CN107052126A - 管件液压成形设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种管件液压成形设备,包括:压机设备、注水***、保压泄压***和联动控制***以及模具,所述压机设备用于为模具完成对工件的定位、成形、冲孔、取出提供动力源,确切的说是提供工件成型的外部压力;所述注水***用于对工件内部低压冲水、排气,形成水循环;所述保压泄压***保持工件内部的水压,工件受到内部水压以及外部压机压力,在内外双重压力下完成成型,本发明申请采用低压、中低压注水代替了传统高压注水,设备投资小、生产成本低。
Description
技术领域
本发明发明涉及一种利用体积减小的液压成形技术进行管件成形的工艺,涵盖了钢、铝、镁等金属管,以及金属管与高分子材料组合而成的复合管的塑性成形技术领域。
背景技术
管件内高压成形工艺为:利用高压流体产生的压力,充塞在管件A内部充当凸模,外部随产品形状的模具钢B充当凹模,经历投料、模具闭合、管件内预充流体、加压、同时轴向液压缸轴向推料成形和开模取料几个阶段完成管件成形,其中,根据产品及成形性的需要,过程先后会有交叉。
目前常见管件成形工艺为向管内注入高压水的内高压成形,内高压工艺成形力大,通常内压在150-250MPa左右,因此内高压注水***设备投资巨大,加工成本高,成形时间长(30秒左右),限制了零件的广泛应用。
另一方面,加工成本较低的管件冲压成形技术,在工件需要弯管、管件的中段具有形状特征需要成形的情况下,由于金属管内部中空,成形时的变形难以控制,常常随着压机、管件原材料和模具状态的波动而波动,难以满足产品稳定性的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种低压注水成形设备,用于管件的液压成形,降低生产成本,为了达到上述目的,采用以下管件液压成形设备,管件液压成形设备,包括:压机设备、注水***、保压泄压***和联动控制***以及模具,所述压机设备包括:压机上滑块、下工作台、模具轴向缸用液压动力***、模具冲孔油缸用液压动力***、模具内工件顶出与定位用液压或/和气压动力***,为模具完成对工件的定位、成形、冲孔、取出提供动力源;所述注水***通过管体与模具连通,在工件定位后、成形前,通过模具向工件内连续输入液体介质并构成液体循环;所述保压泄压***通过管体与模具连通,在工件成形、冲孔过程中,保持液体介质的额定压力,并当实际液体介质压力超出额定压力时实时泄压;所述联动控制***通过与压机设备、注水***、保压泄压***的通讯,在工件定位、成形、冲孔、取出的过程中对工件定位、向工件注水、模具轴向缸动作密封工件、压机上滑块下行模具闭合、工件内液体介质保压泄压、模具冲孔液压缸动作完成冲孔、压机上滑块上行模具打开、工件顶出并取出等动作连续、有序的完成,进行程序控制。
优选的,所述压机设备下工作台固定不动,上滑块在联动控制***的指令下完成上下动作,并在压机额定压力范围内为模具提供指定的液压动力,形成模具在上下方向上对工件成形所需的外部压力,该工作压力的压强为12-32MPa,形成的上滑块工作压力为300-5000吨;所述压机设备的模具轴向缸用液压动力***,通过管体与模具轴向缸相连,在联动控制***的指令控制下,为模具轴向缸及其封头密封工件、轴向补料成形等提供轴向动力,该工作压力的压强为12-32MPa,形成的轴向工作压力为5-1000吨;所述压机设备的模具冲孔油缸用液压动力***,通过管体与模具冲孔油缸相连,在联动控制***的指令控制下,为模具冲孔油缸及其冲头提供冲孔动力,该工作压力的压强为12-32MPa,形成的冲孔工作压力为0-600吨;所述压机设备的模具内工件顶出与定位用液压或/和气压动力***,通过管体与模具顶出油缸或/和气缸相连,在联动控制***的指令控制下,为模具完成对工件的定位于顶出提供动力,该工作压强为0.3-32MPa。
优选的,所述注水***通过管体与模具连通,形成液体循环,在联动控制***的指令控制下,在工件定位后、轴向密封前排空工件内所含气体,形成50-600L/Min的流量和0.4-2Mpa的注水压力;在轴向密封后、成形前,形成10-200L/Min的流量和0.4-50Mpa的密封后循环水压力。
