[发明专利]一种内高压成形设备

说明书

技术领域

本发明涉及内高压成形设备，尤其涉及一种能获得大于400MPa内压的内高压成形设备。

背景技术

在飞机、航天器和汽车制造领域，零部件的轻量化是制造技术发展的一个趋势，内高压成形就是在这种背景下发展起来的一种制造空心工件的先进制造技术，是一种利用液体作为成形介质，通过控制内压力和材料流动来达到成形中空零件目的的材料成形工艺。

现有的内高压成形机一般通过增压器注液加压和推头的轴向加力补料把管坯压入到模具型腔内使其成形，包括增压器、合模压力机、内高压模具和液压缸等结构，内高压成形工艺过程如下：将工件放置在内高压模具的下模腔内，接着压力机驱动施压头下压，将上下模紧密闭合而将工件封闭在型腔中，随后两侧的液压缸驱动安装在其上的推头向管坯内推进直至将管坯的端部密封。分别安装在两侧液压缸上的推头，其中一个推头内部中空，成形充液通孔，且通孔的入口开设在推头的侧壁上，并与高压油路管螺纹连接。当增压器启动时，通过高压油管向管坯内注入液体介质，且随着液体介质的注入，管坯内部的内压不断升高，推动管壁向外胀形，同时推头继续向内轴向加力补料，直至管坯完成成形。但是，现有的内高压成形机在成形时由于受到高压油管承压能力以及侧向液压缸最大推力的限制，内压一般只能达到400MPa，因此无法加工一些形变量大的复杂工件以及一些体积较大、管壁较厚的空心构件；并且，如需在内高压成形机上增设冲孔装置利用内高压成形时的内部高压进行冲孔，由于内压不够高，冲孔后的落料可能会落入成形的管件内部，从而增加了后续的清理工作，使得生产效率较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术而提供一种能克服高压油管承压能力和液压缸推力限制而产生大于400MPa内压的内高压成形设备。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种内高压成形设备，包括合模压力机、内高压模具、第一侧向液压缸和第二侧向液压缸，其中所述内高压模具包括上模和下模，所述上模固定连接在所述合模压力机的施压头下端，而所述下模设置在所述合模压力机的工作平台上，且所述上模和下模上相对设置上模腔和下模腔，在合模状态下，前述上模腔和下模腔形成容置管坯的型腔，同时该型腔在所述内高压模具的两侧形成型腔口；所述第一侧向液压缸和第二侧向液压缸分别设置在所述内高压模具的两侧型腔口处，且所述第一侧向液压缸和第二侧向液压缸的输出端分别设有与所述型腔口相匹配的第一推头和第二推头，且该第一推头和第二推头均能伸入所述型腔内部而与管坯端口相抵，并能将管坯端口密封，其中所述第一推头具有内部空腔，其侧壁上开设有一用来连通高压油管和内部空腔的充液孔，其特征在于：所述第一侧向液压缸内部设有第三侧向液压缸，该第三侧向液压缸的输出端设置有第三推头，而该第三推头穿设于第一推头的空腔中且能在第三侧向液压缸的驱动下沿空腔轴向移动；所述第三推头内部设置有轴向的充液通孔，其中该充液通孔的出液口设置在所述第三推头自由端的端面，而该充液通孔的入液口设置在所述第三推头的侧壁上并能与所述第一充液孔连通。

所述第三推头的头部突出于所述第一推头，从而使所述第三推头与所述第一推头表面连接处形成有台阶面，不仅利于第一推头密封管坯端部，且第三推头的截面半径小于第一推头，使得第三推头进入管坯内部，方便向管坯内部注液，而当管坯内压接近400MPa时，可有效推进第三推头使得管坯内压进一步提高，从而得到较大的管坯内压。

作为优选，所述第一充液孔与所述入液口的大小相等，当第一充液孔与入液口连通，第一推头和第三推头配合注液时，可避免第一充液孔孔口与入液口孔口的大小落差而阻碍液体介质从高压油管流入充液通孔向管坯内部注液。

为充分利用内高压成形过程中的内部高压，使得冲孔后的落料能直接推出，减少后续的清理工作，从而提高生产效率，所述内高压模具上设有一冲孔装置。

作为优选，所述冲孔装置包括设置在所述内高压模具上的油缸以及设置在所述油缸输出端的竖直冲头，该冲头的自由端位于开设在所述型腔内表面的冲头孔中且与该冲头孔匹配。

作为优选，所述冲头自由端的端面与所述模具型腔的内表面齐平，可避免在内高压成形过程中冲头挤压管坯而影响成形。