內高壓成型模具制造技術

本發明專利技術公開了一種內高壓成型模具，適用于軸線為曲線的管坯的內高壓成型，包括上模和與上模對位設置的下模，以及匹配上模與下模所確定型腔的兩端設置的各一個推壓推頭，所述型腔被配置為直腔段和過渡腔段；其中，直腔段由上模模腔本體和下模模腔本體所提供；過渡腔段由裝配在上模或者下模上的在水平方向上對位的內夾塊和外夾塊所提供。依據本發明專利技術在相對較小的成型壓力的條件下可用于復雜管坯成型。

Internal high pressure forming die

The invention discloses a high-pressure molding mold, suitable for tube curve of the axis of internal high-pressure forming, including mould die and die contraposition set, and matching the upper die and the lower die cavity is determined at both ends of a push push, the cavity is the configuration for straight section and transition section of cavity cavity; the cavity section provided by the upper die body and a lower die body; transition cavity by the assembly in the upper die or the lower die in the horizontal direction positioning internal clamping blocks and the outer clamping block is provided. According to the present invention, it can be used for forming a complex pipe blank under relatively small molding pressure.

【技術實現步驟摘要】
內高壓成型模具
本專利技術涉及一種內高壓成型模具。
技術介紹
內高壓成型工藝又被稱作液壓脹型成型工藝，其基本原理是采用外部增壓裝置產生高壓液體，高壓液體促使金屬坯料變形成為具有復雜三維形狀的零件。內高壓成型技術按照加工坯料的幾何形狀，可以分為三種類型：板料液壓成型、殼體液壓成型和管材液壓成型。其中管材液壓脹形是通過管材內部液體壓力和軸向力的共同作用使管材按照模具型腔的形狀脹形，軸向力提供補料的作用。傳遞內部高壓的液體通常采用液壓油或水。經過塑性加工成型的鎂合金產品通過合理的變截面設計，優化構件的形狀、尺寸以及壁厚分布等可獲得更好的力學性能，但是這種優化設計常導致結構的復雜化，用傳統的沖壓等工藝很難一次成型。而內高壓成型這種先進的柔性生產技術是生產此類復雜零件的理想方法。例如中國專利文獻CN103223434A公開的內高壓成型裝置所適用工件是結構比較簡單的直管件，其各處受力情況比較簡單。而圖1示出了一種鎂合金支架，其管坯結構相對復雜，主要表現在其軸線并不是直線，而曲線。如前所述，內高壓成型依賴于液體的壓力實現脹形，同時利用軸向力補料，圖1所示的管坯不是直管件，會導致管坯的彎管部分各部分受力不均衡，表現為彎管部分的內側受力小于外側，并且如圖2所示，標號6和7所指引的位置的分型面表現為圖中的曲線，管坯14拐彎處所對應的模腔剛度不夠，容易產生褶皺，或者開裂。對于模具設計，其難度主要在于拐彎處的設計，不同于板件、級進沖裁，如圖1所示的鎂合金支架的管坯，其直管部分之間的過渡需要是平滑的過渡，這種過渡可能需要有例如90度的轉角，造成模具的設計制造非常困難，內高壓成型模具往往只能實現直軸線的成型加工，例如形狀相對復雜的排氣管，往往通過若干直管段的成型加工后，再加工彎管接頭，然后直管段通過彎管接頭順次焊接成型，工藝非常復雜。中國專利文獻CN103949523A在其
技術介紹
部分分析了復雜管件的內高壓成型問題，同時提出了一種可用于復雜管件內高壓成型的設備。其實現復雜管件成型的方法在于設置了轉換機構，用于調整推頭與管件的軸線一致。然而，應當理解，工件往往是批量生產的，模具設計的基本常識是實現工件的一致性，適于批量生產。中國專利文獻CN103949523A所涉及結構只是提高了對多型管件的適應性，而不是復雜結構管件的內高壓成型，且該結構與模具設計的基本常識相違背。內高壓成型通常需要十MPa級或者百MPa級的內壓強，例如圖1所示的鎂合金管坯的內高壓成型，需要70MPa的內壓強進行脹形。在合模后，兩推壓推頭相應頂持在管坯的兩端，從一個或者兩個推壓推頭通入高壓液體，隨著成型液體的導入，管坯內的壓力逐漸增大，如前所述，由于成型液體壓力非常高，這對推頭的自持提出了非常高的要求，在一些應用中，內高壓過大，可能會使的推頭移位，而產生密封問題或者產生工件的變形不在期望的范圍內，而產生廢品。