优选的,所述保压泄压***由管体、压力传感器、溢流阀组成,通过管体与模具连通,形成液体循环,在联动控制***的指令控制下,在工件密封后、成形和冲孔完成前,在由于液体体积不可压缩和工件体积减小的双重约束下工件内液体压力升高的过程中,当液体压力未达到指定压力时保压不变,当液体压力超过指定压力时溢流阀开启,泄压至指定压力。
本发明发明的有益效果:先进行预成型得到半成品管件,对半成品管件进行低压注水并封住两端口,再进行低压注水以保证管件内部压力,利用压机设备进行外力的施加,半成品管件在内外双重压力下完成成型,本专利申请采用低压、中低压注水代替了传统高压注水,设备投资小、生产成本低。
附图说明
图1为本专利申请中关于成形设备的结构示意图;
图2为一种变截面半成品管件的示意图;
图3为图2中半成品管件成型过程中的截面图;
图4为一种等截面半成品管件的示意图;
图5为图4中半成品管件成型过程中,管件内外受力的结构示意图;
图6为本发明发明关于成形设备的控制***连接示意图;
图中,1、半成品管件;2、上模;3、下模;4、注水***;5、压机上滑块;6、封头;7、下工作台;8、轴向气缸;9、泄压***;10、模具内冲孔机构;11、顶料机构;P代表管件内部的压力。
具体实施方式
提供一种成形设备,如图1所示,管件液压成形设备,包括:成型模具、压机设备,所述成型模具包括有上、下模;所述压机设备包括有:压机设备、注水***、保压泄压***和联动控制***,所述压机设备包括:压机上滑块、下工作台、模具轴向缸用液压动力***、模具冲孔油缸用液压动力***、模具内工件顶出与定位用液压或/和气压动力***,为模具完成对工件的定位、成形、冲孔、取出提供动力源;所述成型模具用于放置和固定半成品管件,所述成型模具的上下模分别固定于压机上滑块、下工作台上,所述压机设备下工作台固定不动,上滑块上下动作,并在压机额定压力范围内为模具提供指定的液压动力,形成模具在上下方向上对工件成形所需的外部压力,该工作压力的压强为12-32MPa,形成的上滑块工作压力为300-5000吨。
所述联动控制***通过与压机设备、注水***、保压泄压***的通讯,在工件定位、成形、冲孔、取出的过程中对工件定位、向工件注水、模具轴向缸动作密封工件、压机上滑块下行模具闭合、工件内液体介质保压泄压、模具冲孔液压缸动作完成冲孔、压机上滑块上行模具打开、工件顶出并取出等动作连续、有序的完成,进行程序控制。
所述注水***通过管体与模具连通,在工件定位后、成形前,通过模具向工件内连续输入液体介质并构成液体循环,进一步的说是,在联动控制***的指令控制下,在工件定位后、轴向密封前排空工件内所含气体,形成50-600L/Min的流量和0.4-2Mpa的快速低压注水压力,用于对半成品管件内部进行快速低压通水,将半成品管件内部的气体置换排出;在轴向密封后、成形前,形成10-200L/Min的流量和0.4-50Mpa的密封后循环的中低压注水***水压力,用于管口密封后以及成型过程中向半成品管件内注射低压水。
进一步的,注水***是个单向注水***,如果半成品管件内的压力大于注水***提供的压力时,管内的液体并不会回流。
进一步的,轴向密封是利用两个封头对工件两端进行密封,所述封头安装于轴向气缸上,利用轴向气缸推送封头将半成品管件端部封住,所述封头内设置有水孔,实现注水***向管件内的单向注水、泄压工作,确切的说是通过模具封头上的其中一个水孔向半成品管件内部注射低压水。
注水后,利用保压***保持液体介质的额定压力,所述保压泄压***由管体、压力传感器、溢流阀组成,所述保压泄压***通过管体与模具连通,在工件成形、冲孔过程中,形成液体循环,保持液体介质的额定压力,并当实际液体介质压力超出额定压力时实时泄压,进一步的说是,在联动控制***的指令控制下,在工件密封后、成形和冲孔完成前,在由于液体体积不可压缩和工件体积减小的双重约束下工件内液体压力升高的过程中,当液体压力未达到指定压力时保压不变可以按需要调节(0-400MPa之间),当液体压力超过指定压力时溢流阀开启,泄压至指定压力,小于设定值又会关闭,保证管内的压力不会过大过小。
