一种多通管件的成形工艺转让专利

申请号 : CN202211628995.7

文献号 : CN115608838B

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基本信息:

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发明人 : 施立军孙桂川赵文华陈林王娜王子荣张帅石凯

申请人 : 天津伍玥航空科技有限公司

摘要 :

本发明提供了一种多通管件的成形工艺,包括S1.沿多通管件的预设型面分割以成形第一坯料和第二坯料;S2.成形第一坯料为第一法兰件及成形第二坯料为第二法兰件,并均预留预定的拉伸余量;S3.对第一法兰件和第二法兰件进行第一次热处理;S4.对预留的预定的拉伸余量拉伸到位并校形;S5.切割第一法兰件和第二法兰件的法兰部分,以形成第一半型件和第二半型件,在第一半型件和/或第二半型件的预定开口端开设通气孔;S6.焊接第一半型件和第二半型件的焊缝形成半成品件;S8.切割半成品件带有通气孔的一端形成预定开口;S9.充液接头密封预定开口,形成密封腔体;S10.按照所需尺寸切割充液校形后的半成品件的各个端部,以形成多通管件。

权利要求 :

1.一种多通管件的成形工艺,其特征在于,包括:所述多通管件(1)为不锈钢材质;

S1.沿多通管件(1)的预设型面分割,分别制作以成形多通管件(1)的第一坯料(10)和第二坯料(20);

S2.充液拉伸成形第一坯料(10)为第一法兰件(11),及拉伸成形第二坯料(20)为第二法兰件(21),并均预留预定的拉伸余量,成形后的第一法兰件(11)和第二法兰件(21)的端部均为闭合弧形曲面;

S3.对第一法兰件(11)和第二法兰件(21)进行第一次热处理,S3中进行第一次热处理为第一次真空固溶处理;

S4.对第一法兰件(11)和第二法兰件(21)在S2中预留的预定的拉伸余量充液拉伸到位,并在第二次拉伸完成后实现校形;

S5.切割第一法兰件(11)和第二法兰件(21)的法兰部分,以形成第一半型件(13)和第二半型件(23),在第一半型件(13)和/或第二半型件(23)的预定开口端的闭合弧形曲面上开设通气孔,切割预定开口端形成的预定开口通过充液接口与外部充液管道连通;

S6.第一半型件(13)和第二半型件(23)拼合后焊接,以形成半成品件(30);

S7.对S6中焊接后的第一半型件(13)和第二半型件(23)进行第二次热处理,以降低S4~S6中第一半型件(13)和第二半型件(23)中产生的成形及焊接硬化、消除残余应力;S7中进行第二次热处理为第二次真空固溶处理;

S8.切割半成品件(30)带有通气孔的一端,并切除通气口,形成预定开口;

S9.充液接头密封预定开口,形成密封腔体,外部液体通过该充液接头对半成品件(30)进行充液校形;

S10.按照所需尺寸切割充液校形后的半成品件(30)的各个端部,以形成多通管件(1);

S2中第一法兰件(11)拉伸变形第一拉伸变形量,以及S4中第一法兰件(11)拉伸变形第二拉伸变形量,第一半型件(13)的各位置的第一拉伸变形量和第二拉伸变形量之和最小为

3%‑5%;

S2中第二法兰件(21)拉伸变形第三拉伸变形量,以及S4中第二法兰件(21)拉伸变形第四拉伸变形量,第二半型件(23)的各位置的第三拉伸变形量和第四拉伸变形量之和最小为

3%‑5%;

S2包括:

S21a.第一动力设备上安装第一组模具的第一上模和第一下模,第一下模位于第一上模的下方,第一液压系统连接第一下模;

S22a.放置第一坯料(10)于第一下模的板料线处;

S23a.第一压边组件连接于所述第一动力设备,第一压边组件下行,以第一设计压力压设于第一坯料(10);

S24a.第一液压系统向第一下模内充液,同时,第一上模下行与第一下模合模,并预留预定的拉伸余量,充液成形第一坯料(10)为第一法兰件(11);

S25a.第一液压系统泄压,开模取件;

或,S21b.在第一动力设备或第二动力设备上安装第二组模具的第二上模和第二下模,第二下模位于第二上模的下方,第一液压系统或第二液压系统连接第二下模;

S22b.放置第二坯料(20)于第二下模的板料线处;

