軸線連續彎曲異形管件充液成形方法技術

一種軸線連續彎曲異形管件充液成形方法。其主要內容是在不增加工序的基礎上，通過調整彎曲角度和彎曲半徑，采用一個相對彎曲半徑較大的彎曲段代替連續的彎曲段，并利用CNC(Computer?numerical?control)彎管機彎出與最終零件軸線近似的管坯，然后利用預成形將這些彎曲后的管件壓出連續的彎曲段，最后采用充液成形工序對預成形后的管件進行整形。本發明專利技術提供的軸線連續彎曲異形管件充液成形方法，能夠減小連續彎曲管件的壁厚減薄，管件彎曲段截面畸變小，成形精度高。與此同時CNC彎曲階段采用單個大半徑的彎曲段代替連續的彎曲段能夠大大降低對彎曲模具和CNC彎管機能力的要求，因此能夠降低生產成本，提高生產效率。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于金屬壓力加工
，特別是涉及平面內帶有連續彎曲管材的充液成形方法。
技術介紹
軸向彎曲異形管件在汽車、航空、航天等領域中有著廣泛的應用，常用于汽車進氣零件、車體結構和航空航天各系統管路中。而充液成形工藝是成形此類管狀零件的主要方法。廣義的管材充液成形工序通常包括彎管、預成形、充液成形、切割等工序。對于彎曲軸線異性管件的充液成形，通常先要經過彎曲工序，將管材彎曲成與零件軸線相同或近似的形狀；如果零件的截面復雜或管材直徑大于模具型腔最小寬度，管材不能放入模具型腔，還需要進行預成形工序。預成形工序主要有三個方面作用：一是對于管材的直徑大于模具型腔寬度的零件，通過預成形將管材壓扁使管材能夠順利放到充液成形模具中，避免充液成形模具合模過程中出現飛邊缺陷；二是預先分配材料，使零件在充液成形過程中變形均勻，便面出現起皺和破裂等缺陷，三是合理的預成形形狀能夠降低充液成形合模過程中的設備合模力，提高生產效率。將預成形后的管材在高壓液體的作用下貼靠充液模具型腔成形出所需形狀的零件。最后切除多余的工藝補充面成形出最終的零件。充液成形的彎曲工序主要采用CNC(Computernumericalcontrol)彎曲。在汽車底盤中所用的異性管材零件左右對稱件居多，為了提高生產效率節省模具成本，通常做法是采用一模兩件成形，因此管材彎段的數量增加了一倍。CNC彎曲通常采用帶芯軸的繞彎方式，彎曲出的管件精度高、截面畸變小、生產效率高。如果兩個彎曲段的之間的直段長度過小或者連續的彎曲段，CNC彎曲模具的夾持段需要造形夾模來實現，這就需要更復雜的多層彎曲模具和多層的CNC彎管機。而CNC彎管機的層數越多，價格就越昂貴，成本越高。這也為管材的彎曲提出了更高的要求。
技術實現思路
為了解決上述問題，本專利技術的目的在于提供一種在不增加工序和設備能力的情況下，高效、高精度的連續軸線彎曲異形管件充液成形方法。本專利技術提供的連續軸線彎曲異形管件充液成形方法所采用的技術方案是：1)選擇圓形長管作為坯料，根據最終零件的中心線的長度確定管坯的長度。2)彎曲工序：在CNC彎管機上進行彎曲工序，為了避免彎曲模具造形夾模和多層彎曲模需求，將面內的兩個連續彎曲段(或中間直段長度小于1.5倍管徑的兩個彎曲段)用一個相對彎曲半徑大的彎曲段代替，并且保證這個大彎曲段兩側直段之間的夾角盡量接近連續彎曲段兩側直段之間的夾角。對于多個同在一個平面內的連續彎曲段彎曲過程可采用相同的彎曲半徑。3)預成形工序：將彎曲后的管材放入預成形模具對2)所述的大彎曲段進行進一步壓彎和其對他特征的局部成形，以保證預成形后的管材能夠順利的放入充液成形模具。預成形的沖壓方向平行于連續彎曲段所在的平面。4)充液成形工序：將預成形后的管材放入充液成形模具對3)壓彎后產生畸變或塌陷彎曲段和其他局部特征進行高壓充液整形。5)切割工序：切除工藝補充面成形出最終的管件。本專利技術的有益效果是能夠減小管材連續彎曲段彎曲內側的壁厚減薄率，提高成形質量；減少了彎曲階段彎曲模具和CNC彎管機的層數和復雜程度降低了生產成本；彎曲工序由原來的彎兩個彎曲段變成彎一個彎曲段節省了工序時間，提高了生產效率。附圖說明下面結合附圖和實施例對本專利技術進一步說明。圖1是本專利技術提供的軸線連續彎曲異形管件充液成形方法所適于制作的一種左右對稱零件結構示意圖。圖2是本專利技術一個實施例的一模兩件成形方案示意圖。