利用图1所示的压机设备进行加工如图2、3所示的半成品管件,S1:利用50-600L/Min的流量和0.4-2Mpa的低压水快速注水***对半成品管件内部进行快速低压通水,将半成品管件内部的气体置换排出;S2:模具的液压缸在压机设备液压源的作用下,推动模具封头将半成品管件两端密封;S3:模具封头上有水孔,注水***通过该水孔向半成品管件内部注射10-200L/Min的流量和0.4-50Mpa低压水;S4:压机滑块下行,成型模具的上模在压机滑块作用下向下运动直至与下模闭合,对半成品管件外施加压力;S5:压机设备的高压保压***起作用,在成形过程中保持对管件内部的压力,半成品管件在内外压力的双重压力下成型;当管件内液体体积减小引起内压升高并超过设置的极限压力值时,保压液压***阀门打开,内压液体流出,压力保持在设置峰值,与此同时在内压与外部模具的双重压力下,管件完成成形,得到所需工件。
优选的,S4中,半成品管件成型过程中,管件内部采用保压力,范围可在1-50MPa范围内,具体的数值根据与压机滑块动作和/或模具轴向缸动作联动的极限压力曲线进行提前设置。
如图4、5所示,把预成形后等截面管件放入液压模具中,确切的说是置于上模和下模之间,进行液压成型工作,成型步骤如下:S1:向管件中快速注入低压水排出管内空气;S2:成型模具的液压缸在压机设备液压源的作用下,推动模具封头将半成品管件两端密封;S3:压机设备向模具封头的水孔注射中低压水P,使管件内的压力在1-50MPa之间;S4:压机滑块下行,模具上模在压机滑块作用下向下运动,并与下模闭合;S5:设备的保压液压***起作用,保压力可在1~400mpa范围内提前设置为与压机滑块动作和/或模具轴向缸动作联动的极限压力曲线;当管内液体体积减小引起内压升高并超过设置的极限压力值时,保压液压***阀门打开,内压液体流出,压力保持在设置峰值,与此同时在内压与外部模具的双重压力下,管件完成成形,得到所需工件。
对图4所示的等截面管件的成型,把所需成形的管件进行弯管和预成形,预成形后管件放入液压模具中,如图5所示,置于上模和下模之间,进行液压成型工作,成型步骤如下:S1:向管件中快速注入低压水排出管内空气;S2:成型模具的液压缸在压机设备液压源的作用下,推动模具封头将半成品管件两端密封;S3:压机设备向模具封头的水孔注射中低压水P,使管件1内的压力在1-50MPa之间;S4:不启用高压保压***,压机滑块下行,模具上模在压机滑块作用下向下运动,并与下模闭合,管内液体体积减小引起内压升高,管件完成成形,得到所需工件。
本专利申请采用低压、中低压注水代替了传统的高压注水,节省了成本、减少了设备的投资,具体数据如下表:
通常内高压(RMB) | 低压成型(RMB) | |
生产线 | 5000万 | 1500万 |
产能(/年) | 100万件 | 100万件 |
单件价格 | 40-50元 | 15元 |
模具费 | 100% | 60% |
上述实施例仅例示性说明本专利申请的原理及其功效,而非用于限制本专利申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本专利申请的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本专利申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本专利请的权利要求所涵盖。
Claims (4)
