本發(fā)明發(fā)明涉及一種利用體積減小的液壓成形技術(shù)進(jìn)行管件成形的工藝，涵蓋了鋼、鋁、鎂等金屬管，以及金屬管與高分子材料組合而成的復(fù)合管的塑性成形
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：管件內(nèi)高壓成形工藝為：利用高壓流體產(chǎn)生的壓力，充塞在管件a內(nèi)部充當(dāng)凸模，外部隨產(chǎn)品形狀的模具鋼b充當(dāng)凹模，經(jīng)歷投料、模具閉合、管件內(nèi)預(yù)充流體、加壓、同時軸向液壓缸軸向推料成形和開模取料幾個階段完成管件成形，其中，根據(jù)產(chǎn)品及成形性的需要，過程先后會有交叉。目前常見管件成形工藝為向管內(nèi)注入高壓水的內(nèi)高壓成形，內(nèi)高壓工藝成形力大，通常內(nèi)壓在150-250mpa左右，因此內(nèi)高壓注水系統(tǒng)設(shè)備投資巨大，加工成本高，成形時間長（30秒左右），限制了零件的廣泛應(yīng)用。另一方面，加工成本較低的管件沖壓成形技術(shù)，在工件需要彎管、管件的中段具有形狀特征需要成形的情況下，由于金屬管內(nèi)部中空，成形時的變形難以控制，常常隨著壓機(jī)、管件原材料和模具狀態(tài)的波動而波動，難以滿足產(chǎn)品穩(wěn)定性的要求。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種低壓注水成形設(shè)備，用于管件的液壓成形，降低生產(chǎn)成本，為了達(dá)到上述目的，采用以下管件液壓成形設(shè)備，管件液壓成形設(shè)備，包括：壓機(jī)設(shè)備、注水系統(tǒng)、保壓泄壓系統(tǒng)和聯(lián)動控制系統(tǒng)以及模具，所述壓機(jī)設(shè)備包括：壓機(jī)上滑塊、下工作臺、模具軸向缸用液壓動力系統(tǒng)、模具沖孔油缸用液壓動力系統(tǒng)、模具內(nèi)工件頂出與定位用液壓或/和氣壓動力系統(tǒng)，為模具完成對工件的定位、成形、沖孔、取出提供動力源；所述注水系統(tǒng)通過管體與模具連通，在工件定位后、成形前，通過模具向工件內(nèi)連續(xù)輸入液體介質(zhì)并構(gòu)成液體循環(huán)；所述保壓泄壓系統(tǒng)通過管體與模具連通，在工件成形、沖孔過程中，保持液體介質(zhì)的額定壓力，并當(dāng)實(shí)際液體介質(zhì)壓力超出額定壓力時實(shí)時泄壓；所述聯(lián)動控制系統(tǒng)通過與壓機(jī)設(shè)備、注水系統(tǒng)、保壓泄壓系統(tǒng)的通訊，在工件定位、成形、沖孔、取出的過程中對工件定位、向工件注水、模具軸向缸動作密封工件、壓機(jī)上滑塊下行模具閉合、工件內(nèi)液體介質(zhì)保壓泄壓、模具沖孔液壓缸動作完成沖孔、壓機(jī)上滑塊上行模具打開、工件頂出并取出等動作連續(xù)、有序的完成，進(jìn)行程序控制。優(yōu)選的，所述壓機(jī)設(shè)備下工作臺固定不動，上滑塊在聯(lián)動控制系統(tǒng)的指令下完成上下動作，并在壓機(jī)額定壓力范圍內(nèi)為模具提供指定的液壓動力，形成模具在上下方向上對工件成形所需的外部壓力，該工作壓力的壓強(qiáng)為12-32mpa，形成的上滑塊工作壓力為300-5000噸；所述壓機(jī)設(shè)備的模具軸向缸用液壓動力系統(tǒng)，通過管體與模具軸向缸相連，在聯(lián)動控制系統(tǒng)的指令控制下，為模具軸向缸及其封頭密封工件、軸向補(bǔ)料成形等提供軸向動力，該工作壓力的壓強(qiáng)