本發明專利技術提出的一種雙向加壓管材充液成形實驗裝置及其應用，該雙向加壓管材充液成形實驗裝置包括實驗平臺和液壓控制系統，實驗平臺包括下沖頭、下支撐板、下限位滑塊、加熱層、上限位滑塊、上支撐板和上沖頭；液壓控制系統包括四柱式液壓機、沖頭液壓缸、熱油冷卻裝置、增壓缸、壓力傳感器、溢流閥和油箱。本發明專利技術提出一種雙向加壓管材充液成形實驗裝置，自動化程度高、應用范圍廣，其高集成度能有效的降低實驗成本；且該雙向加壓管材充液成形實驗裝置使用安全，便于操作，實驗過程噪音低、無污染。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于金屬壓力加工領域，具體涉及一種雙向加壓管材充液成形實驗裝置及其應用。
技術介紹
汽車輕量化是當今汽車制造業發展的主潮流，近年來隨著節能減排要求的日益迫切和輕量化技術的不斷發展，汽車制造領域出現了許多內高壓技術成形的空心結構件。內高壓成形技術即利用充入管腔中的具有一定壓力的液體介質作為凸模，在液體壓力及管端所施加的軸向力的共同作用下，使管坯發生變形貼合模具型腔而得到所需幾何形狀的零件。但受材料力學性能以及加工工藝的影響，目前許多空心管件仍無法使用內高壓成形技術成形。為此，學術界又提出了雙向加壓管材充液成形工藝以及雙向加壓管材熱態充液成形工藝。雙向加壓管材充液成形工藝即在脹形前，使管料的內外兩側均充有具有一定初始壓力高壓液體，然后增加內側的壓力，外側的壓力稍減小或保持不變，管料靠其內外兩側的壓力差完成脹形，雙向加壓管材充液成形工藝與管材內高壓成形相比，材料成形極限大大提高；雙向加壓管材熱態充液成形工藝則是在脹形前，使管料的內外兩側均充有具有一定初始壓力高壓液體，加熱管料的內外兩側的液體介質，然后增加內側的壓力，外側的壓力稍減小或保持不變，管料靠其內外兩側的壓力差完成脹形。雙向加壓管材熱態充液成形工藝與管材內高壓成形相比，其管材內壓成形極限大，所能成形零件的復雜程度高，成形所需壓力低。目前，國內對于雙向加壓管材充液成形工藝以及雙向加壓管材熱態充液成形工藝的研究還僅僅停留在理論階段，同時也缺乏相應的實驗設備對這兩種新型工藝進行驗證， 這極大地阻礙了新型工藝的發展。
技術實現思路
為了解決上述問題，本專利技術提出一種雙向加壓管材充液成形實驗裝置及其應用， 該雙向加壓管材充液成形實驗裝置很好的完成雙向加壓管材充液成形實驗、雙向加壓管材熱態充液成形實驗以及管材內高壓成形實驗。該雙向加壓管材充液成形實驗裝置的自動化程度高、應用范圍廣，其高集成度能有效的降低實驗成本；且該雙向加壓管材充液成形實驗裝置使用安全，便于操作，實驗過程噪音低、無污染。本專利技術提出的一種雙向加壓管材充液成形實驗裝置，包括實驗平臺和液壓控制系統。所述的實驗平臺包括下沖頭、下支撐板、下限位滑塊、加熱層、上限位滑塊、上支撐板和上沖頭。所述的加熱層為中空的筒形結構，其頂端和底端分別與上支撐板和下支撐板連接，上支撐板和下支撐板一側均具有凸臺，上支撐板和下支撐板的凸臺均置于加熱層圍成的筒形結構內部，上支撐板、下支撐板的中心軸線位置分別具有上通孔、下通孔，且上支撐板上設置有多個排氣孔，下支撐板上設置有多個充液孔。