1.管件液压成形设备,包括:压机设备、注水***、保压泄压***和联动控制***以及模具,其特征在于:所述压机设备包括:压机上滑块、下工作台、模具轴向缸用液压动力***、模具冲孔油缸用液压动力***、模具内工件顶出与定位用液压或/和气压动力***,为模具完成对工件的定位、成形、冲孔、取出提供动力源;所述注水***通过管体与模具连通,在工件定位后、成形前,通过模具向工件内连续输入液体介质并构成液体循环;所述保压泄压***通过管体与模具连通,在工件成形、冲孔过程中,保持液体介质的额定压力,并当实际液体介质压力超出额定压力时实时泄压;所述联动控制***通过与压机设备、注水***、保压泄压***的通讯,在工件定位、成形、冲孔、取出的过程中对工件定位、向工件注水、模具轴向缸动作密封工件、压机上滑块下行模具闭合、工件内液体介质保压泄压、模具冲孔液压缸动作完成冲孔、压机上滑块上行模具打开、工件顶出并取出等动作连续、有序的完成,进行程序控制。
2.根据权利要求1所述的成形设备,其特征在于:所述压机设备下工作台固定不动,上滑块在联动控制***的指令下完成上下动作,并在压机额定压力范围内为模具提供指定的液压动力,形成模具在上下方向上对工件成形所需的外部压力,该工作压力的压强为12-32MPa,形成的上滑块工作压力为300-5000吨;所述压机设备的模具轴向缸用液压动力***,通过管体与模具轴向缸相连,在联动控制***的指令控制下,为模具轴向缸及其封头密封工件、轴向补料成形等提供轴向动力,该工作压力的压强为12-32MPa,形成的轴向工作压力为5-1000吨;所述压机设备的模具冲孔油缸用液压动力***,通过管体与模具冲孔油缸相连,在联动控制***的指令控制下,为模具冲孔油缸及其冲头提供冲孔动力,该工作压力的压强为12-32MPa,形成的冲孔工作压力为0-600吨;所述压机设备的模具内工件顶出与定位用液压或/和气压动力***,通过管体与模具顶出油缸或/和气缸相连,在联动控制***的指令控制下,为模具完成对工件的定位于顶出提供动力,该工作压强为0.3-32MPa。
3.根据权利要求1所述的成形设备,其特征在于:所述注水***通过管体与模具连通,形成液体循环,在联动控制***的指令控制下,在工件定位后、轴向密封前排空工件内所含气体,形成50-600L/Min的流量和0.4-2Mpa的注水压力;在轴向密封后、成形前,形成10-200L/Min的流量和0.4-50Mpa的密封后循环水压力。
4.根据权利要求1所述的成形设备,其特征在于:所述保压泄压***由泵站、管体、压力传感器、溢流阀、水箱等组成,通过管体与模具连通,形成液体循环,在联动控制***的指令控制下,在工件密封后、成形和冲孔完成前,在由于液体体积不可压缩和工件体积减小的双重约束下工件内液体压力升高的过程中,当液体压力未达到指定压力时保压不变,当液体压力超过指定压力时溢流阀开启,泄压至指定压力。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
CB02 | Change of applicant information |
Address after: 111 Hongda Road, Hongshan Photoelectric Industrial Park, Wuxi, Jiangsu, 214145 Applicant after: Wuxi Lang Xian lightweight Polytron Technologies Inc Address before: 111 Hongda Road, Hongshan Photoelectric Industrial Park, Wuxi, Jiangsu, 214145 Applicant before: Wuxi Co., Ltd of Lang Xian motor vehicle assembly research and development centre |
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CB02 | Change of applicant information | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20170818 |
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WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |