[发明专利]一种高强度或低塑性材料空心构件低压热成形装置及方法

权利要求书

1.一种高强度或低塑性材料空心构件低压热成形装置，包括左电极（2）、左密封冲头（3）、上模具（15）、右电极（16）、右密封冲头（17）和下模具（21），其特征是：所述的上模具（15）与上工作台（11）连接，下模具（21）与下工作台（1）连接；左密封冲头（3）通过介质填充通道（5）和冷却介质开关（4）与外部冷却介质源（6）连接，同时通过单向阀（7）、减压阀（8）和进气开关（10）与外部气体介质源（9）连接；右密封冲头（17）开有泄压通道（19）并与泄压阀（18）连接；左电极（2）和右电极（16）通过导线（12）和电源开关（13）与电源（14）连接；

通过左密封冲头（3）和右密封冲头（17）对初始管坯（20）端部密封，并移到指定位置；左电极（2）和右电极（16）移至与初始管坯（20）接触，且左电极（2）设置在左密封冲头（3）的右侧，而右电极（16）设置在右密封冲头（17）的左侧。

2.根据权利要求1所述的高强度或低塑性材料空心构件低压热成形装置，其特征是：所述的初始管坯（20）的横截面周长等于终成形件截面周长的0.5-1.5倍。

3.根据权利要求1所述的高强度或低塑性材料空心构件低压热成形装置，其特征是：所述的电源开关（13）闭合，并快速将密封通电的管坯整体移至下模具（21）的型腔中，其中，移动时间不超过60秒。

4.根据权利要求1所述的高强度或低塑性材料空心构件低压热成形装置，其特征是：所述的上模具（15）按设定曲线下行，压缩管坯使其发生弯曲变形，管坯截面积随之减小，内部压力升高，促使管坯成形，整个过程中通过泄压阀（18）控制内部气压。

5.一种高强度或低塑性材料空心构件低压热成形的方法，其特征是包括以下步骤：

步骤一：模具准备，首先根据构件形状设计相应的左电极（2）、左密封冲头（3）、上模具（15）、右电极（16）、右密封冲头（17）和下模具（21），所述的上模具（15）与上工作台（11）连接，下模具（21）与下工作台（1）连接；左密封冲头（3）通过介质填充通道（5）和冷却介质开关（4）与外部冷却介质源（6）连接，同时通过单向阀（7）、减压阀（8）和进气开关（10）与外部气体介质源（9）连接；右密封冲头（17）开有泄压通道（19）并与泄压阀（18）连接；左电极（2）和右电极（16）通过导线（12）和电源开关（13）与电源（14）连接；

步骤二：初始管坯准备，选择尺寸合适的初始管坯，其中，初始管坯的横截面周长等于终成形件截面周长的0.5-1.5倍，且初始管坯长度大于零件长度；

步骤三：左密封冲头（3）和右密封冲头（17）对管坯端部密封，然后一起移到指定位置；

步骤四：左电极（2）和右电极（16）移至与初始管坯接触，其中，左电极设置在左密封冲头的右侧，而右电极设置在右密封冲头的左侧；

步骤五：调整减压阀（8），将压力减至具体工艺需要值，然后打开进气开关（10）向管坯内部通气体介质；

步骤六：电源开关（13）闭合，将密封通电的管坯整体移至下模具（21）的型腔中，且移动时间不超过60秒；

步骤七：上模具（15）下行，压缩管坯使其发生弯曲变形，管坯截面积随之减小，内部压力进一步升高，促使管坯进一步成形，整个过程中通过泄压阀（18）控制内部气压，直至模具闭合；

步骤八：保压，持续至管坯成形；

步骤九：电源开关（13）断开，打开冷却介质开关（4），向管坯内部通冷却介质，压力增至泄压阀开启，同时气体流量和通气时长满足成形件冷却工艺要求；

步骤十：关闭冷却介质开关（4），左密封冲头（3）、右密封冲头（17）、左电极（2）和右电极（16）后退至不影响成形件取出，打开模具，取出成形件（22）。

6.根据权利要求5所述的高强度或低塑性材料空心构件低压热成形的方法，其特征是：

上述的步骤五中，对于高强材料压力减至0~50MPa，低塑性材料压力减至0~40MPa。

7.根据权利要求5所述的高强度或低塑性材料空心构件低压热成形的方法，其特征是：所述的电源为脉冲电流电源。

8.根据权利要求5所述的高强度或低塑性材料空心构件低压热成形的方法，其特征是：步骤三中的指定位置为下模具（21）或便于连接电极区域。