同時，如中國專利文獻CN106122136A提出了內高壓成型時型腔超壓的問題，顯然，上述通過增加成型圧力的方法會面臨很多問題，除前述提出的幾個問題外，還會出現例如抬模，即將上模向上推開一定距離的問題，管坯的變形完全失控。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術的目的在于提供一種在相對較小的成型壓力的條件下可用于復雜管坯成型的內高壓成型模具。依據本專利技術的實施例，提供一種內高壓成型模具，適用于軸線為曲線的管坯的內高壓成型，包括上模和與上模對位設置的下模，以及匹配上模與下模所確定型腔的兩端設置的各一個推壓推頭，所述型腔被配置為直腔段和過渡腔段；其中，直腔段由上模模腔本體和下模模腔本體所提供；過渡腔段由裝配在上模或者下模上的在水平方向上對位的內夾塊和外夾塊所提供。上述內高壓成型模具，可選地，內夾塊和外夾塊裝配在下模上，且與下模間的連接為可拆連接。可選地，相對應內夾塊，在下模上設有嵌槽，用于內夾塊的定位；進而通過上模與下模的合模，以及該內夾塊與外夾塊的合模實現夾緊。可選地，外夾塊在對位于內夾塊的方向上被滑移軌道所導引，相應地；在外夾塊被導引的方向上設有外夾塊推壓裝置。可選地，上模和下模的側面輪廓隨型腔軸線的變動而變動。可選地，還包括推壓推頭限位裝置，該推壓推頭限位裝置包括：工作頭，具有垂直于推壓推頭推進方向上的工作行程，以在推壓推頭推壓到位后，工作頭擋住推壓推頭，以避免推壓推頭回退；驅動裝置，輸出端連接所述工作頭，以提供所述工作行程；相應地，推壓推頭具有被阻擋結構，以用于工作頭對推壓推頭的阻擋。可選地，所述推壓推頭的推頭是一變徑結構，該變徑結構的頭部外徑大于用于推頭與推壓推頭驅動部分連接部分的外徑，而形成軸肩結構形狀的被阻擋結構。可選地，所述工作頭的橫斷面為矩形；相應地，在下模上相應于工作頭相對的兩側面設有對這兩個側面導引的導引槽或對工作頭四面進行導引的矩形孔；若采用相對的兩側面被導引時，該相對的兩側面與推壓推頭的軸線相垂直。可選地，所述推壓推頭的頭部為一頭套結構，套內所形成容置腔用于內嵌管坯管頭。可選地，容置腔的壁面開有密封槽，以容納密封圈，提供容置腔與管坯管頭的密封。依據本專利技術的實施例，為實現復雜形狀管坯的內高壓成型，通過對軸線進行分割，關于型腔，其軸線為直線的部分，位于上模管腔部分和下模管腔部分，而用于軸線為直線部分的轉接的部分，則由內夾塊和外夾塊所提供，從而大幅降低了整體模具的設計難度。此外，單一的復雜型腔容易導致管坯在彎曲處成型比較困難，甚至出現開裂，而本專利技術的實施例可以從上模或者下模上分解下來的內夾塊和外夾塊，設計、調整相對比較容易，受分型面影響也較小，從而容易獲得較好的成型效果。附圖說明圖1為一種具有空間幾何形狀軸線的鎂合金支架管坯結構示意圖。圖2為一實施例中一種內高壓成型模具結構示意圖。圖3為一實施例中中下模結構示意圖。圖4為一實施例中一種推頭密封頭的一個軸側方向的結構示意圖。圖5為相應于圖4的另一個軸側方向上的結構示意圖。圖中：1.下墊板，2.推壓推頭，3.限位塊，4.上墊板，5.限位推頭，6.下模腔，7.上模腔，8.限位推頭，9.推壓推頭，10.座，11.導引槽，12.夾塊，13.滑移軌道，14.管坯，15.推頭密封頭，16.推壓墊板。151.頭套，152.連接部，153.油道，154.容置槽，155.密封槽。具體實施方式參照說明書附圖1，是一種鎂合金支架管坯結構，圖中存在三個直管段和兩個用于直管段間過渡的過渡管段。三個直管段直接可以由上模和下模直接提供，但如果存在過渡管段，若過渡管段由上模和下模直接提供，因管坯分型面設置的問題，可能導致局部結構剛度不夠。本專利技術中所述的軸線為曲線中的“曲線”是指由直線段和過渡段連接所形成的軸線，其中，直線段對應管坯14的直管段，過渡段對應管坯14的彎管。并且在內高壓成型中，直管段是主體，彎管屬于輔助結構，然而，輔助結構恰恰是最難成型的結構。在以下的內容中重點解決三個技術問題，第一個技術問題是具有復雜軸線的管坯14的成型問題，這里的軸線形狀即前述的曲線，即由直線段通過過渡段順次連接所形成的軸線。第二個技術問題，由于推壓推頭2、推壓推頭9需要提供非常大的推力，例如
技術介紹
中所述的管坯14，其成型壓力高達70MPa，在一些特定的應用中，成型壓力高達260MPa，推壓推頭2和推壓推頭9在管坯14注入成型液體時，可能會造成例如推本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種內高壓成型模具，適用于軸線為曲線的管坯的內高壓成型，包括上模和與上模對位設置的下模，以及匹配上模與下模所確定型腔的兩端設置的各一個推壓推頭，其特征在于，所述型腔被配置為直腔段和過渡腔段；其中，直腔段由上模模腔本體和下模模腔本體所提供；過渡腔段由裝配在上模或者下模上的在水平方向上對位的內夾塊和外夾塊所提供。