圖3是本專利技術提供的軸線連續彎曲異形管件充液成形方法典型零件彎曲工序所需成形零件的示意圖。圖4是本專利技術提供的軸線連續彎曲異形管件充液成形方法典型零件預成形合模過程示意圖。圖5是本專利技術提供的軸線連續彎曲異形管件充液成形方法典型零件充液成形合模過程示意圖。圖6是本專利技術提供的軸線連續彎曲異形管件充液成形方法典型零件充液成形過程典型截面變化情況示意圖。圖中：1、4、6、8、11典型要成形零件中的直線段；2、3、5、7、9、10典型要成形零件中的彎曲段；12、14、16、18彎曲工序所成形零件的直段；13、15、17彎曲工序所成形零件的彎曲段；19預成形模具上模；20彎曲工序所成形的管材；21預成形模具下模；22充液成形模具上模；23預成形工序所成形的零件；24充液成形模具下模。具體實施方式如圖1--圖6所示，本專利技術提供的軸線連續彎曲異形管材充液成形方法包括按照順序進行的下列步驟：1)根據零件左右對稱的特征，采用一模兩件的成形方式。2)根據要成形零件的軸線長度和各截面周長確定原始管坯的規格。3)彎曲工序：由于彎曲段5和7之間的直段長度小于1.5倍管坯直徑，彎曲數模設計采用彎曲段15來代替目標零件的中間直段6和彎曲段5、7，用直段14和彎曲段13代替目標零件連續彎曲段2、3，用直段16和彎曲段17來代替連續的彎曲段9、10。同時保證直段12、14和直段1、4，直段14、16和直段4、8，直段16、18和直段8、11之間的夾角近似其角度偏差小于10°。彎曲段13、15、17采用相同的彎曲半徑。彎曲工序采用單層的彎曲模具在單層的CNC彎管機上即可完成。4)預成形工序：預成形模具的合模方向平行于連續彎曲段2、3和9、10所在的平面并與直段6垂直。將彎曲工序所成形的管材20放入到預成形模具，由于彎曲后的管材中的直段14、16之間的夾角和預成形模具下模21的型面約束，使彎曲工序所成形的管材20能夠在預成形模具下模21中定位。5)充液成形工序：根據成形零件的幾何特征充液工序的合模方向與預成形工序合模方向垂直，一方面預成形后的管材能夠順利放入充液成形模具的型腔里；另一方面保證模具型腔兩端的側推缸能夠水平放置。充液成形模具合模充入高壓液體，最終使管件完全貼模，成形出所需的形狀。6)切除多余的工藝補充面成形出圖1所示的完整的零件。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種軸線連續彎曲異形管件充液成形方法，其特征在于：它包括按順序進行的下列步驟：1)根據最終零件的軸線長度和截面周長確定原始管坯的規格；2)管材彎曲：管材彎曲過程中用單個彎曲段代替原零件中同在一個平面內連續的兩個彎曲段(或中間直段長度小于1.5倍管徑的兩個彎曲段)，若有多個同在一個平面內的連續彎曲段，則用多個彎曲半徑相同的單彎曲段代替。每個彎曲段兩側的直段與之間的夾角原零件連續彎曲段兩側直段夾角的角度偏差小于10°；3)預成形：將彎曲后的管材放入預成形模具中，其中預成形的合模方向平行于連續彎曲段所在的平面，利用預成形壓制出連續的彎曲段；4)充液成形：將預成形后的零件放入充液成形模具中，打入高壓液體對預成形壓彎造成的截面畸變、塌陷和其他特征進行整形；5)切除多余的工藝補充面成形出完整的零件。

【技術特征摘要】
1.一種軸線連續彎曲異形管件充液成形方法，其特征在于：它包括按
順序進行的下列步驟：
1)根據最終零件的軸線長度和截面周長確定原始管坯的規格；
2)管材彎曲：管材彎曲過程中用單個彎曲段代替原零件中同在一個平
面內連續的兩個彎曲段(或中間直段長度小于1.5倍管徑的兩個彎曲段)，
若有多個同在一個平面內的連續彎曲段，則用多個彎曲半徑相同的單彎曲
段代替。每個彎曲段兩側的直段與之間的夾角原零件連續彎曲段兩側直段
夾角的角度偏差小于10°；
3)預成形：將彎曲后的管材放入預成形模具中，其中預成形的合模方
向平行于連續彎曲段所在的平面，利用預成形壓制出連續的彎曲段；
4)充液成形：將預成形后的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：郎利輝，孔德帥，
申請(專利權)人：北京航空航天大學，
類型：發明
國別省市：北京;11