CN103691796A

CN103691796A - 一种大型内高压成形模具

Info

Publication number: CN103691796A
Application number: CN201310752092.4A
Authority: CN
Inventors: 桑宝光; 殷文齐; 宋清玉; 王建新; 沙心勇
Original assignee: China First Heavy Industries Co Ltd; CFHI Dalian Design and Research Institute Co Ltd
Current assignee: China First Heavy Industries Co Ltd; CFHI Dalian Design and Research Institute Co Ltd
Priority date: 2013-12-31
Filing date: 2013-12-31
Publication date: 2014-04-02

Abstract

本发明公开了一种大型内高压成形模具，包括上模、下模、2个密封冲头、2个侧推缸、进水管和出水管，所述的上模和下模合模后形成零件的型腔，2个密封冲头分别安装在2个侧推缸上，由侧推缸带动进入管坯完成端部密封，进水管设置在下模中，出水管设置在上模中。由于本发明把进水管设置在下模中，因此可以采用大流量泵通过位于下模的进水管进行快速充液。而采用现有模具结构，即便采用大流量泵也实现不了快速充液。因为本发明可以采用大直径的软管并使用大流量泵实现快速充液排气，因而提高了生产效率。本发明的高压水通过密封头中间的内压孔进入管材内部，与低压水通道隔绝，减小高压水通道体积，从而增强高压动密封效果和控制精度。

Description

一种大型内高压成形模具

技术领域

本发明属于机械制造技术领域，特别涉及一种大型内高压成形模具。

背景技术

管材液压成形（又称内高压成形）是一种制造空心整体构件的先进制造技术，与传统的先冲压后焊接的空心构件制造工艺相比具有明显的优势，在降低成本的同时能够提高零件的强度和刚度。德国舒勒公司根据对已应用液压成形零件的统计分析，液压成形件的生产成本比冲压件平均降低15%～20%，模具费用降低20%～30%。因此在汽车、航空、航天制造领域，得到了较广泛的应用。尤其在汽车生产中，如轿车的副车架和仪表板横梁等，都在逐渐以内高压液力成形方法替代原来的传统加工方法。目前，国际上许多著名的汽车公司已普遍采用了该项技术，根据美国钢铁研究院汽车应用委员会的调查结果，在北美制造的典型轿车中，空心轻体件在轿车总量的比例已从15年前的10%上升到16%，新车型冲压拼焊件被内高压成形件替代的比例已超过50%，欧洲和北美的内高压生产线均已经上百条，每年内高压成形件的数量均超过5000万件。内高压成形的核心设备即为内高压成形模具，它反映成形工艺的合理性并最终决定成形件的质量。

内高压成形生产过程一般要经过几个步骤：放入管件——合模——充液排气——管端密封——内部加压成形——取出零件等工序。现有的模具结构：高压水从增压器的高压端出来后，与低压水都经过密封冲头内部的通道直接进入管坯，然后内部加压成形。这就产生二个问题，一是充液排气的低压管道与高压管道是相通的，由于常见轿车成形压力一般能达到200-300MPa，高压水的压缩率能达到10%以上，这就增大了需要压缩的液体的体积，延长了加压的周期，同时需要较大的增压器容积才能满足要求；二是密封冲头由于受管坯尺寸所限，同时为了减小增压器的容积，其内部的通道直径不宜过大，这就导致在进行充液排气时，受通道直径的影响，对具有较大容积的零件难以实现快速充液排气，延长了充液排气的时间，因而大大降低了生产效率。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明要设计一种能够缩短加压周期和充液排气时间并能提高生产效率的大型内高压成形模具。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种大型内高压成形模具，包括上模、下模、2个密封冲头、2个侧推缸、进水管和出水管，所述的上模和下模合模后形成零件的型腔，2个密封冲头分别安装在2个侧推缸上，由侧推缸带动进入管坯完成端部密封，进水管设置在下模中，出水管设置在上模中。

