CN106513487B - 一种基于内高压成型的低压预成型方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于内高压成型的低压预成型方法，将待成型管件放入模具的模腔内，向所述待成型管件内注入液体，通过模具合模，使得管件侧壁发生形变。通过上述优化设计的基于内高压成型的低压预成型方法，利用现有的内高压成型装置，通过改变填充介质的方式解决传统的填充方式中附加工序操作繁琐，简化了加工工序，通过在成型过程中保持管件内处于低压状态，防止管件成型发生形变。

Description

一种基于内高压成型的低压预成型方法
技术领域
本发明涉及管件成型技术领域，尤其涉及一种基于内高压成型的低压预成型方法。
背景技术
内高压成型件是当代汽车工业中为了实现轻量化而应用于汽车底盘、车身结构件、热端管等异形空心变截面产品的一种一体式成型技术。通常加工时，渴望得到一些既满足汽车轻量化又便于加工的空心结构件，然而实际中要保证轻量化设计只有少数满足这种要求，大部分的轻量化产品考虑到与其他部件的装配都是高度扭曲且截面变化较大的异形管件，有时候截面周长变化可能达到50mm—70mm,换算成管件的话是对于一般的截面变化简单的产品一般只需要内高压成型一步成型或者低压成型，这种造型简单的轻量化产品比较少，但是许多产品都是多个变截面而且截面变化不规律，无法通过简单的一步内高压成型。这时候会用到内高压成型技术和预压成型技术结合，内高压成型是把一定长度的管坏放入模具内，在内部液体(水或油)压力的作用下，通过控制内压力和材料流动，使管坏向沿径向向外扩张，产生塑型变形来成形空心结构件的制造技术，预压成型属于内高压成型的辅助方法，预压成型把一定长度的圆形管坯放入与最终产品接近的近似轮廓中进行预先压制使管坯趋于接近于最终轮廓的方向产生塑性形变来解决直管坯与轮廓型面互相干涉的问题的一种方法。
目前采用的预压成型技术主要有三种：
第一种是针对截面变化比较简单的产品，这种易于成型的产品，主要采用介于最终产品和管坯之间的产品做成模具然后直接预压的方式来成型。
第二种是针对截面变化不规律产品，采用向管内填充一些起支撑作用的流动性较差的介质(蜡、铅或者锡)。这种传统的填充方式是预压成型之前将介质做半固体状态并将其填入管坯中(这当中为了保证填充介质的均匀，需要通过等质量的方式来控制填充介质的量)，再将填充完成的管坯放入预压成型模具中完成预压成型工序，最后再将预压成型后的管坯中的介质通过加热的方式溶退出来，再对残余介质进行清洗，最后再将管坯放入内高压成型模具中进行内高压成型。
第三中与第二种情况类似，许多的产品都是属于扭曲状态的管件，正常的方式是先经过一道绕弯，然后将绕弯过后的产品放入后面的成型或者预成型模具(如果产品复杂需要)进行内高压成型，但实际会有许多产品尤其是与发动机连接的热端排气产品经常会遇到这样一种情况：弯管半径过小无法绕，多步弯管时两端弯之间直臂太小或没有直臂绕弯困难。这时候也会用到第二种情况提及的填充介质然后通过压弯的方式获得扭曲弯管。
如上所述，目前的传统填充方式的预成型存在操作繁琐，附加工序多，由于填充介质不均匀造成的成型不稳定的问题，人力成本浪费大，同时繁琐的操作、工序的增加导致了生产效率低，而且员工的劳动强度也大大增加。
根据管件加工需要，需要把圆形或方形管的截面上加工凹陷部时，由于截面变化较大，而且截面周长也变化较大。我们一般在市场上购买到的管坯都是圆形空心管坯用一段圆形管坯加工出这种轮廓变化大截面多变的复杂产品，我们需要引入预压成型技术，我们渴望直接用接近于最终轮廓的中间产品做成模具对管坯进行压制。然而，这种复杂截面的直接预压的话会造成产品中间截面向内塌陷甚至形成涨型死角影响最终的内高压成型。
发明内容
