專(zhuān)利名稱(chēng)：一種軸向補(bǔ)料的工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)械制造領(lǐng)域，具體說(shuō)是一種降低內(nèi)高壓成形軸向補(bǔ)料難度的工藝方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，軸向補(bǔ)料是提高管材內(nèi)高壓成形極限、提高壁厚均勻性的重要工藝措施。但存在的問(wèn)題是即使施加潤(rùn)滑隨著管坯內(nèi)部壓力的不斷升高，管坯與模具間的摩擦力不斷增大，軸向補(bǔ)料難度也越來(lái)越大。致使軸向補(bǔ)進(jìn)的材料在送料區(qū)形成堆置，當(dāng)摩擦力過(guò)大時(shí)甚至發(fā)生起皺失穩(wěn)，導(dǎo)致成形失敗。由于內(nèi)壓力是變形驅(qū)動(dòng)力，因此不能通過(guò)降低管坯內(nèi)部壓力的方法來(lái)降低軸向補(bǔ)料難度。實(shí)際生產(chǎn)時(shí)當(dāng)遇到成形大膨脹量或復(fù)雜截面形狀零件時(shí)，一般是通過(guò)多次預(yù)成型同時(shí)輔以退火熱處理工藝來(lái)消除加工硬化現(xiàn)象，以便在較低壓力下即可促使管坯發(fā)生進(jìn)一步的塑性變形，但這種方式增加了制造工序，大大提高了制造成本，且生產(chǎn)效率低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提出一種軸向補(bǔ)料的工藝方法，其通過(guò)在管坯上施加與內(nèi)壓力法失方向相反的磁場(chǎng)力來(lái)降低金屬管坯與模具間的摩擦力，從而降低內(nèi)高壓成形軸向補(bǔ)料難度。本發(fā)明可以通過(guò)如下措施達(dá)到。一種軸向補(bǔ)料的工藝方法，其特征在于步驟如下。A、模具準(zhǔn)備，
a、首先將通電后可產(chǎn)生磁場(chǎng)的線(xiàn)圈嵌入到模具的送料區(qū)內(nèi)，線(xiàn)圈軸向長(zhǎng)度與模具送料區(qū)長(zhǎng)度相近，線(xiàn)圈采用有絕緣層的銅芯導(dǎo)線(xiàn)并緊密纏繞成圓筒形，導(dǎo)線(xiàn)金屬芯直徑根據(jù)成形電壓選取，選擇原則如下0 5000V以下，直徑為3mm，電壓每增大0 1000V，直徑應(yīng)增力口 0. 5mm,
b、將初始管坯放入模具型腔；、模具合模，并施加合模力，合模力大小應(yīng)以能保證成形過(guò)程中上、下模具不會(huì)因內(nèi)壓升高而分開(kāi)為止，
c、采用沖頭對(duì)管坯端部施加密封，
d、向管坯內(nèi)部填充成形介質(zhì)并施加一定壓力，壓力一般應(yīng)大于0.1 σ s，(os為成形管坯的屈服應(yīng)力)，
B、成形，
a、對(duì)線(xiàn)圈通電形成磁場(chǎng)，
b、端部沖頭沿軸向進(jìn)給，把送料區(qū)管坯推進(jìn)脹形區(qū)，并持續(xù)至補(bǔ)料結(jié)束，沖頭進(jìn)給量視成形件的脹形量而定，
C、對(duì)線(xiàn)圈進(jìn)行斷電，
d、升高壓力至脹形區(qū)管坯貼模，保壓3 5秒鐘，C、取件，
a、壓力降低至OMpa，
b、端部沖頭后退至與模具型腔完全分開(kāi)為止， C、打開(kāi)模具，從模具中取出零件。本發(fā)明的有益效果是該工藝方法可以大大降低管材內(nèi)高壓成形的軸向補(bǔ)料難度；磁場(chǎng)力屬于體積力，受力體上無(wú)集中力作用點(diǎn)，成形件的表面質(zhì)量好；由于摩擦力降低，模具磨損減輕，延長(zhǎng)模具使用壽命；與傳統(tǒng)通過(guò)增加預(yù)成型工序同時(shí)輔以退火熱處理工序方法相比，該工藝方法具有成形工序少，制造成本低，所需設(shè)備噸位小等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明設(shè)計(jì)合理、便于實(shí)施、效果顯著，具有較強(qiáng)的推廣價(jià)值。


