[发明专利]一种张口薄壁弯曲半管零件的复合成形模具及方法

说明书

本发明公开了一种张口薄壁弯曲半管零件的复合成形模具和方法，模具包括上模和下模，上模包括凸模、压边圈、下模包括凹模、调整垫块、导向装置，乳化液灌注在凹模型腔内，板料放置在凹模上表面正确位置，凸模按照设置的位移参数下移，同时凹模液室内的液体压力按照设置的压力进行增压，直至凸模与凹模液室合模。

技术领域

本发明涉及一种半管类零件的塑性成形方法，特别是一种端头具有张口特征的薄壁弯曲半管零件的成形方法及模具。

背景技术

大尺寸高温不锈钢薄壁管在大型飞起管路系统中应用较为广泛，零件长度1米以上，直径超过300mm，零件厚度只有0.6mm－0.8mm。由于零件管径大、厚度薄、沿轴向变截面及零件端头的张口特征，同时受设设备加工能力等因素导致该类型的零件无法采用弯管工艺进行整体成形。针对该类型的零件，通常采用拉深工艺先成形半管零件，然后对半管零件进行扩口，最终将两个半管零件进行拼焊。采用拉深成形时，半管弯曲外侧与弯曲内侧的流料阻力不同，导致在拉深过程中板料与凸模之间产生相对滑动，易造成半管零件内侧起皱的现象，同时凸模与板料之间的相对滑动在板料与凸模接触一侧产生较严重的划伤。半管成形结束后对零件端头扩口时由于半管零件端头无周向约束，在扩口时易造成塑形失稳，导致扩口质量差、扩口尺寸精度低等缺陷，需要进行大量的手工修整，严重影响了零件的表面质量、降低了生产效率。

发明内容

为了解决扩口类薄壁半管零件的内侧起皱、扩口精度差、成形效率低的问题，本发明提供了一种大尺寸张口薄壁半管零件的复合成形模具。

一种张口薄壁弯曲半管零件的复合成形模具，包括上模和下模，上模包括凸模、凸模模座、压边圈、压边圈模座、导板，凸模外形与零件产品外形一致，两端头为球面形状的工艺补充面，球面直径与半管零件的直径一致，在工艺补充面最低点处设有多个排气孔，压边圈中间有凸模通过孔，压边圈下表面设置有两条拉延筋，拉延筋外形和位置对应于半管零件两侧外形和位置，压边圈安装在压边圈模座内，凸模与压边圈模座之间设有导板，凸模沿导板上下运动，压边圈模座与设备的压边滑块相连接并在压边滑块的控制下上下运动；下模包括凹模、凹模座、调整垫块、导向装置，凹模型腔侧面设置有充液接口和排液接口，乳化液通过充液接口灌注在型腔内，通过排液接口排出，凹模嵌入凹模座内，凹模上表面设置拉延槽，与压边圈的拉延筋位置相对应，凹模与凹模座设有调节间距的调整垫块，在压边圈模座和凹模座之间设有导向装置，凸模与凹模通过导向装置运动至合模状态。

一种张口薄壁弯曲半管零件的复合成形方法包括以下几个步骤：

1在压力机上设置凸模位移参数、压边圈压边力、凹模型腔内液体压力参数；

2计算零件成形所需板料尺寸，并进行下料，在板料上下表面铺聚乙烯薄膜；

3调整凹模与压边圈之间的间隙，使得压边间隙控制在1.05－1.2倍的材料厚度；

4将板料放置在凹模上表面正确位置；

5压边圈下移，压边力加载结束后，凸模按照设置的位移参数下移，同时凹模液室内的液体压力按照设置的压力进行增压，直至凸模与凹模液室合模；

6通过充液接口卸载凹模液室内的液体压力，压边圈上移，凸模上移，取出成形后的零件。

本发明的有益效果是：采用被动式充液成形时，在液体压力的作用下能够抑制板料与凸模之间的相对滑动，弯曲半管的内外侧进料更加的均匀，使得已成形部分零件外形得以保持，不会产生相对滑动，同时在液体压力的反胀效果下可以抑制弯曲半管内侧的起皱缺陷。由于液体压力抑制板料与凸模之间的相对滑动，减少了由于相对滑动产生的划伤，进一步提高了零件的表面质量。采用局部刚性模拉深整形的方式能够在被动式充液成形的基础上使弯曲半管零件端头的扩口部分达到贴膜状态。同时局部整形模的设计制造能够减少模具精加工量，缩短模具研配周期，降低模具的制造与调试成本，缩短模具制造周期，提高生产效率。

附图说明