為12-32mpa，形成的軸向工作壓力為5-1000噸；所述壓機(jī)設(shè)備的模具沖孔油缸用液壓動力系統(tǒng)，通過管體與模具沖孔油缸相連，在聯(lián)動控制系統(tǒng)的指令控制下，為模具沖孔油缸及其沖頭提供沖孔動力，該工作壓力的壓強(qiáng)為12-32mpa，形成的沖孔工作壓力為0-600噸；所述壓機(jī)設(shè)備的模具內(nèi)工件頂出與定位用液壓或/和氣壓動力系統(tǒng)，通過管體與模具頂出油缸或/和氣缸相連，在聯(lián)動控制系統(tǒng)的指令控制下，為模具完成對工件的定位于頂出提供動力，該工作壓強(qiáng)為0.3-32mpa。優(yōu)選的，所述注水系統(tǒng)通過管體與模具連通，形成液體循環(huán)，在聯(lián)動控制系統(tǒng)的指令控制下，在工件定位后、軸向密封前排空工件內(nèi)所含氣體，形成50-600l/min的流量和0.4-2mpa的注水壓力；在軸向密封后、成形前，形成10-200l/min的流量和0.4-50mpa的密封后循環(huán)水壓力。優(yōu)選的，所述保壓泄壓系統(tǒng)由管體、壓力傳感器、溢流閥組成，通過管體與模具連通，形成液體循環(huán)，在聯(lián)動控制系統(tǒng)的指令控制下，在工件密封后、成形和沖孔完成前，在由于液體體積不可壓縮和工件體積減小的雙重約束下工件內(nèi)液體壓力升高的過程中，當(dāng)液體壓力未達(dá)到指定壓力時保壓不變，當(dāng)液體壓力超過指定壓力時溢流閥開啟，泄壓至指定壓力。本發(fā)明發(fā)明的有益效果：先進(jìn)行預(yù)成型得到半成品管件，對半成品管件進(jìn)行低壓注水并封住兩端口，再進(jìn)行低壓注水以保證管件內(nèi)部壓力，利用壓機(jī)設(shè)備進(jìn)行外力的施加，半成品管件在內(nèi)外雙重壓力下完成成型，本專利申請采用低壓、中低壓注水代替了傳統(tǒng)高壓注水，設(shè)備投資小、生產(chǎn)成本低。附圖說明圖1為本專利申請中關(guān)于成形設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為一種變截面半成品管件的示意圖；圖3為圖2中半成品管件成型過程中的截面圖；圖4為一種等截面半成品管件的示意圖；圖5為圖4中半成品管件成型過程中，管件內(nèi)外受力的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明發(fā)明關(guān)于成形設(shè)備的控制系統(tǒng)連接示意圖；圖中，1、半成品管件；2、上模；3、下模；4、注水系統(tǒng)；5、壓機(jī)上滑塊；6、封頭；7、下工作臺；8、軸向氣缸；9、泄壓系統(tǒng)；10、模具內(nèi)沖孔機(jī)構(gòu)；11、頂料機(jī)構(gòu)；p代表管件內(nèi)部的壓力。具體實(shí)施方式提供一種成形設(shè)備，如圖1所示，管件液壓成形設(shè)備，包括：成型模具、壓機(jī)設(shè)備，所述成型模具包括有上、下模；所述壓機(jī)設(shè)備包括有：壓機(jī)設(shè)備、注水系統(tǒng)、保壓泄壓系統(tǒng)和聯(lián)動控制系統(tǒng)，所述壓機(jī)設(shè)備包括：壓機(jī)上滑塊、下工作臺、模具軸向缸用液壓動力系統(tǒng)、模具沖孔油缸用液壓動力系統(tǒng)、模具內(nèi)工件頂出與定位用液壓或/和氣壓動力系統(tǒng)，為模具完成對工件的定位、成形、沖孔、取出提供動力源；所述成型模具用于放置和固定半成品管件，所述成型模具的上下模分別固定于壓機(jī)上滑塊、下工作臺上，所述壓機(jī)設(shè)備下工作臺固定不動，上滑塊上下動作，并在壓機(jī)額定壓力范圍內(nèi)為模具提供指定的液壓動力，形成模具在上下方向上對工件成形所需的外部壓力，該工作壓力的壓強(qiáng)為12-32mpa，形成的上滑塊工作壓力為300-5000噸。