[发明专利]一种基于体积膨胀力的管材胀形方法及模具

摘要

本发明涉及一种基于体积膨胀力的管材胀形方法及模具，属于汽车零部件生产工艺技术领域。所述方法包括在密封的管材中充水，降温使水结冰，管材在模具的型腔内导向下膨胀成所需形状。本发明降低了管材胀形对设备的密封要求、高压液源要求等，缩短了试制周期，降低了开发成本。

主权项

1.一种基于体积膨胀力的管材胀形方法，其特征在于，包括：在密封的管材中充水，降温使水结冰，管材在模具的型腔内导向下膨胀成所需形状；具体步骤为：(1)、在管材中预先充入常温水，两端进行密封；(2)、将预先充入常温水的管材放入带凹模腔的模具，模具闭合，冷却，在冷却过程中，水结成冰，所产生的体积胀形力对管材进行胀形；(3)、待管材膨胀至与凹模腔贴合后，将管材从模具中取出，放置在常温下，冰融化，利用水的流动性，将使水从管材型腔中流出，获得所需的胀形管件；上述步骤(2)中，冷却速度由胀形力加载曲线控制，建立胀形力与管材长度之间的关系式：其中，p_胀形为管材胀形力，p_屈服为管材的屈服强度，C为水的比热容，ρ为水的密度，r为管材半径，l为管材长度，Δt为水结成冰温度变化，p_冷为冷却功率，p₀为是单位质量水结成冰所能形成的胀形力；P_冷＝V_液氮ρ_液氮×C_液氮×Δt/t，其中，V_液氮为液氮的体积，ρ_液氮为液氮的密度，C_液氮为液氮的比热容，Δt为水结成冰温度变化，t为时间。