为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种基于内高压成型的低压预成型方法。
本发明提出的一种基于内高压成型的低压预成型方法，包括下列步骤：
S1、将待成型管件放入模具的模腔内，向所述待成型管件内注入液体；
S2、通过模具合模，使得S1中的管件侧壁发生形变。
优选地，在S1中，向所述待成型管件内注入水或油。
优选地，在S1中，向所述待成型管件内注入常压液体。
优选地，在S2中，在合模过程中保持所述管件内的液体压力P≤PC，PC为管件侧壁形变压力阈值。
优选地，PC＝2δt/(D-2t)，其中，D为待加工管件外径，t为管件壁厚，δ为管件材料的屈服应力。
优选地，在S2中，通过将所述管件内的液体导出减小所述管件内的液体压力。
优选地，在S2中，通过增大所述管件内的储液空间减小所述管件内的液体压力。
优选地，在S2中，在所述管件两端同时增大所述管件内的储液空间。
优选地，在S2中，在合模过程中，保持P恒定不变。
本发明中，所提出的基于内高压成型的低压预成型方法，将待成型管件放入模具的模腔内，向所述待成型管件内注入液体，通过模具合模，使得管件侧壁发生形变。通过上述优化设计的基于内高压成型的低压预成型方法，利用现有的内高压成型装置，通过改变填充介质的方式解决传统的填充方式中附加工序操作繁琐，简化了加工工序，通过在成型过程中保持管件内处于低压状态，防止管件成型发生形变。
附图说明
图1为实现本发明提出的一种基于内高压成型的低压预成型方法的低压预成型装置的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，图1为实现本发明提出的一种基于内高压成型的低压预成型方法的低压预成型装置的结构示意图。
本发明提出的一种基于内高压成型的低压预成型方法，包括下列步骤：
S1、将待成型管件放入模具的模腔内，向所述待成型管件内注入液体；
S2、通过模具合模，使得S1中的管件侧壁发生形变。
在本实施例中，所提出的基于内高压成型的低压预成型方法，将待成型管件放入模具的模腔内，向所述待成型管件内注入液体，通过模具合模，使得管件侧壁发生形变。通过上述优化设计的基于内高压成型的低压预成型方法，利用现有的内高压成型装置，通过改变填充介质的方式解决传统的填充方式中附加工序操作繁琐，简化了加工工序，通过在成型过程中保持管件内处于低压状态，防止管件成型发生形变。
在其他具体实施方式中，在S1中，向所述待成型管件内注入常压液体。
在其他具体实施方式中，在S2中，在合模过程中保持所述管件内的液体压力P≤PC，PC为管件侧壁形变压力阈值。
在其他具体实施方式中，PC＝2δt/(D-2t)，其中，D为待加工管件外径，t为管件壁厚，δ为管件材料的屈服应力。
在其他具体实施方式中，在S2中，通过将所述管件内的液体导出减小所述管件内的液体压力。
在其他具体实施方式中，在S2中，通过增大所述管件内的储液空间减小所述管件内的液体压力。
在进一步具体实施方式中，在S2中，在所述管件两端同时增大所述管件内的储液空间。
在其他具体实施方式中，在S2中，在合模过程中，保持P恒定不变。
下面在实施例中结合图1的低压预成型装置详细说明基于内高压成型的低压预成型方法。
参照图1，本实施例提出一种低压预成型装置，包括：上模1、下模2、第一进液缸3、第一密封组件、第二密封组件；
上模1和下模2之间形成容纳待成型管件8的模腔，所述模腔两端分别具有第一开口和第二开口，第一密封组件和第二密封组件分别密封安装在第一开口和第二开口处；
第一密封组件包括第一密封主体41、第一导杆42、第一弹性件43、第一密封件44，第一导杆42水平设置在第一密封主体41一侧，第一密封主体41内设有第一导液孔，第一导杆42内设有第二导液孔，第一导液孔与第二导液孔形成第一导液通道，第一密封件44中部设有第一通孔且通过所述第一通孔套设在第一导杆42上，第一密封件44用于与待成型管件8内壁密封配合，第一弹性件43位于第一密封主体41和第一密封件44之间；