上限位滑塊和下限位滑塊分別通過螺釘與上支撐板和下支撐板的凸臺表面相連接；上限位滑塊和下限位滑塊的中心軸線處具有通孔A和通孔B，通孔A、通孔B、上通孔和下通孔均同軸，管坯順次穿過通孔A、通孔 B、上通孔和下通孔設置，上支撐板上設置有多個排氣孔A，且上限位滑塊具有與排氣孔A相連通的排氣孔B，下支撐板設置有充液孔A，且下限位滑塊上設置充液孔B。在與上支撐板和下支撐板位置相對應的管坯內分別設置有上沖頭和下沖頭。上沖頭和下沖頭的沖頭前端相對設置，上沖頭和下沖頭的沖頭后端分別露出上支撐板的頂部和下支撐板的底部，并，上沖頭和下沖頭均具有中心通孔。所述的液壓控制系統包括四柱式液壓機、沖頭液壓缸、熱油冷卻裝置、增壓缸、壓力傳感器、溢流閥和油箱。上支撐板和下支撐板的邊緣均通過螺栓與液壓控制系統的四柱式液壓機相連接。沖頭液壓缸分別與上兩沖頭和下沖頭的沖頭后端連接。增壓缸、熱油冷卻裝置、溢流閥壓力傳感器均為兩個，兩個增壓缸的高壓端分別通過管路與熱油冷卻裝置連接后，再分別與下沖頭的充液孔A和下支撐板的充液孔B連接，熱油冷卻裝置通過設置在增壓缸前置管路中起冷卻液體作用；兩個增壓缸的低壓端均通過溢流閥與油箱連接，并在每個增壓缸的低壓端與每個溢流閥之間均設置一個壓力傳感器。應用本專利技術提出的一種雙向加壓管材充液成形實驗裝置進行雙向加壓管材充液成形實驗，包括以下幾個步驟(1)更換上限位滑塊和下限位滑塊，設定管坯的實驗長度，上支撐板與加熱層完全配合接觸，調節下沖頭位置，將管坯放入實驗裝置中。(2)向管坯充入液體，排出管坯內的空氣后，上沖頭軸向進給，完成管坯內腔密封； 打開上支撐板上的排氣孔A和上限位滑塊排氣孔的B，通過充液孔A和充液孔B中向加熱層與管坯外壁之間形成的外腔內充入液體，排出外腔內空氣后關閉排氣孔A和排氣孔B進行密封，調節管坯內外壓力，卸壓取出成形的管坯，完成實驗。應用本專利技術提出的一種雙向加壓管材充液成形實驗裝置進行雙向加壓管材熱態充液成形實驗，包括以下幾個步驟(1)更換上限位滑塊和下限位滑塊設定管坯實驗長度，上支撐板與加熱層完全配合接觸，調節下沖頭位置，將管坯放入實驗裝置中。(2)向管坯充入液體，排出管坯內空氣后，上沖頭軸向進給，完成管坯內腔密封； 打開上支撐板上的排氣孔A和上限位滑塊排氣孔的B，通過充液孔A和充液孔B中向加熱層與管坯外壁之間形成外腔內充入液體，排出外腔內空氣后關閉排氣孔A和排氣孔B進行密封；通過加熱層將外腔中的液體介質進行加熱；調節管坯內外壓力，開始成形，待完全成形后，卸壓，冷卻后取出成形的管坯，完成實驗。應用本專利技術提出的一種雙向加壓管材充液成形實驗裝置進行管材內高壓充液成形實驗，包括以下幾個步驟(1)調整上限位滑塊和下限位滑塊設定管坯實驗長度，上支撐板與加熱層完全配合接觸，調節下沖頭位置，將管坯放入實驗裝置中。(2)向管坯充入液體，排出管坯內空氣后，上沖頭軸向進給，完成管坯內腔密封，調節管坯內的壓力，開始成形，待成形后卸壓，取出成形的管坯，完成實驗。本專利技術的優點在于5 (1)本專利技術提出一種雙向加壓管材充液成形實驗裝置，自動化程度高、應用范圍(2)本專利技術提出一種雙向加壓管材充液成形實驗裝置，其高集成度能有效的降低實驗成本；(3)本專利技術提出一種雙向加壓管材充液成形實驗裝置，使用安全，便于操作，能很好的滿足現代企事業單位的工作要求；(4)本專利技術提出一種雙向加壓管材充液成形實驗裝置，實驗過程噪音低、無污染。 附圖說明圖1 本專利技術的提出的一種雙向加壓管材充液成形實驗裝置結構示意圖。