[发明专利]一种提高封闭回转空体类零件成形性的液压成形方法

说明书

技术领域

本发明涉及空体构件液压成形领域，具体为一种通过调控内压周期性升降，从而提高封闭回转空体类零件成形能力和成形质量的液压成形方法。

背景技术

液压成形是利用液体作为传力介质代替刚性凸模或凹模传递载荷，使坯料在传力介质压力作用下贴靠凸模或凹模以实现金属零件成形的加工工艺。采用液压成形技术，可制造传统锻造、冲压、拉深等工艺无法成形的各种沿轴线变化的圆形、矩形或异型复杂截面的空心结构零件，另外液压成形具有较大柔性，一套生产设备就可成形不同形状和尺寸的产品。液压成形技术的主要应用领域是汽车及航天航空工业，对于促进汽车轻量化进程，提高零部件的强度、刚度，改善车辆运行的稳定性、安全性，减少零件重量和模具数量，降低生产成本，正在并已经产生了积极的推动作用。但是液压成形技术属于一种复杂的成形工艺，影响成形过程和产品质量的因素较多，包括材料自身特性、摩擦及润滑条件、密封、推进补料以及内压加载路径等。

对于轴线为非封闭形式的零件，坯料在模具中初期自由胀形阶段需配合有适量的进给补料，使坯料在轴向压缩应力和环向拉伸应力的双向应力状态下进行胀形，从而使坯料获得较大的膨胀量且壁厚不发生过度的减薄。成形时，需要内压与进给补料之间的良好匹配关系，得到合理的加载路径，如果配合不当，可能会导致坯料在成形过程中出现起皱、屈曲、破裂等失效现象。因此，进给补料对于液压成形至关重要。但是对于轴线为封闭式的回转体零件，如环形件，球形件等，因自身封闭特征，模具闭合后形成完全密闭的型腔，无法进行进给补料，坯料在无进给补料的情况下，只能凭借沿壁厚方向的减薄来协调变形，极易在圆角等大变形区域出现壁厚的过度减薄以及开裂等缺陷，零件的贴模率和壁厚均匀性以及几何形状都无法得到保证。

发明内容

针对封闭回转空体类零件采用现有液压成形工艺无法进给补料易出现局部过度减薄或破裂等缺陷，以及零件壁厚均匀性和几何形状、尺寸无法得到保证等问题，本发明提供一种提高封闭回转空体类零件成形性的液压成形方法，该方法通过调控内压周期性升降，从而提高封闭回转空体类零件成形能力和成形质量。

本发明的技术方案是：

一种提高封闭回转空体类零件成形性的液压成形方法，该方法是在零件液压成形时，依靠液压系统调控内压周期性的升降，使坯料在反复加载-卸载的加载路径下发生形变卸载作用，使零件自身的强化能力提高，从而实现在无进给补料的情况下，成形出尺寸精度符合要求的零件。

所述零件种类包括管材、壳体以及非封闭式的板类零件。

本发明液压成形过程中，加载方式为依靠液压系统调控内压升降的幅度和频率。

本发明液压成形过程中，随着内压的升降，零件形变卸载后再次加载，产生二次强化作用，提高材料持续抵抗变形的能力，从而提高零件的成形能力。

本发明液压成形过程中，随着内压的升降，零件形变卸载后再次加载，产生二次强化作用，提高壁厚分布均匀性，从而提高零件的成形质量。

本发明所述的提高封闭回转空体类零件成形性的液压成形方法，在管材液压成形时，首先将初始坯料经过焊接形成封闭回转体，通过上、下模具配合，加上一定的密封措施，形成密封的无进给补料的模具型腔。然后，将高压液体通入坯料内腔，成形过程中，液压系统调控内压周期性升降，依靠坯料自身强化作用协调变形，最终成形尺寸精度符合要求的零件。

本发明所述的提高封闭回转空体类零件成形性的液压成形方法，在壳体液压成形时，首先将板材经预先焊接成形为密闭多面壳体；然后，将高压液体介质通入坯料内部，液压系统调控内压周期性升降，依靠坯料自身强化作用协调变形，最终成形尺寸精度符合要求的壳体类零件。

本发明的有益效果如下：

1、采用本发明，在液压成形过程中仅依靠材料自身协调变形补料，无需外加推进补料系统，方法简单，操作简便。

2、本发明主要用于封闭回转空体类零件的液压成形，在无法实现进给补料的情况下，使零件在变形过程中周期性形变卸载，零件局部圆角等应变较大区域，在加载时，材料自身发生形变强化。形变卸载后再次加载，产生二次强化现象，从而能够提高材料持续抵抗变形的能力。因此圆角部位的强度进一步提高，有效抑制壁厚减薄和破裂等缺陷的发生。另外，卸载再次加载时，强度较低的区域将优先发生塑性变形，可以提高零件的壁厚分布均匀性。经过内压的周期性升降，产品的几何形状和尺寸都能得到更好保证。