CN110560544A - 一种大截面差空心结构件轴压胀锻工艺方法 - Google Patents

一种大截面差空心结构件轴压胀锻工艺方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110560544A
CN110560544A CN201910990431.XA CN201910990431A CN110560544A CN 110560544 A CN110560544 A CN 110560544A CN 201910990431 A CN201910990431 A CN 201910990431A CN 110560544 A CN110560544 A CN 110560544A
Authority
CN
China
Prior art keywords
diameter area
area
diameter
section
die
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910990431.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN110560544B (zh
Inventor
初冠南
苑世剑
孙磊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hit Weihai Innovation Pioneer Park Co ltd
Harbin Institute of Technology Weihai
Original Assignee
Harbin Institute of Technology Weihai
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harbin Institute of Technology Weihai filed Critical Harbin Institute of Technology Weihai
Priority to CN201910990431.XA priority Critical patent/CN110560544B/zh
Publication of CN110560544A publication Critical patent/CN110560544A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110560544B publication Critical patent/CN110560544B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D26/00—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces
    • B21D26/02—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces by applying fluid pressure
    • B21D26/033—Deforming tubular bodies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D26/00—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces
    • B21D26/02—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces by applying fluid pressure
    • B21D26/033—Deforming tubular bodies
    • B21D26/047—Mould construction

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Forging (AREA)

Abstract

一种中空零件成形方法，特别涉及一种大截面差空心结构件轴压胀锻工艺方法。本发明解决了目前大截面差零件内高压成形存在的壁厚减薄的问题。方法如下：先制造大截面差预成形坯，然后在内部充填流体介质，相当于将管材变为实心棒材，再沿轴向压缩大径区，在内部介质支撑下，随着压缩进行各部位逐渐贴模；最后再进一步压缩大径区使其长度缩短壁厚增厚到目标值，成形结束。本发明是提高该类零件壁厚均匀性的方法，同时还能起到提高形状精度的作用。