圖1是磁脈沖輔助內(nèi)高壓成形原理示意圖。圖2是無(wú)線(xiàn)圈的內(nèi)高壓成形模具示意圖。圖3是嵌入線(xiàn)圈的內(nèi)高壓成形模具示意圖。圖4是初始管坯放入嵌有線(xiàn)圈的內(nèi)高壓成形模具示意圖。圖5是開(kāi)關(guān)閉合示意圖。圖6是線(xiàn)圈通電后進(jìn)行軸向補(bǔ)料示意圖。圖7是電路開(kāi)關(guān)斷開(kāi)示意圖。圖8是高壓整形示意圖。圖中標(biāo)號(hào)是電源開(kāi)關(guān)1、7，沖頭2、6，線(xiàn)圈3、4，上模5，下模8，初始管坯9，中間工件10，終成形件11，介質(zhì)填充通道12。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。1、模具運(yùn)行準(zhǔn)備，
a、制作模具，模具由上模、下模和端部沖頭組成，模具型腔分為送料區(qū)、脹形區(qū)，上述與現(xiàn)有技術(shù)相同，此不贅述，在模具(圖2)送料區(qū)中嵌入通電后可產(chǎn)生磁場(chǎng)的線(xiàn)圈3和4，如圖 3所示，線(xiàn)圈軸向長(zhǎng)度與模具送料區(qū)長(zhǎng)度相近，線(xiàn)圈采用有絕緣層的銅芯導(dǎo)線(xiàn)并緊密纏繞成圓筒形，導(dǎo)線(xiàn)金屬芯直徑根據(jù)成形電壓選取，選擇原則如下0 5000V以下，直徑為3mm， 電壓每增大O 1000V，直徑應(yīng)增加0. 5mm,
b將初始管坯9放入模具型腔中，上模5與下模8合模，并施加相應(yīng)合模力，其要點(diǎn)為合模力應(yīng)能保證成形過(guò)程中上、下模具不會(huì)因內(nèi)壓升高而分開(kāi)，
c、端部沖頭2和6開(kāi)始軸向進(jìn)給至管坯端部完成密封，
d、自端部沖頭的介質(zhì)填充通道12向管坯內(nèi)部填充成形介質(zhì)至管坯型腔完全充滿(mǎn)為止 (如圖4所示)，保持合適的內(nèi)壓力，內(nèi)壓力應(yīng)保證管坯在軸向補(bǔ)料過(guò)程中不發(fā)生起皺失穩(wěn)， 內(nèi)壓力一般應(yīng)大于0. 1 σ s，σ s為成形管坯的屈服應(yīng)力，
2、成形，
a、電源開(kāi)關(guān)1、7閉合，如圖5所示；其要點(diǎn)為電源開(kāi)關(guān)應(yīng)在端部沖頭軸向進(jìn)給之前閉合，對(duì)線(xiàn)圈通電，電源應(yīng)為高壓電，電壓一般應(yīng)在5000V以上，b、端部沖頭2、6軸向進(jìn)給至一定位置，獲得中間形狀工件10，如圖6所示，其要點(diǎn)為軸向進(jìn)給量應(yīng)根據(jù)零件的具體脹形率或壁厚均勻性而定，
C、斷開(kāi)電路控制開(kāi)關(guān)1、7，其要點(diǎn)為斷開(kāi)時(shí)間應(yīng)在端部沖頭停止軸向進(jìn)給之后， d、升高管坯內(nèi)部的壓力至管坯完全貼模，并保壓3 5 s成形出所需形狀零件11，其要點(diǎn)為壓力至少應(yīng)升高至(I+/ ) os，、/!·，其中η為管坯材料的形變強(qiáng)化指數(shù)，Qs為屈服應(yīng)力，r為成形件的最小曲率半徑， 3、取件，
a、將管坯內(nèi)部壓力降低至OMpa，
b、端部沖頭后退至與模具型腔完全分開(kāi)， C、打開(kāi)模具，從模具中取出零件。 本發(fā)明特別適用于成形大膨脹率、復(fù)雜截面形狀等需施加軸向補(bǔ)料的空心零件。
權(quán)利要求