S23b.第二压边组件连接于第一动力设备或者第二动力设备,第二压边组件下行,以第二设计压力压设于第二坯料(20);

S24b.第一液压系统或第二液压系统向第二下模内充液,同时,第二上模下行与第二下模合模,并预留预定的拉伸余量,充液成形第二坯料(20)为第二法兰件(21);

S25b.第一液压系统或第二液压系统泄压,开模取件;

S2中利用第一设计压力拉伸成形第一法兰件(11),利用第二设计压力拉伸成形第二法兰件(21);

S4中利用第三设计压力再次拉伸成形并校形第一法兰件(11),利用第四设计压力再次拉伸成形并校形第二法兰件(21);

第三设计压力为第一设计压力的2‑4倍,第四设计压力为第二设计压力的2‑4倍。

2.根据权利要求1所述的多通管件的成形工艺,其特征在于,S6中焊接第一半型件(13)和第二半型件(23)时,利用通气孔向拼合后的第一半型件(13)和第二半型件(23)之间通入惰性保护气体。

3.根据权利要求1或2所述的多通管件的成形工艺,其特征在于,S9包括:S91.在第三动力设备上安装第三组模具;

S92.第三液压系统通过充液接头与S8中的预定开口密封连接;

S93.将S8中的半成品件(30)放入第三组模具的第三下模内;

S94.模具的第三上模与第三下模合模;

S95.第三液压系统通过充液接头向S8内形成的密封腔体内充液加压至预设压力,对S8内的半成品件(30)充液校形;

S96.第三液压系统泄压,开模取出校形后的半成品件(30)。

说明书 :

一种多通管件的成形工艺

技术领域

[0001] 本发明属于异型多通管件成形技术领域,尤其涉及一种多通管件的成形工艺。

背景技术

[0002] 薄壁多通管是航空航天领域流体传输系统的重要组件,成形薄壁多通管的主要方式为利用多段拼焊工艺成形,其典型成形工艺流程如图1a所示,该工艺根据多通管的空间结构形状,拆分成多段结构简单,易成形的结构,其主要拆分方式如图1b所示,拆分后的各段结构多采用传统的冲压工艺成形,成形后的各段零件通过拼焊成型整体零件。该工艺成形后的多通管的精度低,回弹量难以控制,需要大工作量的人工校形,焊后零件再进行校形的难度大,废品率高,且因多次的校形和焊接等工序,导致成形后的零件表面质量差。
[0003] 此外,针对结构简单的薄壁多通管,主要采用如图2所示的管式充液成形工艺,通过给管坯施加高压液体,配个管端推头的推动和支撑作用,利用液压胀形以成形零件。此成形工艺对设备和操作的要求高,且只适用于成形形状相对规则且支管不高的多通管件。
[0004] 针对现有技术中涉及的成型工艺方法中存在的问题,需要提供一种多通管件的成形工艺。

