[发明专利]一种异形截面空心钢管的内高压成形加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车用异形钢管零件领域，特别是涉及一种异形截面空心钢管的内高压成形加工方法。

背景技术

管材液压成形（又称内高压成形）是一种制造空心整体构件的先进制造技术，与传统的先冲压后焊接的空心构件制造工艺相比具有明显的优势，降低成本的同时能够提高零件的强度和刚度。

汽车防撞梁用异形钢管要求具有较高的抗冲击性能和抗弯强度。现有矩形截面空心钢管大都为单缝焊接钢管或双缝焊接钢管，其应力集中现象严重，受到冲击容易产生脆断，使用性能低。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种异形截面空心钢管的内高压成形加工方法，能够解决现有汽车防撞异形钢管存在的上述问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种异形截面空心钢管的内高压成形加工方法，包括如下步骤：

（1）钢管弯曲：先对钢管进行加热处理，然后采用弯折机将加热后的钢管的轴线弯曲成和零件的轴线相同或类似的形状；

（2）入模：将步骤（1）中弯曲后的钢管放入到与零件形状相同的下模的型腔内；

（3）嵌入内凹截面预制坯：在钢管内对应所述下模型腔带有圆角或弯角的位置嵌入放置相应形状的内凹截面预制坯；

（4）钢管封端：利用侧推缸在步骤（3）中所述钢管的两端装入密封冲头，从而将所述钢管端部密封；

（5）合模加工：利用合模压力机的滑块带动上模下行到距离下模一定的高度，然后向封端后的钢管内部通入高压液体，并使钢管内部的压力与上模行程相匹配，直到完成合模；

（6）冲孔：在步骤（5）中合模加工后且卸压之前，利用内部高压液体作为支撑凹模，在所述钢管外部采用外部冲头在冲孔部位同步冲孔；

（7）卸压，回收内部高压液体，开模得到所述异形截面空心钢管。

在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（1）中，所述加热的温度为600～800℃。

在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（5）中，所述钢管内部的压力与上模行程相匹配的方法是指在给钢管内部通入高压液体时，钢管内部的压力与上模和下模之间的距离H 应满足以下公式：

P≤2.5σ_S d/H

式中：P 为钢管内部压力，d为钢管壁厚，H 为上模和下模之间的距离。

在本发明一个较佳实施例中，所述高压液体为乳化液。

在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（3）中，所述下模型腔的内壁面对应所述钢管嵌入内凹截面预制坯的部分还涂覆有润滑油。

本发明的有益效果是：本发明一种异形截面空心钢管的内高压成形加工方法，采用内高压成型方法制备而成，为一体成型结构，没有焊缝存在，几乎不存在应力现象，整体强度高，耐冲击韧性好，性能稳定，在汽车防撞杆领域具有良好的应用前景。

具体实施方式

下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

本发明实施例包括：

实施例1

一种异形截面空心钢管的内高压成形加工方法，包括如下步骤：

（1）钢管弯曲：先将待加工钢管置入600～800℃的高温炉中进行加热处理，使其容易弯曲，然后采用弯折机将加热后的钢管的轴线弯曲成和零件的轴线相同或类似的形状；

（2）入模：将步骤（1）中弯曲后的钢管放入到与零件形状相同的下模的型腔内；

（3）嵌入内凹截面预制坯：在钢管内对应所述下模型腔带有圆角或弯角的位置嵌入放置相应形状的内凹截面预制坯，并在下模型腔的内壁面对应所述钢管嵌入内凹截面预制坯的部分预先涂覆、MoS₂润滑油或聚乙烯润滑膜，以降低圆角或弯角处的摩擦阻力，降低弯曲所需内压力；

（4）钢管封端：利用侧推缸在步骤（3）中所述钢管的两端装入密封冲头，从而将所述钢管端部密封；

（5）合模加工：利用合模压力机的滑块带动上模下行到距离下模一定的高度，然后向封端后的钢管内部通入乳化液作为高压液体，并使钢管内部的压力与上模（1）行程相匹配，直到完成合模；

所述钢管内部的压力与上模行程相匹配的方法是指在给钢管内部通入乳化液时，钢管内部的压力与上模和下模之间的距离H 应满足以下公式：

P≤2.5σ_S d/H

式中：P 为钢管内部压力，d为钢管壁厚，H 为上模和下模之间的距离；