圖2 本專利技術的提出的一種雙向加壓管材充液成形實驗裝置實驗平臺示意圖。圖3 本專利技術的提出的一種為雙向加壓管材充液成形實驗裝置液壓控制系統示意圖。圖中101下沖頭； 102下支撐板； 103下限位滑塊；104加熱層；105上限位滑塊；106上支撐板； 107上沖頭； 201四柱式液壓機；202沖頭液壓缸；203熱油冷卻裝置；204增壓缸； 205壓力傳感器；206溢流閥； 207油箱；301管坯。具體實施例方式下面將結合附圖和實施例對本專利技術作進一步的詳細說明。本專利技術提出的一種雙向加壓管材充液成形實驗裝置，如圖1所示，包括實驗平臺和液壓控制系統。所述的實驗平臺包括下沖頭101、下支撐板102、下限位滑塊103、加熱層104、上限位滑塊105、上支撐板106和上沖頭107。如圖2所示，所述的加熱層104為中空的筒形結構，其內層含電阻絲，用于加熱，外層為冷卻隔熱層；其頂端和底端分別與上支撐板106和下支撐板102連接，上支撐板106和下支撐板102優選為圓形結構，一側具有凸臺，連接時凸臺均置于加熱層104圍成的筒形結構內部，并將凸臺邊緣與加熱層104接觸處設置密封圈進行密封。上支撐板1本文檔來自技高網...
【技術保護點】
１．一種雙向加壓管材充液成形實驗裝置，其特征在于：包括實驗平臺和液壓控制系統；所述的實驗平臺包括下沖頭、下支撐板、下限位滑塊、加熱層、上限位滑塊、上支撐板和上沖頭；所述的加熱層為中空的筒形結構，其頂端和底端分別與上支撐板和下支撐板連接，上支撐板和下支撐板一側均具有凸臺，上支撐板和下支撐板的凸臺均置于加熱層圍成的筒形結構內部，上支撐板、下支撐板的中心軸線位置分別具有上通孔、下通孔，且上支撐板上設置有多個排氣孔，下支撐板上設置有多個充液孔；上限位滑塊和下限位滑塊分別通過螺釘與上支撐板和下支撐板的凸臺表面相連接；上限位滑塊和下限位滑塊的中心軸線處具有通孔Ａ和通孔Ｂ，通孔Ａ、通孔Ｂ、上通孔和下通孔均同軸，管坯順次穿過通孔Ａ、通孔Ｂ、上通孔和下通孔設置，上支撐板上設置有多個排氣孔Ａ，且上限位滑塊具有與排氣孔Ａ相連通的排氣孔Ｂ，下支撐板設置有充液孔Ａ，且下限位滑塊上設置充液孔Ｂ；在與上支撐板和下支撐板位置相對應的管坯內分別設置有上沖頭和下沖頭，上沖頭和下沖頭的沖頭前端相對設置，上沖頭和下沖頭的沖頭后端分別露出上支撐板的頂部和下支撐板的底部，并，上沖頭和下沖頭均具有中心通孔；所述的液壓控制系統包括四柱式液壓機、沖頭液壓缸、熱油冷卻裝置、增壓缸、壓力傳感器、溢流閥和油箱；上支撐板和下支撐板的邊緣均通過螺栓與液壓控制系統的四柱式液壓機相連接；沖頭液壓缸分別與上兩沖頭和下沖頭的沖頭后端連接；增壓缸、熱油冷卻裝置、溢流閥壓力傳感器均為兩個，兩個增壓缸的高壓端分別通過管路與熱油冷卻裝置連接后，再分別與下沖頭的充液孔Ａ和下支撐板的充液孔Ｂ連接，熱油冷卻裝置通過設置在增壓缸前置管路中起冷卻液體作用；兩個增壓缸的低壓端均通過溢流閥與油箱連接，并在每個增壓缸的低壓端與每個溢流閥之間均設置一個壓力傳感器。...
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：郎利輝，謝亞蘇，王永銘，
申請(專利權)人：北京航空航天大學，
類型：發明
國別省市：11
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