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铝 合金车架异型管件液压成型工艺及其液压成型模具

阅读：770发布：2020-05-19

专利汇可以提供铝合金车架异型管件液压成型工艺及其液压成型模具专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种铝合金车架异型管件液压成型工艺及其液压成型模具，其工艺步骤为：给液压成型模具内管件填充液体的填充阶段、给管件内液体加压胀形的同时管件两端的左、右水平冲头按照设定的加载曲线向内推进补料的成形阶段和提高压力使过渡区圆角完全贴靠模具的整形阶段，液压成型模具包括对应的设有型腔的上模和下模，上模和下模的型腔恰能对接形成与管件最终成型的外形匹配的整体型腔，下模和上模通过内凹结构和外凸结构嵌设连接，且型腔位于外凸结构和内凹结构上，本发明能满足机器人自动焊车架对产品来料精度需求和消费者对自行车产品造型独特增高的消费需求。，下面是铝合金车架异型管件液压成型工艺及其液压成型模具专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种铝合金车架异型管件液压成型工艺，其特征在于：具体步骤如下：
填充阶段：将管件放入液压成型模具下模型腔内，液压成型模具上模下压合模，通过液压机使管材内充满液体，并排除气体，将管件的两端分别用左水平冲头(4)和右水平冲头(5)密封；
成形阶段：通过液压机对管件内液体加压胀形的同时，管件两端的左、右水平冲头按照设定的加载曲线向内推进补料，在内压和轴向补料的联合作用下使管材基本贴靠模具，成型管件除了过渡区圆角以外的大部分区域；
整形阶段：提高压力使过渡区圆角完全贴靠模具而成形为所需的工件。
2.根据权利要求1所述的铝合金车架异型管件液压成型工艺，其特征在于：所述成形阶段中液压机输出水压根据管件壁厚及造型设定30-100MPa；管件两端的左、右水平冲头位移量各为左侧缸位移范围：100㎜，右侧缸位移范围：100mm；所述整形阶段中液压机输出水压
50MPa-150MPa管件两端的水平冲头基本没有补料。
3.根据权利要求1所述的铝合金车架异型管件液压成型工艺，其特征在于：所述左、右水平冲头沿直管外端向内部方向顺序为第一节、第二节、第三节和第四节，其中，第一节直径为管件外径-2B，第一节长度为22mm；第二节为将第一节和第三节连接直径逐渐收缩的锥形段，第三节直径为管件外径-2A，第三节长度为8mm，第四节为拔模倾角为5°的引导段，其直径大的一端直径为管件内径+0.3～+0.5mm，第四节通过长度为8mm的锥形段与第三节连接，第四节长度为长14mm的，其中：
管件壁厚T≤1.8时，A＝2/3*T
管件壁厚T＞1.8时，A＝4/5*T
B＝A-0.5。
4.一种根据权利要求1所述的铝合金车架异型管件液压成型工艺所用的液压成型模具，其特征在于：包括上模(1)和下模(2)，上模能够运动的定位于下模正上方，上模和下模上分别对应的形成有型腔，上模和下模的型腔恰能够对接形成与管件(3)最终成型的外形匹配的整体型腔，所述下模上侧面和上模下侧面上通过内凹结构和外凸结构嵌设连接，且型腔位于外凸结构和内凹结构上。
5.根据权利要求4所述的液压成型模具，其特征在于：所述内凹结构侧壁和外凸结构侧壁通过锥形面接触。
6.根据权利要求4所述的液压成型模具，其特征在于：所述外凸结构根部形成有圆角结构，外凸结构长度去除圆角段的直线段为8～12mm。
7.根据权利要求4所述的液压成型模具，其特征在于：所述外凸结构和内凹结构之间的嵌入间隙为：液压0.05mm。
8.根据权利要求4所述的液压成型模具，其特征在于：所述上模和下模中受力面积大的一个上形成外凸结构，上模和下模中形成的型腔在管件左右两侧分模面高低落差为10mm以上的一个上形成内凹结构。
9.根据权利要求4所述的液压成型模具，其特征在于：还设有斜滑块，所述斜滑块能够沿管件径向方向滑动的安装于下模或上模上，且斜滑块恰能够伸入到型腔内设定深度，斜滑块上形成有沿合模方向倾斜的斜面，上模或下模上设有与斜滑块匹配的斜面结构，所述斜面结构恰能够紧抵斜滑块的斜面。
10.根据权利要求9所述的液压成型模具，其特征在于：还设有复位弹性件，所述复位弹性件能够给斜滑块提供保持退出型腔内部的弹性保持力。

说明书全文

铝 合金车架异型管件液压成型工艺及其液压成型模具

技术领域

[0001] 本发明涉一种自行车技术领域，特别是指一种铝合金车架异型管件液压成型工艺。

背景技术

[0002] 应未来高端自行车复杂管型设计、内埋电池式电动助力自行车车潮流普及、满足机器人自动焊接对管件搭接轨迹一致性精度要求，普通硬模冷压式成型管件已无法满足机器人自动焊精度以及消费者对产品造型单一、结构简单的产品造型需求。尤其是近年来始于欧洲兴起渐渐风靡全球的EBIKE需要管件内埋电池更是对管件外表的夸张造型，内壁的精度满足装配零件有了极高的要求。

