[发明专利]一种异形管材零件的成形装置及方法

说明书

本发明公开一种异形管材零件的成形装置，涉及金属管材零件的塑性成形技术领域，主要包括板材成形装置和异形板卷圆模具，板材成形装置用于板材拉深，并有效抑制板材拉深过程中变形区厚度的减薄，以提高异形管件变形区的强度，异形板卷圆模具用于将拉深后的板材卷成圆形。本发明还提供一种异形管材零件的成形方法，先将板材拉深成形后卷圆焊接，消除了管件的成形质量受焊缝的影响，可以明显提高成形管件的质量和成品率。

技术领域

本发明涉及金属管材零件的塑性成形技术领域，特别是涉及一种异形管材零件的成形装置及方法。

背景技术

随着“节能减排”工程的不断推进，薄壁壳体零件在汽车、电子、航空航天、能源、轨道交通等领域的应用不断的扩大。目前管状构件的成形方法主要有焊接成形、旋压成形、钢模胀形和内高成形工艺等。其中，内高成形工艺按照所使用的成形介质又可分为液压胀形、气压胀形、粘性介质成形、弹性介质成形和颗粒介质成形工艺等。

异形管零件是工业中最为常见的管状构件，目前最常用的成形方法是以焊接管材为原始坯料，采用内高压成形工艺使其在模具内成形至所需的形状。无论采用哪种内高压成形工艺，管材均是在巨大的内压下成形，因此对成形模具的要求较高，且整个的变形过程受焊缝焊接质量的影响很大，往往由于焊缝的先期失效而导致最终成形的失败。

发明内容

本发明针对异形管件的特点和其在内高压成形过程中所存在的问题，提供一种在有效避免内高压成形异形管件的缺陷的基础上保证成形质量的异形管件的成形装置及方法。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种异形管材零件的成形装置，包括板材成形装置和异形板卷圆模具；

所述板材成形装置包括凸模、凹模、推料部和压边部；所述凸模具有第一凸出部，所述凹模具有第一凹陷部，所述第一凸出部与所述第一凹陷部相匹配，所述推料部设置于所述凹模两侧，所述压边部设置于所述推料部内侧；

所述异形板卷圆模具包括机架、上压辊、第一支撑辊和第二支撑辊；所述上压辊、所述第一支撑辊和所述第二支撑辊均设置于所述机架上，所述第一支撑辊和所述第二支撑辊相对于所述上压辊对称设置；所述上压辊中部设置有第一成形部，所述第一支撑辊中部设置有第二成形部，所述第一支撑辊与所述第二支撑辊形状尺寸完全相同；所述上压辊、所述第一支撑辊和所述第二支撑辊均与一第一动力装置动力连接。

可选的，所述凹模的中心线两侧均设置有所述推料部和所述压边部。

可选的，所述推料部包括推料缸、推料杆和推料板，所述推料杆设置于所述推料缸内侧，所述推料板设置于所述推料杆端部，且所述推料板的底部与所述凹模的顶面相接触。

可选的，所述压边部包括压边板，所述压边板与一第二动力装置动力连接，所述第二动力装置为所述压边板提供向下的压力。

可选的，所述第二动力装置为气压缸或液压缸或弹簧。

可选的，所述凹模的中心处设置有一顶料杆，所述顶料杆用于将凹模中的构件顶出模具。

可选的，第一动力装置为电动机及传动机构或伺服电机或手动。

本发明还提供一种异形管材零件的成形方法，包括以下步骤：

平板拉深：将裁好的板材置于凹模上，且板材位于压边部与凹模之间，并保证凹模的中心与板材的中心位于同一竖直平面内，压边部向板材施加压力将板材压紧于凹模上，调整顶料杆的高度使顶料杆的顶部与第一凹陷部的底面相平齐，凸模与板材开始接触时，推料部向凹模的中心处推动板材，凸模达到下压深度后，凸模保压一设定时间后退回原位，推料部与压料部复位，均不再对成形后的板材施加作用力，顶料杆上移将成形后的板材从凹模中顶出；