所述聯(lián)動控制系統(tǒng)通過與壓機(jī)設(shè)備、注水系統(tǒng)、保壓泄壓系統(tǒng)的通訊，在工件定位、成形、沖孔、取出的過程中對工件定位、向工件注水、模具軸向缸動作密封工件、壓機(jī)上滑塊下行模具閉合、工件內(nèi)液體介質(zhì)保壓泄壓、模具沖孔液壓缸動作完成沖孔、壓機(jī)上滑塊上行模具打開、工件頂出并取出等動作連續(xù)、有序的完成，進(jìn)行程序控制。所述注水系統(tǒng)通過管體與模具連通，在工件定位后、成形前，通過模具向工件內(nèi)連續(xù)輸入液體介質(zhì)并構(gòu)成液體循環(huán)，進(jìn)一步的說是，在聯(lián)動控制系統(tǒng)的指令控制下，在工件定位后、軸向密封前排空工件內(nèi)所含氣體，形成50-600l/min的流量和0.4-2mpa的快速低壓注水壓力，用于對半成品管件內(nèi)部進(jìn)行快速低壓通水，將半成品管件內(nèi)部的氣體置換排出；在軸向密封后、成形前，形成10-200l/min的流量和0.4-50mpa的密封后循環(huán)的中低壓注水系統(tǒng)水壓力，用于管口密封后以及成型過程中向半成品管件內(nèi)注射低壓水。進(jìn)一步的，注水系統(tǒng)是個單向注水系統(tǒng)，如果半成品管件內(nèi)的壓力大于注水系統(tǒng)提供的壓力時，管內(nèi)的液體并不會回流。進(jìn)一步的，軸向密封是利用兩個封頭對工件兩端進(jìn)行密封，所述封頭安裝于軸向氣缸上，利用軸向氣缸推送封頭將半成品管件端部封住，所述封頭內(nèi)設(shè)置有水孔，實(shí)現(xiàn)注水系統(tǒng)向管件內(nèi)的單向注水、泄壓工作，確切的說是通過模具封頭上的其中一個水孔向半成品管件內(nèi)部注射低壓水。注水后，利用保壓系統(tǒng)保持液體介質(zhì)的額定壓力，所述保壓泄壓系統(tǒng)由管體、壓力傳感器、溢流閥組成，所述保壓泄壓系統(tǒng)通過管體與模具連通，在工件成形、沖孔過程中，形成液體循環(huán)，保持液體介質(zhì)的額定壓力，并當(dāng)實(shí)際液體介質(zhì)壓力超出額定壓力時實(shí)時泄壓，進(jìn)一步的說是，在聯(lián)動控制系統(tǒng)的指令控制下，在工件密封后、成形和沖孔完成前，在由于液體體積不可壓縮和工件體積減小的雙重約束下工件內(nèi)液體壓力升高的過程中，當(dāng)液體壓力未達(dá)到指定壓力時保壓不變可以按需要調(diào)節(jié)（0-400mpa之間），當(dāng)液體壓力超過指定壓力時溢流閥開啟，泄壓至指定壓力，小于設(shè)定值又會關(guān)閉，保證管內(nèi)的壓力不會過大過小。利用圖1所示的壓機(jī)設(shè)備進(jìn)行加工如圖2、3所示的半成品管件，s1：利用50-600l/min的流量和0.4-2mpa的低壓水快速注水系統(tǒng)對半成品管件內(nèi)部進(jìn)行快速低壓通水，將半成品管件內(nèi)部的氣體置換排出；s2:模具的液壓缸在壓機(jī)設(shè)備液壓源的作用下，推動模具封頭將半成品管件兩端密封；s3：模具封頭上有水孔，注水系統(tǒng)通過該水孔向半成品管件內(nèi)部注射10-200l/min的流量和0.4-50mpa低壓水；s4：壓機(jī)滑塊下行，成型模具的上模在壓機(jī)滑塊作用下向下運(yùn)動直至與下模閉合，對半成品管件外施加壓力；s5：壓機(jī)設(shè)備的高壓保壓系統(tǒng)起作用，在成形過程中保持對管件內(nèi)部的壓力，半成品管件在內(nèi)外壓力的雙重壓力下成型；當(dāng)管件內(nèi)液體體積減小引起內(nèi)壓升高并超過設(shè)置的極限壓力值時，保壓液壓系統(tǒng)閥門打開，內(nèi)壓液體流出，壓力保持在設(shè)置峰值，與此同時在內(nèi)壓與外部模具的雙重壓力下，管件完成成形，得到所需工件。