[发明专利]一种薄壁金属管材冲击液压成形方法及成形装置

说明书

技术领域

本发明涉及冲击液压成形领域，涉及用于薄壁金属管材的冲击液压成形方法，特别是一种薄壁金属管材冲击液压成形方法及成形装置。

背景技术

管材液压成形是用于生产截面形状复杂的薄壁管状零件的一种先进的、特殊的、精密（半精密）的净成形技术，具有成本低、工序少、质量轻、刚度高等特点，但是常规的管材液压成形技术需要昂贵的专用设备及模具，而且生产效率低（只有传统冲压方法的1/3）。为克服管材液压成形技术的不足，产生了一种新型管材液压成形技术——管材冲击液压成形技术。

管材冲击液压成形技术是一种将普通冲压与液压成形技术相结合，以液体为传压介质，利用高速合模获得高压液体使管材胀形获得期望胀形件的塑性成形新技术。目前该技术虽然在工业上已得到应用，但尚未得到推广，而且管材冲击液压成形技术是一项极具发展潜力的先进成形技术，因此开发一种管材冲击液压成形方法可挖掘管材冲击液压成形技术的研究和应用价值。

中国专利CN101332480A公开了一种简便的内高压成形方法，它是通过活塞挤压缸体中的液体来获得高压液体，进而使管材获得成形所需的液压力。该方法不仅可对管材实现轴向进给，还可以对管材内部补给液体，具有成形方法简便、对使用环境要求不高、应用成本低等优点。该方法相对于管材冲击液压成形不同之处在于：该方法密封和管材成形同时进行，而本方法在管材成形前对管材两端进行了密封，密封效果更好；并且该方法使用了螺钉，增加了装置的复杂程度。中国专利CN102107240A公开了一种简易的管材液压胀形装置及胀形方法，该发明是通过简单轴向单动装置实现复合式冲头差速双动机制，实现管材液压胀形。该发明无需外部提供液压控制系统，具有设备成本低廉、成形性好、控制简便等优点。而该发明调节内压与进给的匹配关系是通过更换不同种类的螺旋弹簧，且螺旋弹簧的利用不仅增大了轴向推力而且还限制了增压冲头和进给冲头的速度增加。中国专利CN103736810A公开了一种金属薄壁管冲击液压胀形装置及使用方法，它是通过压力机冲压头下行使上下模高速闭合而获得的高压液体使管材充满型腔。该装置是使管材先变形后获得高压液体，而且该装置在管材胀形时管材外部的液体不能对管材内部进行补给，这可能使管材不能充满型腔；该装置没有外部对管材两端施加轴向力，使管材在胀形时得不到轴向进给，进而可能影响管材的均匀变形。

发明内容

本发明的目的是针对现有管材液压成形技术的不足，而提供一种薄壁金属管材冲击液压成形方法及成形装置。

这种装置可在普通压力机、高速压力机上使用，无需专用液压成形设备，结构简单；生产效率高、成本低；可以实现最大液压力与轴向进给量的匹配；可通过斜楔等机构，管材两端可实现等距、非等距轴向进给运动。

这种方法无需要外部高压供给系统和专用液压成形设备、成形方法方便、对使用要求环境不高、生产效率高。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种薄壁金属管材冲击液压成形装置，所述成形装置为立式结构，包括

可填充液体的容腔，所述容腔分为第一液压腔和第二液压腔；

定位圈，所述定位圈中部设有通孔，通孔的下部设有密封柱，定位圈上表面依次设置冲击液压成形模具和容腔；

轴压头和挤压杆，所述轴压头设置在容腔内，轴压头与挤压杆之间的内腔为第一液压腔，轴压头与容腔底部之间的内腔为第二液压腔；

第二液压腔与模具的成形模腔相通；

所述轴压头外形为阶梯轴状的下部分与容腔同轴的开有T形状的通孔，轴压头的下部分在容腔通入液体后处于容腔下端的通孔中；

所述容腔的壁设有与第一液压腔相贯通的第一通孔，第一通孔设有溢流阀和压力表；

所述容腔的壁设有与第二液压腔相贯通的第二通孔，第二通孔设有溢流阀和压力表。

所述容腔为圆柱形，容腔体内垂直于轴向开设成上端部大、下端部小阶梯形内腔，并相互贯通，在其下端部的端平面上开着一个以小内腔圆为内圆的环形凹槽。

所述定位圈的中心开有与小内腔圆对应的通孔且与环形凹槽同轴。

同一思路下的另一种结构的薄壁金属管材冲击液压成形装置，所述成形装置为卧式结构，所述的卧式结构分为左、右对称设置的装置左部和装置右部，所述装置左部包括

可填充液体的容腔，所述容腔分为第一液压腔和第二液压腔；

轴压头和挤压杆，所述轴压头设置在容腔内，轴压头与挤压杆之间的内腔为第一液压腔，轴压头与容腔右部之间的内腔为第二液压腔；