Description

一种大截面差空心结构件轴压胀锻工艺方法
技术领域
本发明涉及工业制造技术领域的一种成形方法，尤其涉及一种大截面差空心结构件轴压胀锻工艺方法。
背景技术
大截面差变径管是汽车排气***关键形状，其特征是截面变径率大，一般都超过1.5。对于该大变径率零件，最早是采用焊接拼装的方法制造，存在工序多，焊缝易腐蚀，焊接热变形大等不足。随着汽车对该类零件质量要求的提高，焊接拼装工艺不能满足高品质制造需求。近几年液压成形被用来制造该类零件。液压成形避免了焊缝的引入，但存在壁厚减薄问题，大径区的壁厚减薄率超过20％，严重降低了零件使用性能。专利CN106311857A提出了能降低壁厚减薄的成形方法，但该方法是对横截面进行压缩，即所成形的零件其截面周长是减小的，因此不能用于截面变大的零件的制造。更为重要的是它没有改善壁厚的作用即不能使零件沿轴向壁厚均匀。针对此问题，本发明提出了一种提高该类零件壁厚均匀性的方法，同时还能起到提高形状精度的作用。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种大截面差空心结构件轴压胀锻工艺方法。
本发明所采用的技术方案是：
步骤一、成形出大截面差预成形零件1，可以通过液压成形或者旋压等变径工艺；为表述方便将预成形零件1划分为三个特征区，大径区a、过渡区b和小径区c；在前述变径工艺过程中大径区壁厚肯定小于过渡区和小径区的壁厚，对预成形零件1的预成型质量要求是其小径区的形状与终成形零件7的小径区形状相同；过渡区形状接近终成形零件7，具体讲形状误差不超过30％；大径区的长度大于终成形零件7的大径区长度，具体讲比终成形零件7的大径区长度大1％-50％；大径区的截面轮廓周长不大于终成形零件7的截面轮廓周长，具体比终成形零件7的大径区的截面轮廓周长小0-20％；
步骤二、终成形模具，包括端部冲头2、端部冲头3、上模4和下模5，将预成形零件1放入下模5中，合模，然后将预成形零件1内部填充满流体介质，并密封，相当于将其转为实心结构，
步骤三、端部冲头2和端部冲头3沿轴向推压大径区，在内部流体介质的支撑下管坯材料向未贴模区域移动，填充满模具型腔，变形模式类似于闭式模锻，
步骤四、当贴模度达到90％以上时，通过调压阀6控制内部流体介质的支撑压力p，内压p需保证在步骤五中已经贴靠模具的管坯始终贴合在模具型腔上，
步骤五、端部冲头2和端部冲头3沿轴向继续相向移动，对大径区进行压缩，因此大径区轴向长度缩短，则大径区的壁厚增厚，当大径区壁厚增厚至目标值时，停止压缩，
步骤六、排除内部流体介质，打开模具取出零件7。
上述实施方式并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本发明的保护范围。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.相比焊接拼装的制造方法，不存在焊缝，零件的耐腐蚀好，美观且形状精度高；
2.所成形零件大径区不存在壁厚减薄，结构性能优异；
3.通过推压使各处贴模而不是通过升高内压使零件像吹气球一样膨胀贴模，所需要的压力很小，特别是能成形出锐利的轮廓线；
4.成形过程中始终为压缩变形，材料受三向压应力作用，不易破裂，因此本技术能用于低塑性材料成形；
本发明设计合理、工作可靠、效果显著，具有较强的推广价值。
附图说明
图1初始零件和终成形模具示意图。
图2将预成型零件放入终成形模具合模示意图。
图3沿轴向推压大径区贴模具90％示意图。
图4调压管坯贴合在模具型腔上示意图。
图5端部冲头和端部冲头相向移动，对大径区进行压缩示意图。
图6成型零件7示意图。
1-预成形零件 2-端部冲头 3-端部冲头 4-上模 5-下模 6-调压阀 7-终成形零件
具体实施方式
如图1-6所示，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
方式一：步骤一、成形出大截面差预成形零件1，可以通过液压成形或者旋压等变径工艺；为表述方便将预成形零件1划分为三个特征区，大径区a、过渡区b和小径区c；在前述变径工艺过程中大径区壁厚肯定小于过渡区和小径区的壁厚。对预成形零件1的预成型质量要求是其小径区的形状与终成形零件7的小径区形状相同；过渡区形状接近终成形零件7，具体讲形状误差不超过30％；大径区的长度大于终成形零件7的大径区长度，具体讲比终成形零件7的大径区长度大1％-50％；大径区的截面轮廓周长不大于终成形零件7的截面轮廓周长，具体比终成形零件7的大径区的截面轮廓周长小0-20％；
步骤二、终成形模具，包括端部冲头2、端部冲头3、上模4和下模5，将预成形零件1放入下模5中，合模，然后将预成形零件1内部填充满流体介质，并密封，相当于将其转为实心结构，
步骤三、端部冲头2和端部冲头3沿轴向推压大径区，在内部流体介质的支撑下管坯材料向未贴模区域移动，填充满模具型腔，变形模式类似于闭式模锻，
步骤四、当贴模度达到90％以上时，通过调压阀6控制内部流体介质的支撑压力p，内压p需保证在步骤五中已经贴靠模具的管坯始终贴合在模具型腔上，
步骤五、端部冲头2和端部冲头3沿轴向继续相向移动，对大径区进行压缩，因此大径区轴向长度缩短，则大径区的壁厚增厚，当大径区壁厚增厚至目标值时，停止压缩，
步骤六、排除内部流体介质，打开模具取出零件7。
方式二：本实施方式中的支撑压力p为1-1000MPa。其他与具体实施方式一相同。

Claims (3)