第一进液缸3与第一导液通道连通用于通过第一导液通道向所述待成型管件8内进液。
本实施例的低压预成型装置的具体工作过程中，首先将待成型管件8放在下模上，然后通过第一密封组件和第二密封组件将管件两端密封，第一进液缸向所述待成型管件8内注入常压水，然后将上模和下模合模，使得管件侧壁发生形变，在此过程中，常压水在管件内部形成内支撑力；随着管件侧壁发生形变，管件内部压力逐渐增大，当压力增至预设压力时，第一密封件在压力作用下向第一密封主体方向滑动，使得管件内部液体空间增大，从而实现管件内部缓慢泄压，保证管件内压力P不大于管件侧壁形变压力阈值PC，防止压力过大对管壁造成损坏。
为了提高管件成型时液体压力泄压稳定，第二密封组件包括第二密封主体、第二导杆、第二弹性件、第二密封件，第二导杆水平设置在第一密封主体41二侧，第二密封主体内设有第三导液孔，第二导杆内设有第四导液孔，第三导液孔与第四导液孔形成第二导液通道，第二密封件中部设有第二通孔且通过所述第二通孔套设在第二导杆上，第二密封件用于与待成型管件内壁密封配合，第二弹性件位于第二密封主体和第二密封件之间；第二进液缸与第二导液通道连通用于通过第二导液通道向所述待成型管件内进液；当管件内的压力超过预设压力阈值时，第一密封件和第二密封件同时向两端移动，增大管件内的储液空间，从而实现从两侧对管件进行泄压，使得管件侧壁受力均衡。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于内高压成型的低压预成型方法，其特征在于，包括下列步骤：
S1、将待成型管件放入模具的模腔内，向所述待成型管件内注入液体；
S2、通过模具合模，使得S1中的管件侧壁发生形变；
在合模过程中，保持所述管件内的液体压力P≤PC，PC为管件侧壁形变压力阈值；PC＝2δt/(D-2t)，其中，D为待加工管件外径，t为管件壁厚，δ为管件材料的屈服应力，可通过将所述管件内的液体导出减小所述管件内的液体压力或者通过增大所述管件内的储液空间减小所述管件内的液体压力；
所述方法采用下述低压预成型装置实现，包括：上模(1)、下模(2)、第一进液缸(3)、第一密封组件、第二密封组件；
上模(1)和下模(2)之间形成容纳待成型管件(8)的模腔，所述模腔两端分别具有第一开口和第二开口，第一密封组件和第二密封组件分别密封安装在第一开口和第二开口处；
第一密封组件包括第一密封主体(41)、第一导杆(42)、第一弹性件(43)、第一密封件(44)，第一导杆(42)水平设置在第一密封主体(41)一侧，第一密封主体(41)内设有第一导液孔，第一导杆(42)内设有第二导液孔，第一导液孔与第二导液孔形成第一导液通道，第一密封件(44)中部设有第一通孔且通过所述第一通孔套设在第一导杆(42)上，第一密封件(44)用于与待成型管件(8)内壁密封配合，第一弹性件(43)位于第一密封主体(41)和第一密封件(44)之间；第一进液缸(3)与第一导液通道连通用于通过第一导液通道向所述待成型管件(8)内进液。
2.根据权利要求1所述的基于内高压成型的低压预成型方法，其特征在于，在S1中，向所述待成型管件内注入水或油。
3.根据权利要求1所述的基于内高压成型的低压预成型方法，其特征在于，在S1中，向所述待成型管件内注入常压液体。
4.根据权利要求1所述的基于内高压成型的低压预成型方法，其特征在于，在S2中，在所述管件两端同时增大所述管件内的储液空间。
5.根据权利要求1所述的基于内高压成型的低压预成型方法，其特征在于，在S2中，在合模过程中，保持P恒定不变。
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