優(yōu)選的，s4中，半成品管件成型過程中，管件內(nèi)部采用保壓力，范圍可在1-50mpa范圍內(nèi)，具體的數(shù)值根據(jù)與壓機(jī)滑塊動作和/或模具軸向缸動作聯(lián)動的極限壓力曲線進(jìn)行提前設(shè)置。如圖4、5所示，把預(yù)成形后等截面管件放入液壓模具中，確切的說是置于上模和下模之間，進(jìn)行液壓成型工作，成型步驟如下：s1：向管件中快速注入低壓水排出管內(nèi)空氣；s2：成型模具的液壓缸在壓機(jī)設(shè)備液壓源的作用下，推動模具封頭將半成品管件兩端密封；s3：壓機(jī)設(shè)備向模具封頭的水孔注射中低壓水p，使管件內(nèi)的壓力在1-50mpa之間；s4：壓機(jī)滑塊下行，模具上模在壓機(jī)滑塊作用下向下運(yùn)動，并與下模閉合；s5：設(shè)備的保壓液壓系統(tǒng)起作用，保壓力可在1~400mpa范圍內(nèi)提前設(shè)置為與壓機(jī)滑塊動作和/或模具軸向缸動作聯(lián)動的極限壓力曲線；當(dāng)管內(nèi)液體體積減小引起內(nèi)壓升高并超過設(shè)置的極限壓力值時，保壓液壓系統(tǒng)閥門打開，內(nèi)壓液體流出，壓力保持在設(shè)置峰值，與此同時在內(nèi)壓與外部模具的雙重壓力下，管件完成成形，得到所需工件。對圖4所示的等截面管件的成型，把所需成形的管件進(jìn)行彎管和預(yù)成形，預(yù)成形后管件放入液壓模具中，如圖5所示，置于上模和下模之間，進(jìn)行液壓成型工作，成型步驟如下：s1：向管件中快速注入低壓水排出管內(nèi)空氣；s2：成型模具的液壓缸在壓機(jī)設(shè)備液壓源的作用下，推動模具封頭將半成品管件兩端密封；s3：壓機(jī)設(shè)備向模具封頭的水孔注射中低壓水p，使管件1內(nèi)的壓力在1-50mpa之間；s4：不啟用高壓保壓系統(tǒng)，壓機(jī)滑塊下行，模具上模在壓機(jī)滑塊作用下向下運(yùn)動，并與下模閉合，管內(nèi)液體體積減小引起內(nèi)壓升高，管件完成成形，得到所需工件。本專利申請采用低壓、中低壓注水代替了傳統(tǒng)的高壓注水，節(jié)省了成本、減少了設(shè)備的投資，具體數(shù)據(jù)如下表：通常內(nèi)高壓(rmb)低壓成型（rmb）生產(chǎn)線5000萬1500萬產(chǎn)能（/年）100萬件100萬件單件價(jià)格40-50元15元模具費(fèi)100%60%上述實(shí)施例僅例示性說明本專利申請的原理及其功效，而非用于限制本專利申請。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本專利申請的精神及范疇下，對上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬
技術(shù)領(lǐng)域：
中具有通常知識者在未脫離本專利申請所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本專利請的權(quán)利要求所涵蓋。當(dāng)前第1頁12