1.一种大截面差空心结构件轴压胀锻工艺方法，其特征在于：方法的步骤：
步骤一、成形出大截面差预成形零件(1)，可以通过液压成形或者旋压等变径工艺；为表述方便将预成形零件1划分为三个特征区，大径区a、过渡区b和小径区c；在前述变径工艺过程中大径区壁厚肯定小于过渡区和小径区的壁厚，对预成形零件(1)的预成型质量要求是其小径区的形状与终成形零件(7)的小径区形状相同；过渡区形状接近终成形零件(7)，具体讲形状误差不超过30％；大径区的长度大于终成形零件(7)的大径区长度，具体讲比终成形零件7的大径区长度大1％-50％；大径区的截面轮廓周长不大于终成形零件(7)的截面轮廓周长，具体比终成形零件(7)的大径区的截面轮廓周长小0-20％；
步骤二、终成形模具，包括端部冲头(2)、端部冲头(3)、上模(4)和下模(5)，将预成形零件(1)放入下模5中，合模，然后将预成形零件(1)内部填充满流体介质，并密封，相当于将其转为实心结构，
步骤三、端部冲头(2)和端部冲头(3)沿轴向推压大径区，在内部流体介质的支撑下管坯材料向未贴模区域移动，填充满模具型腔，变形模式类似于闭式模锻，
步骤四、当贴模度达到90％以上时，通过调压阀(6)控制内部流体介质的支撑压力p，内压p需保证在步骤五中已经贴靠模具的管坯始终贴合在模具型腔上，
步骤五、端部冲头(2)和端部冲头(3)沿轴向继续相向移动，对大径区进行压缩，因此大径区轴向长度缩短，则大径区的壁厚增厚，当大径区壁厚增厚至目标值时，停止压缩，
步骤六、排除内部流体介质，打开模具取出零件7。
2.根据权利要求1所述的一种大截面差空心结构件轴压胀锻工艺方法，其特征在于：流体介质为液体或气体。
3.根据权利要求1所述的一种大截面差空心结构件轴压胀锻工艺方法，其特征在于：内压p为1-1000MPa。
CN201910990431.XA 2019-10-17 2019-10-17 一种大截面差空心结构件轴压胀锻工艺方法 Active CN110560544B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910990431.XA CN110560544B (zh) 2019-10-17 2019-10-17 一种大截面差空心结构件轴压胀锻工艺方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910990431.XA CN110560544B (zh) 2019-10-17 2019-10-17 一种大截面差空心结构件轴压胀锻工艺方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110560544A true CN110560544A (zh) 2019-12-13
CN110560544B CN110560544B (zh) 2021-02-09

Family

ID=68785327

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910990431.XA Active CN110560544B (zh) 2019-10-17 2019-10-17 一种大截面差空心结构件轴压胀锻工艺方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110560544B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111451351A (zh) * 2020-04-30 2020-07-28 初冠南 一种管状件成形成性一体化方法
CN113172391A (zh) * 2020-01-24 2021-07-27 大众汽车股份公司 成形地制造封闭的空心轴的方法
CN113878016A (zh) * 2021-09-28 2022-01-04 上海孚庭科技有限公司 一种复杂截面管件成形方法
CN114653806A (zh) * 2022-03-01 2022-06-24 哈尔滨工业大学（威海） 一种用于高强钢变径管状件的预成型方法
CN114789217A (zh) * 2022-04-27 2022-07-26 广东轻量科技发展有限责任公司 一种汽车桥壳、汽车桥壳模具、及成形方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004268096A (ja) * 2003-03-10 2004-09-30 Nippon Steel Corp ハイドロフォーム加工方法
JP2005288532A (ja) * 2004-04-05 2005-10-20 Nippon Steel Corp ハイドロフォーム加工方法
JP2007275967A (ja) * 2006-04-11 2007-10-25 Nippon Steel Corp ハイドロフォーム加工における金型の割れ検知方法および装置
CN102740991A (zh) * 2010-02-04 2012-10-17 新日本制铁株式会社 液压成形方法和液压成形装置
CN204448968U (zh) * 2015-02-14 2015-07-08 中国重型机械研究院股份公司 一种管件内高压成形装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004268096A (ja) * 2003-03-10 2004-09-30 Nippon Steel Corp ハイドロフォーム加工方法
JP2005288532A (ja) * 2004-04-05 2005-10-20 Nippon Steel Corp ハイドロフォーム加工方法
JP2007275967A (ja) * 2006-04-11 2007-10-25 Nippon Steel Corp ハイドロフォーム加工における金型の割れ検知方法および装置
CN102740991A (zh) * 2010-02-04 2012-10-17 新日本制铁株式会社 液压成形方法和液压成形装置
CN204448968U (zh) * 2015-02-14 2015-07-08 中国重型机械研究院股份公司 一种管件内高压成形装置

