[发明专利]一种大直径小弯曲半径薄壁弯通整体成形模具及其方法

说明书

一种大直径小弯曲半径薄壁弯通整体成形模具及其方法，它涉及一种试验台。本发明为了解决现有技术存在大直径、小弯曲半径薄壁弯通管坯难以成形直壁段，内高压成形无法轴向补料，导致弯通外侧厚度减薄严重超差甚至开裂的问题。本发明的成形装置包括预成形装置和内高压成形装置。成形方法：步骤一：将推弯的管坯放入预成形模具成形出带有直壁段的预制管坯；步骤二：把预制管坯两侧的开口端切割成带一定角度的斜面，有效抑制胀形时外侧壁过度减薄，有效控制了整体的壁厚均匀性；步骤三：把切割后的预制管坯放入内高压成形模具成形，获得大直径、小弯曲半径薄壁弯通。本发明用于大直径小弯曲半径薄壁弯通整体成形。

技术领域

本发明涉及一种弯通整体成形模具及其方法，具体涉及一种大直径小弯曲半径薄壁弯通整体成形模具及其方法。

背景技术

金属薄壁弯通被广泛应用于航空航天、汽车、船舶等行业，如航天航空发动机、大型燃气轮机的管路系统等。为了满足减重、提升空间利用率和高结构强度要求，整体成形的大直径、小弯曲半径薄壁弯通一直以来便是设计者的优选方案。但是，这类弯通采用整体弯曲成形时容易发生外侧过度减薄和内侧起皱的缺陷，加工难度极大。

现有技术采用弯曲成形的管坯再进行内高压成形，弯曲管坯获取方法主要是推弯或者数控绕弯。其中，推弯管坯无直壁段，导致后续内高压成形的密封难度极大，同时无法通过轴向补料有效抑制内高压成形，外侧壁严重减薄的问题；数控绕弯(CNC弯曲)方法成形的管坯虽然具有直壁段，但是该方法成形管坯直径通常限于φ100mm以下，无法成形大直径薄壁弯管。

公告号为CN 102554009 A的发明专利中提出了一种小半径弯头流体压力成形方法，如其说明书所述选取数控绕弯或推弯成形弯头后，通过焊接加工直壁段，随后胀形使其直径提高、弯曲半径减小来降低弯头的相对弯曲半径，从而实现薄壁小半径弯头的成形。如说明书所述管坯需要焊接直壁段，在胀形时因为焊接接头抗拉性能差，容易在焊缝及热影响区开裂，提升了成形的密封难度，焊缝也影响了成形管件的壁厚分布及尺寸精度，所以该方法工序复杂，成品率差。

公告号为CN 112091048 A]的发明专利中提出了一种两端带直段的小弯曲半径弯管及其液压成形装置和成形方法。如说明书所述选取带有直段的数控弯管作为管坯进行充液胀形，避免了传统方法成形两端带直段的小弯曲半径管所产生的外侧破裂和内侧起皱的问题。但是数控弯曲管坯直径通常限于φ100mm以下，难以解决大直径管坯成形直壁段的问题。

因此，现有技术存在大直径、小弯曲半径薄壁弯通管坯难以成形直壁段，内高压成形无法轴向补料，导致弯通外侧厚度减薄严重超差甚至开裂的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术存在大直径、小弯曲半径薄壁弯通管坯难以成形直壁段，内高压成形无法轴向补料，导致弯通外侧厚度减薄严重超差甚至开裂的问题。进而提供一种大直径小弯曲半径薄壁弯通整体成形模具及其方法。

本发明的技术方案是：一种大直径小弯曲半径薄壁弯通整体成形模具包括上垫板、下垫板、下模座、成形液压缸、充液液压缸、成形缸座、充液缸座和模具本体，上垫板和下垫板上下平行布置，下垫板安装在下模座上，模具本体安装在上垫板和下垫板之间，成形缸座和充液缸座安装在上垫板和下垫板之间，成形液压缸安装在成形缸座上，充液液压缸安装在充液缸座上，成形液压缸与模具本体的成形冲头连接，充液液压缸与模具本体的充液冲头连接；模具本体包括上凹模、下凹模、成形冲头和充液冲头，上凹模和下凹模上下扣合，上凹模和下凹模之间形成U形槽，成形冲头和充液冲头分别密封插装在U形槽的直壁段内。

进一步地，U形槽的两端为直壁段形状，U形槽的中部型腔形状为管坯形状，此时，模具本体为预成形模具。

进一步地，成形冲头和充液冲头密封伸入到直壁段内的头部直径渐缩。

进一步地，预成形模具中的上凹模上设有凸台。