发明内容

[0005] 针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种多通管件的成形工艺,此工艺降低了多通管件的成形难度,增加了通用性。
[0006] 为达此目的,本发明采用以下技术方案:
[0007] 提供了一种多通管件的成形工艺,包括:
[0008] S1.沿多通管件的预设型面分割,分别制作以成形多通管件的第一坯料和第二坯料;
[0009] S2.拉伸成形第一坯料为第一法兰件,及拉伸成形第二坯料为第二法兰件,并均预留预定的拉伸余量,成形后的第一法兰件和第二法兰件的端部均为闭合弧形曲面;
[0010] S3.对第一法兰件和第二法兰件进行第一次热处理;
[0011] S4.对第一法兰件和第二法兰件在S2中预留的预定的拉伸余量拉伸到位,并校形;
[0012] S5.切割第一法兰件和第二法兰件的法兰部分,以形成第一半型件和第二半型件,在第一半型件和/或第二半型件的预定开口端的闭合弧形曲面上开设通气孔,切割预定开口端形成的预定开口通过充液接口与外部充液管道连通;
[0013] S6.第一半型件和第二半型件拼合后焊接,以形成半成品件;
[0014] S8.切割半成品件带有通气孔的一端,并切除通气口,形成预定开口;
[0015] S9.充液接头密封预定开口,形成密封腔体,外部液体通过该充液接头对半成品件进行充液校形;
[0016] S10.按照所需尺寸切割充液校形后的半成品件的各个端部,以形成多通管件。
[0017] 作为优选地,S2中第一法兰件拉伸变形第一拉伸变形量,以及S4中第一法兰件拉伸变形第二拉伸变形量,第一半型件的各位置的第一拉伸变形量和第二拉伸变形量之和最小为3%‑5%;
[0018] S2中第二法兰件拉伸变形第三拉伸变形量,以及S4中第二法兰件拉伸变形第四拉伸变形量,第二半型件的各位置的第三拉伸变形量和第四拉伸变形量之和的最小为3%‑5%。
[0019] 作为优选地,S2包括:
[0020] S21a.第一动力设备上安装第一组模具的第一上模和第一下模,第一下模位于第一上模的下方,第一液压系统连接第一下模;
[0021] S22a.放置第一坯料于第一下模的板料线处;
[0022] S23a.第一压边组件连接于所述第一动力设备,第一压边组件下行,以第一设计压力压设于第一坯料;
[0023] S24a.第一液压系统向第一下模内充液,同时,第一上模下行与第一下模合模,并预留预定的拉伸余量,充液成形第一坯料为第一法兰件;
[0024] S25a.第一液压系统泄压,开模取件;
[0025] 或,S21b.在第一动力设备或第二动力设备上安装第二组模具的第一上模和第二下模,第二下模位于第二上模的下方,第一液压系统或第二液压系统连接第二下模;
[0026] S22b.放置第二坯料于第一下模的板料线处;
[0027] S23b.第二压边组件连接于第一动力设备或者第二动力设备,第二压边组件下行,以第二设计压力压设于第二坯料;
[0028] S24b.第一液压系统或第二液压系统向第二下模内充液,同时,第二上模下行与第二下模合模,并预留预定的拉伸余量,充液成形第二坯料为第二法兰件;
[0029] S25b.第一液压系统或第二液压系统泄压,开模取件。
[0030] 作为优选地,
[0031] S2中利用第一设计压力拉伸成形第一法兰件,利用第二设计压力拉伸成形第二法兰件;
[0032] S4中利用第三设计压力再次拉伸成形并校形第一法兰件,利用第四设计压力再次拉伸成形并校形第二法兰件;
[0033] 第三设计压力为第一设计压力的2‑4倍,第四设计压力为第二设计压力的2‑4倍。
[0034] 作为优选地,还包括:
[0035] S7.对S6中焊接后的第一半型件和第二半型件进行第二次热处理,以降低S4 S6中~第一半型件和第二半型件中产生的成形及焊接硬化、消除残余应力。
[0036] 作为优选地,S3中进行第一次热处理为第一次真空固溶处理。
[0037] 作为优选地,S7中进行第二次热处理为第二次真空固溶处理。
[0038] 作为优选地,S6中焊接第一半型件和第二半型件时,利用通气孔向拼合后的第一半型件和第二半型件之间通入惰性保护气体。
[0039] 作为优选地,S9包括:
[0040] S91.在第三动力设备上安装第三组模具;
[0041] S92.第三液压系统通过充液接头与S8中的预定开口密封连接;
[0042] S93.将S8中的半成品件放入第三组模具的第三下模内;
[0043] S94.模具的第三上模与第三下模合模;
[0044] S95.第三液压系统通过充液接头向S8内形成的密封腔体内充液加压至预设压力,对S8内的半成品件充液校形;
[0045] S96.第三液压系统泄压,开模取出校形后的半成品件。
[0046] 与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
[0047] 本发明中S1中沿多通管件的预设型面分割,并分别制作第一坯料和第二坯料,并分别成形第一坯料为第一法兰件,第二坯料为第二法兰件,两者成形后对第一法兰件和第二法兰件进行第一次热处理,以降低第一法兰件和第二法兰件的加工硬化,消除残余应力,并且两者成形时均预留预定的拉伸余量,以便于进行第二次拉伸,以使第一法兰件和第二法兰件的各个位置变形充分,减小成形后的回弹量。在S4中对预留的预定的拉伸余量进行第二次拉伸完成时,同时进行校形,以减小成形后的第一法兰件和第二法兰件的回弹量和尺寸偏差量。
[0048] S5中切割第一法兰件和第二法兰件的法兰部分,保留第一法兰件和第二法兰件的端部的闭合弧形面,以避免第一法兰件和第二法兰件的端部出现因切割导致的回弹变形,进而导致第一半型件和第二半型件在S6中焊接时,两者出现较大的错口,难以拼接。也因此减少了校正工装使用以及减少人工校正工作量,避免人工接触零件的表面,保证零件的外观质量。
[0049] 焊接时,因第一半型件和/或第二半型件的预定开口端的闭合弧形曲面上设置有通气孔,以便于焊接时向第一半型件和第二半型件内通入惰性保护气体,便于焊接。
[0050] 另外,焊接完成后,切割带有通气孔的一端形成预定开口,以作为S9中与充液接头连接的开口,该开口与充液接头密封连接形成密封腔体,该充液接头与外部充液管道连通,以对焊接后的半成品件的充液校形。
[0051] 此方式校形,减少大量人工操作,避免对零件的表面造成损伤,保证表面质量,同时,因只是切除其中一个端口,另外端部均保留,也减少充液校形中对各个端口的密封,降低了生产难度和生产成本。
[0052] 整个成形工艺中无人为干涉,零件成形效率高,零件成形后稳定性好,一致性高。