【技術特征摘要】
1.一種內高壓成型模具，適用于軸線為曲線的管坯的內高壓成型，包括上模和與上模對位設置的下模，以及匹配上模與下模所確定型腔的兩端設置的各一個推壓推頭，其特征在于，所述型腔被配置為直腔段和過渡腔段；其中，直腔段由上模模腔本體和下模模腔本體所提供；過渡腔段由裝配在上模或者下模上的在水平方向上對位的內夾塊和外夾塊所提供。2.根據權利要求1所述的內高壓成型模具，其特征在于，內夾塊和外夾塊裝配在下模上，且與下模間的連接為可拆連接。3.根據權利要求2所述的內高壓成型模具，其特征在于，相對應內夾塊，在下模上設有嵌槽，用于內夾塊的定位；進而通過上模與下模的合模，以及該內夾塊與外夾塊的合模實現夾緊。4.根據權利要求3所述的內高壓成型模具，其特征在于，外夾塊在對位于內夾塊的方向上被滑移軌道所導引，相應地；在外夾塊被導引的方向上設有外夾塊推壓裝置。5.根據權利要求1~4任一所述的內高壓成型模具，其特征在于，上模和下模的側面輪廓隨型腔軸線的變動而變動。6.根據權利要求1~4任一所述的內高壓成型模具，其特征在于，還包括推壓推頭限位裝置，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王鑫松，王守仁，王高琦，王立虎，王成，薛傳藝，張曉東，付坤，
申請(專利權)人：濟南大學，
類型：發明
國別省市：山東,37