成形的技術，實現(xiàn)了對多階Ω管的先鐓脹后內高壓的連續(xù)加工工藝。該工藝兼具鐓脹復合與內高壓成形技術優(yōu)勢，為不變薄變徑管成形提供了一種方法，同時實現(xiàn)內高壓成形，可以作為多階Ω管的內高壓復合成形工藝，可有效減小壁厚的減薄，提高多階Ω管的成形質量。
文檔編號B21D26/033GK103252399SQ201310204019
公開日2013年8月21日 申請日期2013年5月28日 優(yōu)先權日2013年5月28日
發(fā)明者劉 文, 李百煉, 張國俊, 俞凱逸, 莫偉偉, 張初旻, 毛睿, 吳勇平 申請人:浙江大學寧波理工學院