一種空間多特征空體構件的液壓成形裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術公開了一種空間多特征空體構件的液壓成形裝置，屬于異型截面空體構件液壓成形領域。液壓成形裝置為分塊式組合液壓成形模具，包括上模、下模和模芯，三者配合后其內形成模具的型腔；模具內的模芯型腔高度H＝(1.1～1.2)h。利用所述裝置成形空間多特征空體構件時，首先將初始坯料裝入模具的型腔內并密封型腔；然后將高壓介質導入模具內密封的型腔中，依靠高壓介質的壓力成形出壁厚均勻的空體構件；開啟模具，取出零件過程中，模芯沿空體構件伸出特征部分的軸向方向取出。本實用新型專利技術成形裝置簡易、設備成本低廉、控制簡便，成形質量優異且對應用環境要求低。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本技術公開了一種空間多特征空體構件的液壓成形裝置，屬于異型截面空體構件液壓成形領域。液壓成形裝置為分塊式組合液壓成形模具，包括上模、下模和模芯，三者配合后其內形成模具的型腔；模具內的模芯型腔高度H＝(1.1～1.2)h。利用所述裝置成形空間多特征空體構件時，首先將初始坯料裝入模具的型腔內并密封型腔；然后將高壓介質導入模具內密封的型腔中，依靠高壓介質的壓力成形出壁厚均勻的空體構件；開啟模具，取出零件過程中，模芯沿空體構件伸出特征部分的軸向方向取出。本技術成形裝置簡易、設備成本低廉、控制簡便，成形質量優異且對應用環境要求低。【專利說明】一種空間多特征空體構件的液壓成形裝置
本技術涉及異型截面空體構件液壓成形領域，具體涉及一種空間多特征空體構件的液壓成形裝置。
技術介紹
復雜截面空體構件的精密成形技術是最節省材料的零件制造技術，有利于裝備的輕量化、無余量化、高精度及整體化發展，目前，汽車、高鐵及航空航天事業發展對高結構效率的構件整體化、輕量化、空心薄壁化和精確化制造技術提出越來越強烈的需求。其中具有連接換向功能的空體構件，如薄壁四通管、回轉空心多孔件等在工程中的應用十分普遍。傳統工藝生產四通零件的過程為:先彎曲板材制作主圓管，然后在成形的圓管上打孔，再通過焊接的方法將圓管與支路連接。傳統工藝步驟較多，要用到滾彎機、切割機等設備，勞動強度大，而且生產過程中，使用焊接工藝，四通管的接頭部位質量和性能無法得到有效的保證，生產成本較高。并且對于薄壁結構零件，存在彎曲困難、焊接難度大等一系列技術難題。而液壓成形技術作為現代最主要的輕量化先進塑性加工技術，是制備異型截面空體構件的核心技術，可以用于汽車、航空及航天領域典型零部件的制備，可使整體結構重量得到大幅降低，并且提高零部件的強度和剛度，減少零件和模具數量，降低生產成本。此外液壓成形屬于柔性介質成形的范疇，對成形具有小圓角尺寸零件能夠獲得很好的效果。但是傳統液壓成形技術對于結構特征在同一平面內的零部件，通過進給補料和內壓的合理匹配最終可獲得質量優異且尺寸精度高得產品。而對于具有三維空間多特征結構的零件，即零件結構特征不在同一平面內，采用傳統液壓成形工藝，有時存在無法及時補料，導致局部過度減薄開裂以及成形后零件無法脫模取出等關鍵技術問題。
技術實現思路
為解決現有技術在制備具有空間多特征結構零件時存在的難題，本技術的目的在于提供一種空間多特征空體構件的液壓成形裝置。其成形裝置簡易、設備成本低廉、控制簡便、成形質量優異且對應用環境要求低。本技術的技術方案是:一種空間多特征空體構件的液壓成形裝置，該裝置為分塊式組合液壓成形模具，包括上模、下模和模芯，所述上模、下模和模芯緊密配合后其內形成模具的型腔(模具的型腔與空體構件的形狀相適應)；所述模具的型腔內包含空體構件的特征部分的型腔，即模芯型腔(模芯型腔與空體構件的特征部分的形狀相適應)，所述模具內的模芯型腔高度H =(1.1?1.2)h，h是零件特征部分的高度。這樣設計是為防止特征部分頂部變形過大導致過度減薄而破裂，成形時坯料上端可先與模芯接觸，受到模芯模具的約束作用，提高成形壁厚的均勻性，并且使坯料處于三向壓應力狀態，提高材料的成形性能。所述空間多特征空體構件是指三維方向上均有伸出特征的空體構件，所述空體構件包括管類、殼體以及板類零件。根據實際情況將所需數量的模芯型腔設于所述模芯的內偵U，所述空體構件的最大截面所在平面設置為模具的分模面(模具的分模面是指上模和下模之間的分界面)。