[发明专利]一种超径变轻量化内高压成形工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种超径变轻量化内高压成形工艺，是通过将多根不同管径的管件进行端口加工后焊接在一起，在端口加工的过程中，多根管件进行了缩径或扩径操作，与内高压成形工艺相比，缩径或扩径的径变量要远大于内高压成形工艺，随后对这些管件进行焊接使其连接成一体，再将焊接后的管件放置到内高压模具后进行成形，由此大大提高了内高压成形工艺管件的径变量，同时也提高了材料利用率。

背景技术

在汽车零部件的生产过程中，对于异型管的加工经常会使用到内高压成形工艺，现有技术中的内高压成形工艺可以参考申请人在专利号为201310331382.1的中国发明专利中和专利号为201610103783.5的中国发明专利中公开的内高压成形设备和具体的成形工艺。

但现有的内高压成形工艺中，存在着管件径变量不宜过大的问题，这是由于管件的形变量是由极限值的，当管件在局部区域形变量超过该极限值时，会导致管件发生破裂,内部液体流出，压力外泄，使得成形失败。故想要制造大径变量的工件，一般是先在冲压机上进行预成形冲压，然后再将冲压后的管件放置到内高压成形设备中进行加工，但是这种方式一方面步骤繁琐，另一方面冲压成型的成形质量要远低于内高压成形。

针对于此，哈尔滨工业大学在专利号为201610825458.x的中国发明专利中公开了一种大截面差异形截面管件胀压复合成形方法，它涉及一种大截面差异形截面管状零件的成形方法，该方法主要步骤是：步骤一、确定待成形的大截面差异形截面管件上若干横截面的周长及等效直径，确定胀压复合成形模具的结构及侧向挤压模具的内型腔尺寸和初始位置；步骤二、截取具有一定长度的等直径圆截面管坯，放入到胀压复合成形模具中；步骤三、通过压力介质入口向等直径圆截面管坯内部充入具有一定压力的压力介质，胀形获得变直径圆截面管坯；步骤四、驱动侧向挤压模具对变直径圆截面管坯进行挤压，得到大截面差异形截面管件；步骤五、卸除压力，打开胀压复合成形模具后取出成形好的管件。

但是，上述专利中的工件变径工艺需要预先在管件的外壁上开设压力介质入口，在注入压力介质后再通过侧向挤压模具对管件进行挤压，这一方面由于在管件外壁上开设了入口，会导致管件入口附近的管壁会脆化，另一方面还需要外设挤压模具，导致成本的增加。

另外，在专利号为201610190025.1的中国发明专利中也公开了一种内高压成型管件的变径预成型工艺，以管径为d0的管坯为加工基材，d0介于成品管件的最大管径d1和最小管径d2之间，按照成品要求，对管坯的相应部位分别进行减径或扩径操作使达到相应的管径，所述减径是采用模具挤压的方式完成，所述扩径是采用模具内高压扩径的方式完成。本发明另提供内高压成型管件的变径预成型减径设备，包括基座，设置在基座上的夹持机构，所述夹持机构上安装有减径模具用于给管坯的局部减径。本发明以管径介于目标最大管径和最小管径的管坯为加工基材，能够减小内高压扩径难度，提高成品率。

但是，上述专利中公开的内高压成型管件的变径预成型工艺，是通过外设的模具对管坯的中部进行扩径或缩径，在保证管件不发生破裂的前提下，其扩径和缩径的幅度其实也相当有限，而且根据其实施例中的详细介绍，该专利的减径操作实质上是通过减径模具由四周向中心硬挤压，和传统的冲压成型也没有实质区别，最终的成形质量不高。

综上所示，现有技术中的变径工艺，都需要外设模具和工具，成形工艺复杂，且它们扩径位置附近的管件相等，同一管径管件受到材料本身延伸率限制，管径变化有限无法满足更大的径变要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而提供一种能在不增加成本的前提下快捷高效地改变径变量的超径变轻量化内高压成形工艺。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种超径变轻量化内高压成形工艺,包括了如下步骤：

一、选取两根管径不同的管件，其中一根管件的端口直径为d1,另一根管件的端口直径为d2，在初始状态下，d2>d1；

二、对两根管件的端口进行缩径或扩径的加工，使得两根管件的端口直径d2=d1；

三、将两根管件放置到摩擦焊设备中，并使得两根管件的端口正对；

四、启动摩擦焊设备，使得两根管件的端部通过摩擦焊的方式焊接在一起；

五、将焊接后的两根管件放置到内高压模具中，并通过夹具将其固定在模腔中；

六、将内高压模具进行合模操作；

七、启动内高压模具两端的液压缸，由液压缸驱动堵头将焊接后管件的两端密封住；