一種內(nèi)高壓成型管件沖孔方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種內(nèi)高壓成型管件沖孔方法，在內(nèi)高壓成型后，無需進(jìn)一步設(shè)置沖孔工裝，靠成型模具實(shí)體支撐，利用液體壓力對(duì)沖孔部位施力，使得沖孔部位受力均勻，提高沖孔精度；沖孔方向由內(nèi)向外，從而徹底解決內(nèi)沖孔造成的產(chǎn)品內(nèi)陷問題，同時(shí)沖孔產(chǎn)生的毛刺在工件外側(cè)，可以通過后續(xù)的簡(jiǎn)單打磨去除，產(chǎn)品整體光潔度好。本發(fā)明還公開了一種實(shí)現(xiàn)上述的內(nèi)高壓成型管件沖孔方法的裝置，通過裝置的優(yōu)化設(shè)置，即可實(shí)現(xiàn)上述提出的方法，從而保證上述方法適用性強(qiáng)，加工成本較低。
【專利說明】
一種內(nèi)高壓成型管件沖孔方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及管件加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種內(nèi)高壓成型管件沖孔方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在汽車底盤、儀表盤支架等部位的管件加工領(lǐng)域，通常采用內(nèi)高壓成型進(jìn)行加工。為了使得內(nèi)高壓成型的管環(huán)能夠與其他零件裝配，通常都要在管環(huán)上打出幾個(gè)到十幾個(gè)孔。常規(guī)加工方法是首先通過內(nèi)高壓對(duì)工件進(jìn)行成型，然后通過模具內(nèi)沖頭打孔方法對(duì)成型后的工件進(jìn)行打孔。
[0003]如圖1所示，內(nèi)高壓成型是把一定長度的管環(huán)放入模具內(nèi)，在內(nèi)部液體(水或油)壓力的作用下，通過控制液體壓力和材料流動(dòng)，使管環(huán)向沿徑向向外擴(kuò)張，產(chǎn)生塑型變形來成形空心結(jié)構(gòu)件的制造技術(shù)。模具內(nèi)沖頭打孔方法，該打孔方法的工藝過程為:管環(huán)成型后，保持管內(nèi)較高內(nèi)壓，以高壓液體作為支撐，沖頭由外向內(nèi)高速動(dòng)作，將孔料從胚料上直接沖出。這樣可以減少加工工序，降低生產(chǎn)成本并提高定位精度。然而，這種打孔方法存在以下缺陷:
[0004]1.由于沖孔時(shí)僅靠高壓液體作為支撐，胚料沖孔邊緣位置不可避免的會(huì)產(chǎn)生一定程度的內(nèi)陷，且沖孔在管材內(nèi)表面產(chǎn)生毛刺難以清除。
[0005]2.沖孔孔徑越大，所需要沖孔力越大，就需要沖孔油缸噸位較大，費(fèi)用成本高。且受限于液壓成型機(jī)上空間有限，而沖孔油缸尺寸偏大，下模具上的孔一般很難打出來，需要增加額外的打孔工序。
[0006]3.受孔料直徑限制，沖頭桿的直徑最大不能超過孔料直徑，導(dǎo)致沖桿受力可以達(dá)至lj620MPa，接近材料的屈服強(qiáng)度，沖頭疲勞壽命低，更換沖頭時(shí)需要把模具取下來，耗費(fèi)工時(shí)。
[0007]4.沖孔后孔料會(huì)掉入內(nèi)高壓成形管件中，增加了后續(xù)的清理工作，降低了生產(chǎn)效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為解決【背景技術(shù)】中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種內(nèi)高壓成型管件沖孔方法。
[0009]本發(fā)明提出的一種內(nèi)高壓成型管件沖孔方法，包括下列步驟:
[0010]S1、將待沖孔管件放入模腔內(nèi)，使所述管件待打孔部位位于打孔工位，向所述管件內(nèi)注入液體，其中所述模腔側(cè)壁設(shè)有沖壓孔，所述沖壓孔內(nèi)設(shè)有限位擋件；
[0011]S2、增大所述管件內(nèi)的液體壓力至第一壓力閾值Pl，使得所述管件側(cè)壁抵靠所述限位擋件，其中，P1<PC，PC為管件側(cè)壁形變壓力閾值；
[0012]S3、繼續(xù)增大所述管件內(nèi)的液體壓力至第二壓力閾值P2，驅(qū)動(dòng)所述限位擋件向遠(yuǎn)離所述管件方向后退，直至沖孔完成，其中，P2多Pc。
[0013]優(yōu)選地，在SI中，向所述管件內(nèi)注入水。
[0014]優(yōu)選地，在S3中，驅(qū)動(dòng)所述限位擋件向遠(yuǎn)離所述管件方向后退第一預(yù)設(shè)距離LI，L1>t，其中t為所述管件壁厚。
[0015]優(yōu)選地，L1:t = I.I?1.3;優(yōu)選地，L1:t = 1.2。
[0016]優(yōu)選地，還包括:S4、將所述管件內(nèi)液體排出，驅(qū)動(dòng)所述限位擋件向靠近所述管件方向移動(dòng)，將沖孔產(chǎn)生的孔料推出。
[0017]優(yōu)選地，在S4中，驅(qū)動(dòng)所述限位擋件向靠近所述管件方向移動(dòng)第二預(yù)設(shè)距離L2，L2_L1〉t ο
[0018]本發(fā)明中，所提出的內(nèi)高壓成型管件沖孔方法，在內(nèi)高壓成型后，無需進(jìn)一步設(shè)置沖孔工裝，靠成型模具實(shí)體支撐，利用液體壓力對(duì)沖孔部位施力，使得沖孔部位受力均勻，提高沖孔精度;沖孔方向由內(nèi)向外，從而徹底解決內(nèi)沖孔造成的產(chǎn)品內(nèi)陷問題，同時(shí)沖孔產(chǎn)生的毛刺在工件外側(cè)，可以通過后續(xù)的簡(jiǎn)單打磨去除，產(chǎn)品整體光潔度好。
[0019]本發(fā)明還提出了一種實(shí)現(xiàn)上述的內(nèi)高壓成型管件沖孔方法的裝置，包括:包括:模具組件、進(jìn)液缸、增壓缸、驅(qū)動(dòng)缸；
[0020]模具組件內(nèi)具有容納待加工管件的模腔，所述模腔兩端分別具有第一開口和第二開口，所述模腔側(cè)壁上設(shè)有容納通槽，所述容納通槽內(nèi)設(shè)有沖孔鑲塊，沖孔鑲塊內(nèi)設(shè)有沿所述容納通槽延伸方向設(shè)置的沖壓孔，沖孔鑲塊靠近所述模腔一端設(shè)有孔料剪切部；
[0021]進(jìn)液缸位于所述模腔一端，進(jìn)液缸上設(shè)有用于與待加工管件第一端密封的第一密封部，進(jìn)液缸的出液口位于所述第一密封部上；
[0022]增壓缸位于所述模腔遠(yuǎn)離進(jìn)液缸一端，增壓缸上設(shè)有用于與待加工管件第二端密封的第二密封部，增壓缸的增壓輸出端位于所述第二密封部上；
[0023]驅(qū)動(dòng)缸上設(shè)有限位擋件，限位擋件位于所述沖壓孔內(nèi)且與所述沖壓孔密封配合。
[0024]優(yōu)選地，沖孔鑲塊可拆卸安裝在模具組件上。
[0025]優(yōu)選地，模具組件包括第一模件和第二模件，第一模件和第二模件配合形成模腔，所述容納通槽設(shè)置在第一模件和/或第二模件上。
[0026]優(yōu)選地，驅(qū)動(dòng)缸采用沖壓油缸，限位擋件采用沖壓沖頭。
[0027]本發(fā)明中，通過優(yōu)化設(shè)置的裝置，即可實(shí)現(xiàn)上述提出的方法，從而保證上述方法適用性強(qiáng)，加工成本較低。
【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明提出的一種內(nèi)高壓成型管件沖孔裝置初始狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖2為本發(fā)明提出的一種內(nèi)高壓成型管件沖孔裝置打孔結(jié)束后的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]如圖1和2所示，圖1為本發(fā)明提出的一種內(nèi)高壓成型管件沖孔裝置初始狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為本發(fā)明提出的一種內(nèi)高壓成型管件沖孔裝置打孔結(jié)束后的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]本發(fā)明提出一種內(nèi)高壓成型管件沖孔方法，其包括下列步驟:
[0032]S1、將待沖孔管件放入模腔內(nèi)，使所述管件待打孔部位位于打孔工位，向所述管件內(nèi)注入液體，其中所述模腔側(cè)壁設(shè)有沖壓孔，所述沖壓孔內(nèi)設(shè)有限位擋件；
[0033]S2、增大所述管件內(nèi)的液體壓力至第一壓力閾值Pl，使得所述管件側(cè)壁抵靠所述限位擋件，其中，PKPC，PC為管件側(cè)壁形變壓力閾值；
[0034]S3、繼續(xù)增大所述管件內(nèi)的液體壓力至第二壓力閾值P2，驅(qū)動(dòng)所述限位擋件向遠(yuǎn)離所述管件方向后退，直至沖孔完成，其中，P2多Pc;
[0035]S4、將所述管件內(nèi)液體排出，驅(qū)動(dòng)所述限位擋件向靠近所述管件方向移動(dòng)，將沖孔產(chǎn)生的孔料推出。
[0036]在向管件內(nèi)進(jìn)行增壓的過程中，首先在管件內(nèi)液體壓力增大至第一壓力閾值的過程中，管件發(fā)生形變，使其側(cè)壁與所述模腔內(nèi)壁貼合，保證模腔內(nèi)壁為管件側(cè)壁提供支撐，隨著管件內(nèi)液體壓力繼續(xù)增大至第二壓力閾值時(shí)，液體壓力超過管壁形變壓力閾值，此時(shí)驅(qū)動(dòng)位于所述沖壓孔處的限位擋件快速后退，使得管件在模腔內(nèi)壁支撐作用和液體壓力作用下，管件的待打孔部位被剪切，實(shí)現(xiàn)沖孔。
[0037]本實(shí)施例中，所提出的內(nèi)高壓成型管件沖孔方法，在內(nèi)高壓成型后，無需進(jìn)一步設(shè)置沖孔工裝，靠成型模具實(shí)體支撐，利用液體壓力對(duì)沖孔部位施力，使得沖孔部位受力均勻，提高沖孔精度;沖孔方向由內(nèi)向外，從而徹底解決內(nèi)沖孔造成的產(chǎn)品內(nèi)陷問題，同時(shí)沖孔產(chǎn)生的毛刺在工件外側(cè)，可以通過后續(xù)的簡(jiǎn)單打磨去除，產(chǎn)品整體光潔度好。
[0038]在增壓過程中，管件側(cè)壁形變壓力閾值Pc對(duì)第一壓力閾值和第二壓力閾值的設(shè)計(jì)較為重要，管件側(cè)壁形變壓力閾值Pdi過下列公式確定:PC = 4r^bt/d，其中，Sb為所述管件材料的抗拉強(qiáng)度，t為所述管件壁厚，d為打孔直徑，η為所述管件材料的剪切系數(shù);通過對(duì)管件側(cè)壁形變壓力閾值Pc的定量計(jì)算，便于預(yù)設(shè)沖孔過程中的第一壓力閾值和第二壓力閾值。
[0039]在S2中，可以向所述管件內(nèi)充入水作為增壓液體，由于水壓縮系數(shù)很大，對(duì)水進(jìn)行增壓時(shí)，從I個(gè)大氣壓狀態(tài)壓縮到10MPa時(shí)，體積減小不超過5%，因此對(duì)增壓缸輸出行程要求較低，降低設(shè)備成本；同時(shí)，采用水作為沖孔壓力介質(zhì)，水的安全性好，并且能夠在沖孔過程中為管件側(cè)壁進(jìn)行有效降溫。
[0040]在S3中，驅(qū)動(dòng)所述限位擋件向遠(yuǎn)離所述管件方向后退第一預(yù)設(shè)距離LI，Ll>t，其中t為所述管件壁厚，優(yōu)選地，Ll:t=l.l?1.3，更優(yōu)選地，L1: t = 1.2;保證沖孔時(shí)，孔料從管壁上徹底剪切，保證加工的準(zhǔn)確性，并且不對(duì)管件內(nèi)部的液體壓力造成較大影響，保證加工穩(wěn)定性。
[0041 ]在S4中，驅(qū)動(dòng)所述限位擋件向靠近所述管件方向移動(dòng)第二預(yù)設(shè)距離L2，L2-L1 > t;保證剪切后的孔料徹底彈出。
[0042]參照?qǐng)D1和2，本發(fā)明提出的一種實(shí)現(xiàn)上述內(nèi)高壓成型管件沖孔方法的裝置，包括:模具組件、進(jìn)液缸3、增壓缸4、驅(qū)動(dòng)缸；
[0043]模具組件包括第一模件11和第二模件12，第一模件11和第二模件12配合形成容納待加工管件6的模腔，所述模腔兩端分別具有第一開口和第二開口，模具組件上設(shè)有與所述模腔連通的容納通槽，所述容納通槽內(nèi)設(shè)有沖孔鑲塊2，沖孔鑲塊2可拆卸安裝在模具組件上，沖孔鑲塊2內(nèi)設(shè)有沿所述容納通槽延伸方向設(shè)置的沖壓孔，沖孔鑲塊2靠近所述模腔一端設(shè)有孔料剪切部;所述容納通槽可根據(jù)需要設(shè)置在第一模件11和/或第二模件12上；
[0044]進(jìn)液缸3位于所述模腔一端，進(jìn)液缸3上設(shè)有用于與待加工管件6第一端密封的第一密封部，進(jìn)液缸3的出液口位于所述第一密封部上；
[0045]增壓缸4位于所述模腔遠(yuǎn)離進(jìn)液缸3—端，增壓缸4上設(shè)有用于與待加工管件6第二端密封的第二密封部，增壓缸4的增壓輸出端位于所述第二密封部上；
[0046]驅(qū)動(dòng)缸上設(shè)有限位擋件5，限位擋件5位于所述沖壓孔內(nèi)且與所述沖壓孔密封配入口 O
[0047]本實(shí)施例的內(nèi)高壓成型管件沖孔方法的具體工作過程中，首先打開第一模件和第二模件，將待沖孔管件6放入模腔內(nèi)，使所述管件6待打孔部位位于打孔工位，將第一模件和第二模件合模，然后將進(jìn)液缸和增壓缸分別放置在所述管件兩端，并且進(jìn)液缸和增壓缸分別通過第一密封部和第二密封部與管件兩端密封，然后進(jìn)液缸向所述管件6內(nèi)注入液體，限位擋件5位于沖壓孔內(nèi)的初始位置，限位擋件5的工作面與所述模腔內(nèi)壁平滑過渡，然后通過增壓缸增大所述管件6內(nèi)的液體壓力至第一壓力閾值P1，使得所述管件6側(cè)壁發(fā)生形變與所述模腔內(nèi)壁貼合并且待打孔部位抵靠所述限位擋件5的工作面，然后繼續(xù)增大所述管件6內(nèi)的液體壓力至第二壓力閾值P2，驅(qū)動(dòng)缸驅(qū)動(dòng)限位擋件5向遠(yuǎn)離所述管件6方向后退第一預(yù)設(shè)距離LI，直至沖孔完成，最后驅(qū)動(dòng)缸驅(qū)動(dòng)限位擋件向靠近所述管件方向移動(dòng)第二預(yù)設(shè)距離L2，使得保證剪切后的孔料徹底彈出。
[0048]在【具體實(shí)施方式】中，可以直接使用現(xiàn)有內(nèi)沖頭打孔方法所采用的裝置實(shí)施本發(fā)明的方法，實(shí)現(xiàn)成型與沖孔連續(xù)完成，從而另外無需配置加工設(shè)備，即可提高沖孔精度，便于后續(xù)打磨加工。
[0049]此外，現(xiàn)有技術(shù)中，驅(qū)動(dòng)缸的沖壓沖頭需要承受材料的剪切力和水在孔料上的壓力，因此所需的沖孔力Fizl/^PJic^+r^bJidt，而本實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)缸的限位擋件的作用為在水漲時(shí)支撐孔料與在沖孔結(jié)束后將孔料彈出，其所需的驅(qū)動(dòng)力為F2 = l/4P3id2-r^b3idt，F(xiàn)2約為&的20%。因此，所需驅(qū)動(dòng)缸的噸位較小，費(fèi)用成本低，從而提高其空間利用率，設(shè)計(jì)更加靈活。并且，限位擋件所受應(yīng)力大大降低，因此其使用壽命大大延長，可以連續(xù)生產(chǎn)。
[0050]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種內(nèi)高壓成型管件沖孔方法，其特征在于，包括下列步驟: 51、將待沖孔管件(6)放入模腔內(nèi)，使所述管件(6)待打孔部位位于打孔工位，向所述管件(6)內(nèi)注入液體，其中所述模腔側(cè)壁設(shè)有沖壓孔，所述沖壓孔內(nèi)設(shè)有限位擋件(5); 52、增大所述管件(6)內(nèi)的液體壓力至第一壓力閾值Pl，使得所述管件(6)側(cè)壁抵靠所述限位擋件(5)，其中，P1<PC，PC為管件側(cè)壁形變壓力閾值； 53、繼續(xù)增大所述管件(6)內(nèi)的液體壓力至第二壓力閾值P2，驅(qū)動(dòng)所述限位擋件(5)向遠(yuǎn)離所述管件(6)方向后退，直至沖孔完成，其中，P2彡P(guān)c。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)高壓成型管件沖孔方法，其特征在于，在SI中，向所述管件(6)內(nèi)注入水。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)高壓成型管件沖孔方法，其特征在于，在S3中，驅(qū)動(dòng)所述限位擋件(5)向遠(yuǎn)離所述管件(6)方向后退第一預(yù)設(shè)距離LI，Ll>t，其中t為所述管件(6)壁厚。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)高壓成型管件沖孔方法，其特征在于，L1:t = 1.1?1.3;優(yōu)選地，L1:t = l.2。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)高壓成型管件沖孔方法，其特征在于，還包括:S4、將所述管件(6)內(nèi)液體排出，驅(qū)動(dòng)所述限位擋件(5)向靠近所述管件(6)方向移動(dòng)，將沖孔產(chǎn)生的孔料推出。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的內(nèi)高壓成型管件沖孔方法，其特征在于，在S4中，驅(qū)動(dòng)所述限位擋件(5)向靠近所述管件(6)方向移動(dòng)第二預(yù)設(shè)距離L2，L2-Ll>t。7.—種用于實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-6所述的內(nèi)高壓成型管件沖孔方法的裝置，其特征在于，包括:模具組件、進(jìn)液缸(3)、增壓缸(4)、驅(qū)動(dòng)缸； 模具組件內(nèi)具有容納待加工管件(6)的模腔，所述模腔兩端分別具有第一開口和第二開口，所述模腔側(cè)壁上設(shè)有容納通槽，所述容納通槽內(nèi)設(shè)有沖孔鑲塊(2)，沖孔鑲塊(2)內(nèi)設(shè)有沿所述容納通槽延伸方向設(shè)置的沖壓孔，沖孔鑲塊(2)靠近所述模腔一端設(shè)有孔料剪切部； 進(jìn)液缸(3)位于所述模腔一端，進(jìn)液缸(3)上設(shè)有用于與待加工管件(6)第一端密封的第一密封部，進(jìn)液缸(3)的出液口位于所述第一密封部上； 增壓缸(4)位于所述模腔遠(yuǎn)離進(jìn)液缸(3)—端，增壓缸(4)上設(shè)有用于與待加工管件(6)第二端密封的第二密封部，增壓缸(4)的增壓輸出端位于所述第二密封部上； 驅(qū)動(dòng)缸上設(shè)有限位擋件(5)，限位擋件(5)位于所述沖壓孔內(nèi)且與所述沖壓孔密封配入口 ο8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的內(nèi)高壓成型管件沖孔方法，其特征在于，沖孔鑲塊(2)可拆卸安裝在模具組件上。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的內(nèi)高壓成型管件沖孔方法，其特征在于，模具組件包括第一模件(11)和第二模件(12)，第一模件(11)和第二模件(12)配合形成模腔，所述容納通槽設(shè)置在第一模件(11)和/或第二模件(12)上。10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的內(nèi)高壓成型管件沖孔方法，其特征在于，驅(qū)動(dòng)缸采用沖壓油缸，限位擋件(5)采用沖壓沖頭。
【文檔編號(hào)】B21D26/035GK105921585SQ201610291126
【公開日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年4月29日
【發(fā)明人】陳旭林, 劉兵, 鄭玉磊, 陳紹明, 鄧小波, 羅強(qiáng)豐, 楊杰
【申請(qǐng)人】保隆(安徽)汽車配件有限公司