當所述空間多特征空體構件為板類零件時，所述分塊式組合液壓成形模具也可以只包括下模和模芯，下模和模芯緊密配合后其內形成模具的型腔。利用上述裝置進行空間多特征空體構件的液壓成形方法，包括如下步驟:(I)將初始坯料裝入模具的型腔內并密封型腔；(2)將高壓介質導入模具內密封的型腔中，依靠高壓介質的壓力成形出壁厚均勻的空體構件；(3)開啟模具，取出成型的空體構件；該過程中，模芯需沿空體構件其特征部分的軸向方向取出。上述液壓成形過程中，可以在模具的上模或下模上開出鍵槽，鍵槽內放置定位鍵，通過鍵和模芯的配合限制模芯的運動。根據空間多特征零件的種類不同，各類零件的成形過程具體如下:直管類空間多特征零件液壓成形時，將管坯放入下模內，上下模閉合，左側沖頭和右側沖頭通過水平運動將管坯兩端口進行密封，形成密封的模具型腔；之后將高壓介質液體導入密封的模具型腔中，依靠高壓介質的壓力成形出壁厚均勻的構件。起模時，先提起上模，然后沿直管上特征部分的軸線方向拔出模芯，再取出零件。回轉體管材空間多特征零件液壓成形時，將坯料放入下模型腔中，依靠模具形成的型腔實現自身密封；之后，將高壓介質導入密封的模具型腔中，依靠高壓介質的壓力成形出符合要求的回轉體多特征空體構件。起模時，需要先沿零件上特征部分的軸線方向取出模芯，然后開起模具，取出成形零件。板類空間多特征零件液壓成形時，將初始板坯放入下模上，將上墊板壓下，與板坯接觸進行密封；之后將高壓介質液體導入密封的模具型腔中，依靠高壓介質的壓力成形出壁厚均勻的構件。取出工件時，先要沿工件上特征部分的軸線方向取出模芯。然后打開上墊板，取出零件。封閉殼體空間多特征零件液壓成形時，將初始板料焊接成初始殼體，放入下模上，將模芯放入上模，上模壓下形成密封型腔，然后通入高壓液體成形出合格的球形零件，取出模芯，打開上模，取出球形零件。本技術的有益效果如下:1、本技術可以實現傳統液壓成形工藝難以生產的具有三維空間結構特征空體構件的制備加工，如薄壁多通管件，斜體回轉多特征構件等。2、本技術通過液壓成形模具和型芯的分塊式設計，能夠實現具有三維空間結構特征零件的脫模和取出，并且可以針對零件具體的結構特征，設計出不同的模具和模芯的取出順序，節省模具數量和工序，提高生產效率。3、本技術通過對模芯尺寸的控制，可以緩解坯料壁厚的過度減薄，提高貼模能力和壁厚分布均勻性，從而提高零件的成形質量。【專利附圖】【附圖說明】:圖1是實施例1的直軸線管材空間多特征零件三維示意圖。圖2是實施例1的直軸線管材空間多特征零件軸向二維示意圖。圖3是圖2中A-A橫截面示意圖。圖4是實施例2的板材空間多特征零件三維示意圖。圖5是實施例2板材的橫截面示意圖。圖6是實施例3的回轉體管材空間多特征零件三維示意圖。圖7是實施例3零件的橫截面示意圖。圖中:1-高壓油源系統；2-上模；3_初始坯料；4_構件；5_右側沖頭；6-下模；7-左側沖頭；8_上墊板；9-模芯；10_下墊板；11_定位鍵。【具體實施方式】下面結合附圖和實施例對本技術進行詳細說明。實施例1:圖1為本實施例構件三維示意圖，其為直軸線管材空間多特征零件，構件上包含特征部分(零件外表面上突出部分)，由圖2-3可知，上模2和模芯9配合，形成模芯型腔(構件特征部分所對應的型腔，為模具的型腔的一部分)，然后放入管狀初始坯料3，上、下模配合，形成模具的型腔，上墊板8與上模2配合可以限制模芯9的垂直平動。模具內的模芯型腔高度H = (1.1?1.2)h(h是零件特征部分的高度)，這樣設計是為了防止頂部變形過大，發生過度減薄而破裂，成形時坯料上部可以先與模具先接觸，受到模具的反作用力作用本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種空間多特征空體構件的液壓成形裝置，其特征在于：該裝置為分塊式組合液壓成形模具，包括上模、下模和模芯，所述上模、下模和模芯緊密配合后其內形成模具的型腔；所述模具的型腔內包含空體構件的特征部分的型腔，即模芯型腔，模芯型腔的高度H＝(1.1～1.2)h，h為零件特征部分的高度。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：徐勇，張士宏，程明，宋鴻武，陳帥峰，張曉嵩，
申請(專利權)人：中國科學院金屬研究所，
類型：新型
國別省市：遼寧;21