附图说明

[0053] 图1a为现有技术中的多通管件的结构示意图;
[0054] 图1b为现有技术中多通管件的多段拼焊成形的拆分的结构示意图;
[0055] 图2为现有技术中的多通管件整体成形的工艺流程图;
[0056] 图3为现有技术中的多通管件的半管拼焊成型工艺流程图;
[0057] 图4为本发明中的多通管件的成形工艺的流程图;
[0058] 图5为本发明中的半成品件的结构示意图。
[0059] 其中,1、多通管件;
[0060] 10、第一坯料;11、第一法兰件;13、第一半型件;
[0061] 20、第二坯料;21、第二法兰件;23、第二半型件;
[0062] 30、半成品件。

具体实施方式

[0063] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0064] 因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0065] 应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0066] 在本发明的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
[0067] 在本发明的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0068] 在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0069] 下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
[0070] 本实施例中的多通管件主要应用于航空航天领域的流体传输系统,尤其是在燃油系统、液压传动系统和供氧系统等方面。
[0071] 如图4所示,本实施例中提供了一种多通管件的成形工艺,包括如下工序:
[0072] S1.沿多通管件1的预设型面分别制作以成形多通管件1的第一坯料10和第二坯料20。本实施例中待成形的多通管件1的预设型面根据多通管件1的实际形状确定,其中多通管件1包括但不限于如图1a和图1b所示的异型多通管件以及如图2中的规则形状的多通管件。
[0073] 上述多通管件1的材料选择耐高温、重量轻、强度高、密度小的材质,以应用于航空航天领域中。本实施例中多通管件1为不锈钢材质。
[0074] 此外,在制备第一坯料10和第二坯料20时,优选地,根据仿真及实际成形效果,适当调整板料的切割方向和轧制方向之间的角度,有利于提高板料成形的阈度。
[0075] S2.拉伸成形第一坯料10为第一法兰件11,及拉伸成形第二坯料20为第二法兰件21,并均预留预定的拉伸余量,成形后的第一法兰件11和第二法兰件21的端部均为闭合弧形曲面。
[0076] 工序S2中根据多通管件1的结构的复杂程度,确定第一坯料10和第二坯料20采用落压、冲压拉伸工序成形或利用充液拉伸工序成形,若多通管件1为结构简单且形状简单的管件,则以上成形工序均可采用,若多通管件1为结构复杂的管件,则采用充液拉伸工序成形。
[0077] 本实施例中,利用充液拉伸工艺分别第一法兰件11和第二法兰件21,且控制S2对第一坯料10和第二坯料20的拉伸行程,预留预定的拉伸余量。预留拉伸余量的选取需要满足在下述工序S4中第一法兰件11和第二法兰件21在第二次拉伸完成后实现校形效果,零件无破裂、褶皱等成形失效的情况发生,整体变形充分,从而有效地抑制成形后的第一法兰件11和第二法兰件21的回弹。
[0078] 本实施例中,多通管件1的材质为不锈钢材质,此工艺中,考虑多通管件1的材质和零件特征等因素,上述预定的拉伸余量的范围值为5‑10mm。
[0079] S3.对S2中成形的第一法兰件11和第二法兰件21均进行第一次热处理,以降低第一法兰件11和第二法兰件21的加工硬化,消除残余应力,以保证在工序S4中第二次拉伸预定的拉伸余量后,第一法兰件11和第二法兰件21的成形质量,以及控制两者的回弹量。