本发明所述的进水管的管径为管材直径的1.1-1.4倍，出水管的管径为管材直径的0.8-0.9倍；所述的密封冲头与增压器高压端之间通过高压水管连接，所述的高压水管直径根据管材内部体积、零件体积变化、工作压力以及成形时间确定，高压水管直径为5-12mm。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、由于本发明把进水管设置在下模中，因此可以采用大流量泵通过位于下模的进水管进行快速充液。而采用现有模具结构，即便采用大流量泵也实现不了快速充液。因为本发明可以采用大直径的软管并使用大流量泵实现快速充液排气，因而提高了生产效率。

2、本发明的高压水通过密封头中间的内压孔进入管材内部，与低压水通道隔绝，减小高压水通道体积，从而降低高压水压缩量而减小增压器容积，增强高压动密封效果和控制精度，同时也缩短了加压所需的时间，从而能显著提高生产效率，降低成本。

附图说明

本发明共有附图2张，其中：

图1为本发明的成形模具示意图。

图2为图1的A-A视图。

图中：1—上模；2—下模；3—管材；4—密封冲头；5—侧推缸；6—进水管；7—出水管。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步地描述。如图1-2所示，一种大型内高压成形模具，包括上模1、下模2、2个密封冲头4、2个侧推缸5、进水管6和出水管7，所述的上模1和下模2合模后形成零件的型腔，2个密封冲头4分别安装在2个侧推缸5上，由侧推缸5带动进入管坯完成端部密封，进水管6设置在下模2中，出水管7设置在上模1中。

本发明所述的进水管6的管径为管材3直径的1.1-1.4倍，出水管7的管径为管材3直径的0.8-0.9倍；所述的密封冲头4与增压器高压端之间通过高压水管连接，所述的高压水管直径根据管材3内部体积、零件体积变化、工作压力以及成形时间确定，高压水管直径为5-12mm。

本发明的工作过程如下：

上模1由合模压力机滑块带动与下模2进行合模，侧推缸5带动密封头前进到一定位置，与上模1和下模2组成密闭型腔，此时，大流量泵产生的低压水通过位于下模2的进水管6进行快速充液排气，空气由位于上模1的出水管7排出，然后，密封冲头4继续前进对管材3端部进行机械密封，同时封堵住低压进水管6和出水管7，增压器产生的高压水随后通过密封冲头4内部的高压孔进入管材3内部进行成形，内高压成形件外部形状由模具型腔决定，随后，侧推缸5带动密封冲头4回程卸压，进行开模取件。

采用本发明对某轿车副车架进行成形，管材材质为低碳钢管，直径为60mm，厚度为2.5mm，长度2550mm，低碳钢管屈服极限440MPa，强度极限530MPa，副车架最小直径20mm，成形压力为38.2MPa，校形压力为67.8MPa。低压进水管直径为72mm，出水管直径为48mm，高压水孔直径为8mm。

本发明的低压水与高压水通道相互隔离，进水管直径为管材直径的1.2倍，出水管的管径为管材直径的0.8，进水管、管材和出水管直径依次减小以形成闭环水道***，确保模具型腔内部空气迅速排除干净，防止产生气泡。

Claims

1.一种大型内高压成形模具，包括上模（1）、下模（2）、2个密封冲头（4）、2个侧推缸（5）、进水管（6）和出水管（7），所述的上模（1）和下模（2）合模后形成零件的型腔，2个密封冲头（4）分别安装在2个侧推缸（5）上，由侧推缸（5）带动进入管坯完成端部密封，其特征在于：进水管（6）设置在下模（2）中，出水管（7）设置在上模（1）中。

2.根据权利要求1所述的一种大型内高压成形模具，其特征在于：所述的进水管（6）的管径为管材（3）直径的1.1-1.4倍，出水管（7）的管径为管材（3）直径的0.8-0.9倍；所述的密封冲头（4）与增压器高压端之间通过高压水管连接，所述的高压水管直径根据管材（3）内部体积、零件体积变化、工作压力以及成形时间确定，高压水管直径为5-12mm。