[发明专利]一种变径管件内压成形装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种变径管件加工成形装置及方法。

背景技术

结构减重的主要途径之一是采用“以空代实”的轻体结构，不仅可实现减 重节材的目的，又能充分利用材料的强度与刚度。内高压成形正是顺应这种需 求而开发出来的一种空心变截面轻体构件的先进制造工艺，可一次整体成形沿 轴线截面有变化的空心构件。与冲压焊工艺相比，内高压成形有以下主要优点： 提高组件的整体性，减少零件和模具数量，降低模具费用，可减少后续机械加 工和组装焊接量，提高强度与刚度，尤其是疲劳强度，降低生产成本；但是内 高压成形的实现还需依赖于专用的成形设备，在该专用的成形设备上实现变径 管成形时，需要对合模及两侧加载等三者间匹配的控制，工作单元繁多，各参 数间的合理匹配及各单元运行的可靠性给成形精度的控制带来一定难度，且该 专用成形设备的成本较高。

发明内容

本发明的目的是为解决现有变径管内高压成形的实现需要对合模及两侧加 载等三者间匹配的精确控制，工作单元繁多，成形精度难以保证，加工成本高 的问题，提供了一种变径管件内压成形装置及方法。

本发明装置包括上冲头、工作台、柱塞缸、高压油管、底座、模架、下冲 头、凹模、模套和液压增压器，凹模由两个对称设置的半锥台体构成，凹模的 中心轴线处设有凹模腔，凹模装在模套中，模架的上端面设有型腔，凹模腔的 中段设有变径模腔，底座、下冲头和模套由下至上依次安装在模架上的型腔中， 且下冲头的上端位于与其对应的凹模腔中，上冲头设置在凹模的上方，且上冲 头的下端位于与其对应的凹模腔中，上冲头的下端面的轴心处设有通油孔，上 冲头的侧壁上设有与通油孔相通的进油孔，模架的底部设有液压油孔，高压油 管的一端与液压油孔连通，高压油管的另一端与柱塞缸连通，柱塞缸的上端与 工作台的下端面连接，液压增压器的输出端通过管路与上冲头的进油孔连接。

本发明方法是通过以下步骤实现的：步骤一：首先将底座、下冲头和装有 凹模的模套由下至上依次安装在模架上的型腔中，并将下冲头的上端置于与其 对应的凹模腔中；步骤二：将管坯从凹模的上端装入凹模腔中；将上冲头的下 端置于与其对应的凹模腔中，且上冲头的下端面将管坯的上端面封闭；步骤三： 将步骤一及步骤二完成的组件置于普通压力机上的工作台面上，工作台的上端 面与普通压力机上的液压缸连接；步骤四：通过液压缸驱动工作台下行对上冲 头和柱塞缸同时施力，柱塞缸内的活塞下移将液压油通过油管经液压油孔推动 底座和下冲头上行；步骤五：管坯在内压成形时，液压增压器通过上冲头上的 进油孔和通油孔向成形中的管坯的内腔输送液压油并不断增压，直至管坯的外 壁与凹模腔和变径模腔的内壁吻合，即完成变径管件的内压成形；步骤六：通 过液压缸驱动工作台上行，且将上冲头移出凹模腔的上端口，从模套中取出凹 模并将其拆分开，即可取出成形的变径管件。

本发明的优点是：一、利用本发明在普通压力机上既可实现变径管件的成 形，与传统内高压成形所需专用设备相比，较易实现。本发明装置的结构简单， 所需控制元件少，使得成形精度得以保证，且成本明显地降低。二、对于一般 金属材料而言，包括低碳钢、不锈钢及铝合金等，均可采用本发明装置一次成 形出所需尺寸的变径管件，因此，本发明易于推广和应用。

附图说明

图1是本发明具体实施方式一的结构主剖视图，图2是本发明具体实施方 式二的结构主剖视图。

具体实施方式