[0080] 具体地,本实施例中,工序S2中进行第一次热处理为第一次真空固溶处理,以降低工序S2中成形产生的加工硬化,消除残余应力,以防止增加S4中的校形难度,以及第一法兰件11和第二法兰件21变形过大导致在S6中难以拼合焊接。
[0081] S4.第一法兰件11和第二法兰件21在S2中预留的预定的拉伸余量拉伸到位,并进行校形。此工序中对第一法兰件11和第二法兰件21预留的预定的拉伸余量拉伸到位后,停止第一预定时间,即实现对第一法兰件11和第二法兰件21的校形,以调整在工序S2中拉伸出现的偏差,通过校形及时调整第一法兰件11和第二法兰件21在各个工序中的累计误差,保证两者的加工精度以及减少回弹量,以便于工序S6中对两者拼合焊接。
[0082] 工序S2中第一法兰件11拉伸变形第一拉伸变形量,以及S4中第一法兰件11拉伸变形第二拉伸变形量,第一半型件13的各位置的第一拉伸变形量和第二拉伸变形量之和最小为3%‑5%;
[0083] S2中第二法兰件21拉伸变形第三拉伸变形量,以及S4中第二法兰件21拉伸变形第四拉伸变形量,第二半型件23的各位置的第三拉伸变形量和第四拉伸变形量之和最小为3%‑5%。
[0084] 通过保证第一法兰件11和第二法兰件21两次充液拉伸的累计变形量,在避免局部变形过大导致破裂的同时,还能够保证成形后零件整体变形充分,抑制回弹。
[0085] 对于不同材料会有不同,第一拉伸变形量和第二拉伸变形量之和,第三拉伸变形量和第四拉伸变形量之和也有所不同,零件变形不足和变形不均匀是导致回弹的重要因素,第一拉伸变形量和第二拉伸变形量之和,第三拉伸变形量和第四拉伸变形量之和不小于3%是为保证零件变形充分,避免零件局部区域出现未变形,不大于5%是为了避免因保证最小变形而导致的最大变形增大,增加破裂风险。
[0086] 优选地,上述第一半型件13的各位置的第一拉伸变形量和第二拉伸变形量之和最小为3%;第二半型件23的各位置的第三拉伸变形量和第四拉伸变形量之和最小为3%。
[0087] 具体地,工序S2包括:
[0088] S21a.第一动力设备上安装第一组模具的第一上模和第一下模,第一下模位于第一上模的下方,第一液压系统连接第一下模;
[0089] S22a.放置第一坯料10于第一下模的板料线处;
[0090] S23a.第一压边组件连接于所述第一动力设备,第一压边组件下行,以第一设计压力压设于第一坯料10;
[0091] S24a.第一液压系统向第一下模内充液,同时,第一上模下行与第一下模合模,并预留预定的拉伸余量,充液成形第一坯料10为第一法兰件11;
[0092] S25a.第一液压系统泄压,开模取件。
[0093] 或,
[0094] S21b.在第一动力设备或第二动力设备上安装第二组模具的第一上模和第二下模,第二下模位于第二上模的下方,第一液压系统或第二液压系统连接第二下模;
[0095] 第一组模具和第二组模具共用第一动力设备,以节省设备的成本。优选地,第一组模具和第二组模具能够并列安装在第一动力设备上,第一动力设备能够同时带动第一上模和第二上模同时动作。在其他实施例中,第一组模具和第二组模具能够分别安装在第一动力设备上,第一动力设备和第二动力设备相同,第一组模具成形第一法兰件11后,更换第二组模具成形第二法兰件21。
[0096] 在其他实施例中,第一组模具安装在第一动力设备上,第二组模具安装在第二动力设备上,第一动力设备和第二动力设备能够同时工作,以成形第一法兰件11和第二法兰件21。
[0097] S22b.放置第二坯料20于第一下模的板料线处;
[0098] S23b.第二压边组件连接于第一动力设备或者第二动力设备,第二压边组件下行以第二设计压力压设于第二坯料20;
[0099] S24b.第一液压系统或第二液压系统向第二下模内充液,同时,第二上模下行与第二下模合模,并预留预定的拉伸余量,充液成形第二坯料20为第二法兰件21;