1.一種軸向補(bǔ)料的工藝方法，其特征在于步驟如下A、模具運(yùn)行準(zhǔn)備，a、將通電后可產(chǎn)生磁場(chǎng)的線(xiàn)圈嵌入到模具的送料區(qū)內(nèi)，b、將初始管坯放入模具型腔，合模并施加合模力，C、端部沖頭對(duì)管坯端部實(shí)行密封，并向管坯內(nèi)部填充成形介質(zhì)， d、向管坯內(nèi)部填充成形介質(zhì)并施加壓力，壓力一般應(yīng)大于0. 1 σ s，σ s為成形管坯的屈服應(yīng)力，B、成形，a、對(duì)線(xiàn)圈通電形成磁場(chǎng)，b、端部沖頭沿軸向進(jìn)給，把送料區(qū)管坯推進(jìn)脹形區(qū)，至補(bǔ)料結(jié)束，C、對(duì)線(xiàn)圈進(jìn)行斷電，d、升高管坯內(nèi)部壓力至管坯完全貼模，并保壓3 5 s， C、取件，a、卸掉管坯內(nèi)部壓力，b、端部沖頭后退至與模具型腔完全分開(kāi)， C、打開(kāi)模具，從模具中取出零件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軸向補(bǔ)料的工藝方法，其特征在于步驟中所述線(xiàn)圈軸向長(zhǎng)度與模具送料區(qū)長(zhǎng)度相近，線(xiàn)圈施加軸向固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種軸向補(bǔ)料的工藝方法，其特征在于成形介質(zhì)可以是氣體、 液體或粘性介質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軸向補(bǔ)料的工藝方法，其特征在于步驟中所述對(duì)線(xiàn)圈通電，通電時(shí)間應(yīng)持續(xù)至補(bǔ)料結(jié)束。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軸向補(bǔ)料的工藝方法，其特征在于所的管坯采用磁性材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種軸向補(bǔ)料的工藝方法，其特征在于所的管坯采用低碳鋼。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種軸向補(bǔ)料的工藝方法，其特征在于所的管坯采用不銹鋼。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種軸向補(bǔ)料的工藝方法，其特征在于所的管坯采用鋁鎂合金。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種軸向補(bǔ)料的工藝方法，其特征在于步驟為一、模具準(zhǔn)備，首先將通電后可產(chǎn)生磁場(chǎng)的線(xiàn)圈嵌入到模具的送料區(qū)內(nèi)、將初始管坯放入模具型腔、模具合模、采用沖頭對(duì)管坯端部施加密封、向管坯內(nèi)部填充成形介質(zhì)并施加一定壓力，二、成形，對(duì)線(xiàn)圈通電形成磁場(chǎng)、端部沖頭沿軸向進(jìn)給、對(duì)線(xiàn)圈進(jìn)行斷電、升高壓力至脹形區(qū)管坯貼模，三、取件，壓力降低至0MPa、端部沖頭后退至與模具型腔完全分開(kāi)為止、打開(kāi)模具，從模具中取出零件，本發(fā)明具有成形件的表面質(zhì)量好，延長(zhǎng)模具使用壽命，具有成形工序少，制造成本低，所需設(shè)備噸位小等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于成形大膨脹率、復(fù)雜截面形狀等需施加軸向補(bǔ)料的空心零件。
文檔編號(hào)B21D26/033GK102225441SQ20111006919
公開(kāi)日2011年10月26日 申請(qǐng)日期2011年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月22日
發(fā)明者初冠南, 孫清潔, 李峰, 王建勛 申請(qǐng)人:初冠南