一種實(shí)現(xiàn)中空金屬構(gòu)件高溫氣壓脹形的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種裝置，尤其涉及一種基于軸向溫度及壓力實(shí)現(xiàn)中空構(gòu)件高溫氣壓脹形的裝置，屬于工業(yè)制造技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著石油資源價(jià)格不斷上漲，其儲(chǔ)存量的日益緊張和不斷嚴(yán)重的環(huán)境問題，各國(guó)對(duì)汽車排放標(biāo)準(zhǔn)的要求越來越高?；诟鞣N因素的影響，現(xiàn)在全球先進(jìn)的汽車制造業(yè)已經(jīng)引領(lǐng)汽車制造向著低碳、綠色、節(jié)能環(huán)保和碰撞安全性等主要方向進(jìn)行著快速發(fā)展。
[0003]為了緩解能源壓力和滿足汽車消費(fèi)者日益提高的質(zhì)量需求，汽車輕量化成為汽車制造領(lǐng)域研宄的主要方向之一。實(shí)現(xiàn)汽車輕量化有兩條基本途徑:其一是優(yōu)化更改汽車車身，底盤結(jié)構(gòu)，縮小零部件尺寸，降低零部件重量；其二是采用輕量化材料，如高強(qiáng)度鋼、輕質(zhì)合金、復(fù)合材料以及夾層板材等材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋼鐵材料。
[0004]結(jié)構(gòu)件的輕質(zhì)、高強(qiáng)度是實(shí)現(xiàn)汽車輕量化亟待解決的關(guān)鍵問題之一，隨著材料科學(xué)和制造技術(shù)的不斷發(fā)展，一些新型材料開始得到大量應(yīng)用。然而，這些材料在常溫下普遍存在成形性差，成形應(yīng)力高，對(duì)模具磨損大等問題，傳統(tǒng)的模具和工藝無法滿足生產(chǎn)要求。針對(duì)輕質(zhì)材料在常溫下成型困難的問題，出現(xiàn)兩種高溫快速成型技術(shù)，即高溫金屬氣壓成形和快速塑性成形。
[0005]在汽車領(lǐng)域里，高強(qiáng)超高強(qiáng)鋼中空件的使用就是汽車輕量化的一種方法，然而高強(qiáng)、超高強(qiáng)鋼以及鋁合金、鎂合金等金屬在常溫狀態(tài)下，成形性差，無法成型截面復(fù)雜的中空構(gòu)件；或者由于室溫下的高強(qiáng)度所需的成型壓力極高，因此對(duì)模具、壓機(jī)等設(shè)備的要求高，投入的成本的較高，故需要新的模具和方法來解決這些問題。
[0006]另外，對(duì)于內(nèi)高壓成形技術(shù)，迄今為止一直需要解決的一個(gè)關(guān)鍵問題就是構(gòu)件壁厚減薄率的控制，盡可能實(shí)現(xiàn)成形后構(gòu)件各處壁厚的均勻性。傳統(tǒng)意義上的低溫內(nèi)高壓成形以及模具設(shè)計(jì)由于金屬塑性有限以及模具的諸多限制，使得成形后構(gòu)件無法獲得較小的圓角半徑，并且在圓角半徑較小的地方壁厚減薄率極高，易在該位置破損。因此需要一種全新的能實(shí)現(xiàn)中空金屬構(gòu)件高溫氣壓脹形的裝置。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]為了解決上述問題中的不足之處，本實(shí)用新型提供了一種實(shí)現(xiàn)中空金屬構(gòu)件高溫氣壓脹形的裝置。
[0008]為了解決以上技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種實(shí)現(xiàn)中空金屬構(gòu)件高溫氣壓脹形的裝置，包括模具，模具分為上下兩部分，每部分均分為內(nèi)層和外層，外層為下模主體和上模主體；下模主體和上模主體對(duì)應(yīng)布置；內(nèi)層為內(nèi)膜；下模主體固定在下模架上，下模主體和下模架之間設(shè)置有墊板；下模主體的兩端各設(shè)置有一個(gè)主擋板、側(cè)面各設(shè)置有一個(gè)側(cè)擋板；主擋板的底板和側(cè)板之間有一 95°?110°的夾角；下模主體或上模主體上設(shè)置有凹形通道，凹形通道內(nèi)嵌置有感應(yīng)線圈；凹形通道之間的間距與感應(yīng)線圈之間的間距相同，均為I?10_。
[0009]墊板上設(shè)有對(duì)上模主體和下模主體起固定作用的定位鍵槽；主擋板和墊板均通過螺栓固定在下模架或上模架上。
[0010]下模主體的四個(gè)角處各設(shè)置有一個(gè)導(dǎo)柱，導(dǎo)柱和設(shè)置在上模主體四角的導(dǎo)套相匹配。
[0011]內(nèi)膜通過兩塊上壓板被固定壓制在上模主體或下模主體的內(nèi)部；上壓板與上模主體或下模主體采用鉚釘結(jié)合。
[0012]感應(yīng)線圈位于下模主體、上模主體與內(nèi)膜之間；感應(yīng)線圈為多個(gè)，多個(gè)感應(yīng)線圈共同組成感應(yīng)線圈組，下模主體和上模主體中各布置有一個(gè)感應(yīng)線圈組，感應(yīng)線圈組中的單個(gè)的感應(yīng)線圈被導(dǎo)水軟管連接成一組通路，形成一組冷卻水。
[0013]下模主體和上模主體吻合后形成模具內(nèi)腔；感應(yīng)線圈上均設(shè)置有一個(gè)金屬觸頭。
[0014]本實(shí)用新型不僅能降低成型設(shè)備投資、減小成形力，并且能夠在高溫下成形包括鋁合金、鎂合金以及高強(qiáng)鋼在內(nèi)的相關(guān)金屬材料中空件，尤其適合制備小圓角半徑的復(fù)雜截面產(chǎn)品。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為圖1的左視圖。
[0017]圖3為軟性排水管的排列狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖4為圖3拆解后下半部分的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖5為墊板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖6為感應(yīng)線圈的安裝狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖7a-圖7d為本實(shí)用新型氣壓脹形工藝流程示意圖。
[0022]圖8a-圖8c為實(shí)施例1的實(shí)施過程示意圖。
[0023]圖9a_圖9c為實(shí)施例2的實(shí)施過程示意圖。
[0024]圖中:1、下模架；2、墊板；3、下模主體；4、主擋板；5、模具內(nèi)腔；6、感應(yīng)線圈；7、上模主體；8、上模架；9、內(nèi)膜；10、金屬觸頭；11、軟管接頭；12、導(dǎo)柱；13、導(dǎo)套；14、導(dǎo)套壓板；15、側(cè)檔板；16、上擋板；17、定位鍵槽；18、導(dǎo)水軟管；19、頂頭；20、充氣孔。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0026]如圖1-圖6所示，本實(shí)用新型包括下模架1、墊板2、主擋板4、模具內(nèi)腔5、感應(yīng)線圈6、上模架8、內(nèi)膜9、金屬觸頭10、軟管接頭11、導(dǎo)柱12、導(dǎo)套13、導(dǎo)套壓板14、側(cè)檔板15、上擋板16、定位鍵槽17、導(dǎo)水軟管18和模具。
[0027]模具分為上下兩部分，每部分均分為內(nèi)外兩層，外層為下模主體3和上模主體7 ;下模主體3和上模主體7對(duì)應(yīng)布置；內(nèi)層為內(nèi)膜9。內(nèi)層采用低滲透性、高剛性的材料，用來保證工件的外形；外層采用陶瓷材料，主要起支撐作用。下模主體3的四個(gè)角處各設(shè)置有一個(gè)導(dǎo)柱12，導(dǎo)柱和設(shè)置在上模主體7四角的導(dǎo)套13相匹配。
[0028]下模主體3固定在下模架I上，下模主體3和下模架I之間設(shè)置有墊板2。下模主體3的兩端各設(shè)置有一個(gè)主擋板4、側(cè)面各設(shè)置有一個(gè)側(cè)擋板15。主擋板4和墊板2均通過螺栓固定在下模架I上。此段的結(jié)構(gòu)形式同樣適用于上模主體7與上模主體上的各部件之間的連接組裝關(guān)系。
[0029]主擋板4的底板和側(cè)板之間有一 95°?110°的夾角，此種角度的設(shè)計(jì)能夠限制模具的上下運(yùn)動(dòng)同時(shí)又能限制左右移動(dòng)，側(cè)擋板15是阻止模具主體在前后方向上移動(dòng)，從而將模具主體完全固定在模架上面。
[0030]墊板2上帶有定位鍵槽17，可以對(duì)上、下模主體進(jìn)行固定，保證模具工作的可靠性。
[0031]內(nèi)膜9通過兩塊上壓板16被固定壓制在上模主體或下模主體的內(nèi)部，再將上壓板16與上模主體或下模主體采用鉚釘結(jié)合，上壓板16為60mm*20mm*5mm的高強(qiáng)鋼，內(nèi)膜是通過固定板的形式被固定，這樣易于拆卸和安裝，同時(shí)對(duì)不同的內(nèi)膜可以通過一樣的方式固定，有利于提尚內(nèi)I旲的互換性。
[0032]感應(yīng)線圈6內(nèi)嵌于下模主體3或上模主體7上預(yù)留出的凹形通道內(nèi)，凹形通道通道之間的間距即感應(yīng)線圈之間的間距，均根據(jù)加熱構(gòu)件以及效率選擇合適的數(shù)值，通常為I?10mm。感應(yīng)