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113172391A (zh) * 2020-01-24 2021-07-27 大众汽车股份公司 成形地制造封闭的空心轴的方法
CN111451351A (zh) * 2020-04-30 2020-07-28 初冠南 一种管状件成形成性一体化方法
CN111451351B (zh) * 2020-04-30 2022-08-09 初冠南 一种管状件成形成性一体化方法
CN113878016A (zh) * 2021-09-28 2022-01-04 上海孚庭科技有限公司 一种复杂截面管件成形方法
CN113878016B (zh) * 2021-09-28 2024-03-08 上海孚庭科技有限公司 一种复杂截面管件成形方法
CN114653806A (zh) * 2022-03-01 2022-06-24 哈尔滨工业大学（威海） 一种用于高强钢变径管状件的预成型方法
CN114653806B (zh) * 2022-03-01 2023-12-22 哈尔滨工业大学（威海） 一种用于高强钢变径管状件的预成型方法
CN114789217A (zh) * 2022-04-27 2022-07-26 广东轻量科技发展有限责任公司 一种汽车桥壳、汽车桥壳模具、及成形方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110560544B (zh) 2021-02-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110560544B (zh) 一种大截面差空心结构件轴压胀锻工艺方法
CN100537074C (zh) 锥形件充液拉深成形时防止悬空区破裂的装置
CN104307908B (zh) 一种厚壁管材的等通道成形模具及其成型管材的方法
CN101537471B (zh) 一种圆锥轴承内圈锻造方式的改进方法
CN103537509B (zh) 一种大型多管嘴管道热挤压成形工艺制定与模具设计方法
CN110869590B (zh) 中空阀的制造方法
CN1193839C (zh) 钛合金波纹管超塑成形的方法
CN108723162B (zh) 一种流体压力诱导成形切向非封闭变截面管状零件的方法
CN1644264A (zh) 一种能降低成形压力的管状零件内高压成形方法
CN101972795A (zh) 一种金属弯头的加工工艺
CN105598265A (zh) 一种小相对弯曲半径大径厚比薄壁弯曲管件的整体成形方法
CN1962107A (zh) 轴对称薄壁大截面比异型曲面零件的内外压复合成形方法
CN111451351B (zh) 一种管状件成形成性一体化方法
CN101234465A (zh) 一种球阀阀芯的成形方法
CN109693083A (zh) 一种大长径比钛合金壳体的塑性成形方法
CN206316303U (zh) 结合齿轮小齿圈径向楔压模
CN113976789B (zh) 一种带内外法兰结构的钛合金薄壁超大锥角异形环锻件空心缩径挤压成形工艺方法
CN107413875B (zh) 一种管材挤压成形模具及其成形方法
CN113028116A (zh) 适合多阀类阀门的圆腔含阀体阀盖的坯体及加工方法
CN106041415A (zh) 一种挤压制坯的中空充钠气门成形方法
CN105499418A (zh) 超薄壁圆筒形件的缩口装置及其应用方法
CN113319238B (zh) 一种复杂铝合金传动轴锻件多向锻造成形的方法
CN111112431B (zh) 充液挤压成型的方法及其获得的叶片
CN101143417A (zh) 车架管件超塑成型制法
CN113028114A (zh) 适合多阀类阀门的扁椭腔含阀体阀盖的坯体及成型方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20230110

Address after: 264200 No. 2, Wenhua West Road, Shandong, Weihai

Patentee after: HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY (WEIHAI)

Patentee after: HIT (WEIHAI) INNOVATION PIONEER PARK Co.,Ltd.

Address before: 264200 No. 2, Wenhua West Road, Shandong, Weihai

Patentee before: HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY (WEIHAI)

TR01 Transfer of patent right