[0003] 目前铝合金车架管件绝大部分为普通硬模冷压式成型管件外观造型简单棱线、过渡弧角、弧线模糊，管内精度较差,不同生产批次间产品精度及造型精度一致性难以保证。

发明内容

[0004] 为了克服上述缺陷，本发明提供一种铝合金车架异型管件液压成型工艺及其制作方法和使用的成型模具，该铝合金车架异型管件液压成型工艺能够实现铝合金车架异型管高精度成型。

[0005] 本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案：一种铝合金车架异型管件液压成型工艺，具体步骤如下：

[0006] 填充阶段：将管件放入液压成型模具下模型腔内，(管件为先对铝合金管件进行硬模冷压预先成型形成的，)液压成型模具上模下压合模，通过液压机使管材内充满液体(可以为水或油)，并排除气体，将管件的两端分别用左水平冲头和右水平冲头密封；

[0007] 成形阶段：通过液压机对管件内液体加压胀形的同时，管件两端的左、右水平冲头按照设定的加载曲线向内推进补料，在内压和轴向补料的联合作用下使管材基本贴靠模具，成型管件除了过渡区圆角以外的大部分区域；

[0008] 整形阶段：提高压力使过渡区圆角完全贴靠模具而成形为所需的工件。

[0009] 作为本发明的进一步改进，所述成形阶段中液压机输出水压根据管件壁厚及造型设定30-100MPa；管件两端的左、右水平冲头位移量各为左侧缸位移范围：100㎜，右侧缸位移范围：100mm；所述整形阶段中液压机输出水压50MPa-150MPa管件两端的水平冲头基本没有补料。

[0010] 作为本发明的进一步改进，所述左、右水平冲头沿直管外端向内部方向顺序为第一节、第二节、第三节和第四节，其中，第一节直径为管件外径-2B，第一节长度为22mm；第二节为将第一节和第三节连接直径逐渐收缩的锥形段，第三节直径为管件外径-2A，第三节长度为8mm，第四节为拔模倾角为5°的引导段，其直径大的一端直径为管件内径+0.3～+0.5mm，第四节通过长度为8mm的锥形段与第三节连接，第四节长度为长14mm的，其中：

[0011] 管件壁厚T≤1.8时，A＝2/3*T

[0012] 管件壁厚T＞1.8时，A＝4/5*T

[0013] B＝A-0.5

[0014] 一种液压成型模具，包括上模和下模，上模能够运动的定位于下模正上方，上模和下模上分别对应的形成有型腔，上模和下模的型腔恰能够对接形成与管件最终成型的外形匹配的整体型腔，所述下模上侧面和上模下侧面上通过内凹结构和外凸结构嵌设连接，且型腔位于外凸结构和内凹结构上。

[0015] 作为本发明的进一步改进，所述内凹结构侧壁和外凸结构侧壁通过锥形面接触。

[0016] 作为本发明的进一步改进，所述外凸结构根部形成有圆角结构，外凸结构长度去除圆角段的直线段为8～12mm。

[0017] 作为本发明的进一步改进，所述外凸结构和内凹结构之间的嵌入间隙为：液压0.05mm。

[0018] 作为本发明的进一步改进，所述上模和下模中受力面积大的一个上形成外凸结构，上模和下模中形成的型腔在管件左右两侧分模面高低落差为10mm以上的一个上形成内凹结构。

[0019] 作为本发明的进一步改进，还设有斜滑块，所述斜滑块能够沿管件径向方向滑动的安装于下模或上模上，且斜滑块恰能够伸入到型腔内设定深度，斜滑块上形成有沿合模方向倾斜的斜面，上模或下模上设有与斜滑块匹配的斜面结构，所述斜面结构恰能够紧抵斜滑块的斜面。

[0020] 作为本发明的进一步改进，还设有复位弹性件，所述复位弹性件能够给斜滑块提供保持退出型腔内部的弹性保持力。

[0021] 本发明的有益效果是：本发明通过采用液压机和液压成型模具配套实现铝合金车架异型管件加工成型，通过对铝合金管件液压成型参数、液压成型工序前的各冷压预成型设计工艺参数以及嵌入式的液压成型模具的配合可以进行完美的铝合金车架液压成型，大大提高了产品竞争力，能够满足机器人自动焊车架对产品来料精度需求，并达到较好的稼动率，满足消费者对自行车产品造型独特日益增高的消费需求。附图说明

[0022] 图1为本发明处于填充阶段的状态图；

[0023] 图2为本发明处于成形阶段的状态图；

[0024] 图3为本发明处于整形阶段的状态图；

[0025] 图4为本发明的水平冲头结构原理示意图；

[0026] 图5为本发明的液压成型模具主视图；

[0027] 图6为图5中A-A向剖视图；

[0028] 图7为液压成型模具的斜滑块机构原理示意图。

[0029] 上模----1下模---2管件---3

[0030] 左水平冲头---4右水平冲头---5外凸结构---6

[0031] 内凹结构---7斜滑块---8第一节---9

[0032] 第二节---10第三节---11第四节---12

具体实施方式

[0033] 实施例：一种铝合金车架异型管件液压成型工艺，具体步骤如下：

[0034] 填充阶段：将管件放入液压成型模具下模2型腔内，(管件为先对铝合金管件进行硬模冷压预先成型形成的，)液压成型模具上模1下压合模，通过液压机使管材内充满液体(可以为水或油)，并排除气体，将管件的两端分别用左水平冲头4和右水平冲头5密封；

[0035] 成形阶段：通过液压机对管件内液体加压胀形的同时，管件两端的左、右水平冲头5按照设定的加载曲线向内推进补料，在内压和轴向补料的联合作用下使管材基本贴靠模具，成型管件除了过渡区圆角以外的大部分区域；

[0036] 整形阶段：提高压力使过渡区圆角完全贴靠模具而成形为所需的工件。

[0037] 该加工工艺通过采用专用的液压成型模具，并根据成型产品设定专门的液压成型工艺参数、成型工序前预成型等，最终取得高品质的液压成型管件，其中液压成型工艺参数包括：

[0038] 1.液压成型的扩张率；

[0039] 2.内压力，外压力和平衡力的大小关系；

[0040] 3.水平冲头移动速度与水胀时间；

[0041] 4.管件外形尺寸(产品预成型)与管件材料；

[0042] 5.液压成型模具型腔的圆角半径及表面粗糙度(产品造型)；

[0043] 6.成形时的润滑条件。

[0044] 所述成形阶段中液压机输出水压根据管件壁厚及造型设定30-100MPa；管件两端的左、右水平冲头位移量各为左侧缸位移范围：100mm右侧缸位移范围：100㎜；所述整形阶段中液压机输出水压50MPa-150MPa管件两端的水平冲头基本没有补料。

[0045] 所述左、右水平冲头5沿直管外端向内部方向顺序为第一节、第二节、第三节和第四节，其中，第一节直径为管件外径-2B，第一节长度为22mm；第二节为将第一节和第三节连接直径逐渐收缩的锥形段，第三节直径为管件外径-2A，第三节长度为8mm，第四节为拔模倾角为5°的引导段，其直径大的一端直径为管件内径+0.3～+0.5mm，第四节通过长度为8mm的锥形段与第三节连接，第四节长度为长14mm的，其中：

[0046] 管件壁厚T≤1.8时，A＝2/3*T

[0047] 管件壁厚T＞1.8时，A＝4/5*T

[0048] B＝A-0.5

[0049] 一种液压成型模具，包括上模1和下模2，上模1能够运动的定位于下模2正上方，上模1和下模2上分别对应的形成有型腔，上模1和下模2的型腔恰能够对接形成与管件3最终成型的外形匹配的整体型腔，所述下模2上侧面和上模1下侧面上通过内凹结构和外凸结构嵌设连接，且型腔位于外凸结构和内凹结构上。上模1和下模2之间通过内凹结构和外凸结构嵌合连接，能够防止在加压过程中模具变形，以及上模1和下模2相对滑动，降低管件3合模线。

[0050] 所述内凹结构侧壁和外凸结构侧壁通过锥形面接触。角度统一为3度，利于脱模并防止模具起毛边。

[0051] 所述外凸结构根部形成有圆角结构，外凸结构长度去除圆角段的直线段为8～12mm。

[0052] 所述外凸结构和内凹结构之间的嵌入间隙为：液压

[0053] 0.05mm。

[0054] 所述上模1和下模2中受力面积大的一个上形成外凸结构，上模1和下模2中形成的型腔在管件3左右两侧分模面高低落差为10mm以上的一个上形成内凹结构。依管件分模方向做反方向的平面设计，防止模具滑动。

[0055] 还设有斜滑块，所述斜滑块能够沿管件3径向方向滑动的安装于下模2或上模1上，且斜滑块恰能够伸入到型腔内设定深度，斜滑块上形成有沿合模方向倾斜的斜面，上模1或下模2上设有与斜滑块匹配的斜面结构，所述斜面结构恰能够紧抵斜滑块的斜面。管件在侧边有造型的时候，就需要在模腔内对应做出造型腔体，但是我们管件放置只能沿上下取放，所以会有取放干涉无法成型的问题，通过斜滑块能够解决取放干涉问题，合模后利用上模1侧向顺势压力将滑块压出，完成造型的液压成型，模腔开模通过斜滑块复位退出型腔取料。

[0056] 还设有复位弹性件，所述复位弹性件能够给斜滑块提供保持退出型腔内部的弹性保持力，模腔开模状态下机构通过复位弹性件将斜滑块拉出型腔，可以顺利取件。

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