[0100] S25b.第一液压系统或第二液压系统泄压,开模取件。
[0101] 上述第一坯料10成形后的第一法兰件11,以及第二坯料20成形后的第二法兰件21的形状根据成形的多通管件的形状能够不同,同样地,上述第一压边组件和第二压边组件的具体结构形状根据成形的第一法兰件11和第二法兰件21的结构形状确定,本实施例中因第一法兰件11和第二法兰件21结构相同,因此,第一压边组件和第二压边组件相同。在其他实施例中,两者还能够不同。
[0102] 另外,第一压边组件对第一坯料10的压边力为第一设计压力,对第二压边组件第二坯料20的压边力为第二设计压力,第一设计压力和第二设计压力根据充液成形后第一法兰件11和第二法兰件21的具体结构确定。本实施例中,第一法兰件11和第二法兰件21的结构相同,则第一设计压力和第二设计压力相同。
[0103] 工序S4中对第一法兰件11和第二法兰件21的预留的拉伸余量拉伸到位,使用的模具与工序S2中相同,不同之处在于,在对第一法兰件11和第二法兰件21预留的预定的拉伸余量再次进行拉伸时,第一压边组件采用第三设计压力压设于第一坯料10,第二压边组件采用第四设计压力压设于第二坯料20,其他工序与S2中的第一次拉伸成形第一法兰件11和第二法兰件21相同。该工序S4中对第一法兰件11进行第二次拉伸时,拉伸完成后,第一上模和第二下模合模,停留第三预设时间,即完成对第一法兰件11的校形。同样地,在工序S4中对第二法兰件21进行第二次拉伸时,拉伸完成后,第二上模和第二下模合模,停留第四预设时间,即完成对第二法兰件21的校形。本实施例中,第三预设时间不少于3S,第四预设时间不少于3S。第三预设时间和第四预设时间过短,影响第一法兰件11和第二法兰件21的校形效果,两者的时间过长,并不会增加校形效果,导致无效工作时间增加,生产周期增加。优选地,第三预设时间为3S,第四预设时间为3S。在其他实施例中,第三预设时间和第四预设时间根据第一法兰件11和第二法兰件21的结构确定。
[0104] 优选地,第三设计压力为第一设计压力的2‑4倍,第四设计压力为第二设计压力的2‑4倍。
[0105] 因工序S4中对第一法兰件11和第二法兰件21的预留的预定的拉伸余量再次拉伸,使变形小的区域,难以变形的区域充分且尽可能均匀变形,达到预期的变形量,工序S4中需要增加对第一法兰件11和第二法兰件21的压边力,以使两者充分变形。
[0106] 常规的落压、冲压工艺中,一般工序如图3所示,将多通管件1按照预设型面分为第一型件和第二型件,一般利用落压、冲压工艺分别成形带法兰的第一型件和第二型件,切割第一型件和第二型件的法兰和端部。焊接前进行人工校形,之后第一型件和第二型件焊接,焊后再进行人工校形,校形后切割多余的位置,得到多通管件1。图3中的第一型件和第二型件的结构相同。
[0107] 对于复杂结构形状的多通管件,即使将多通管件按照预定型面分型为两部分,采用常规的落压、冲压工艺成形难度高,成形困难。且成形后的零件的回弹大,需要大工作量的人工校形,且校形后的零件的精度难以保证。通过多次校形、焊接等人工介入,零件的表面质量差,且零件制造效率低,难以满足生产需求。
[0108] 本实施例中利用充液拉伸成形工序代替了传统的落压、冲压工序,在第一液压系统和第一组模具、第二液压系统和第二组模具的共同作用下能有效地控制成形第一法兰件11和第二法兰件21的过程中的褶皱产生,避免了传统的落压冲压工序中边成形边平皱的成形过程,显著提高了零件成形效率和表面质量。
[0109] 常规的落压、冲压工序中,若成形的零件的空间结构复杂,塑性变形大,应力分布不均,存在较大的成形残余应力,最终导致零件卸载回弹和切边(如切除法兰部分,或端部的闭合的弧形曲面)回弹较大,一般在切割法兰部分和端部的闭合的弧形曲面后,需要增加焊接前的人工校形工序,通过校形工装进行大工作量的人工校形,精度难以保证。
[0110] 本实施例中,在工序S2中利用充液拉伸成形后,利用工序S2预留预定的拉伸余量、工序S3第一次热处理及工序S4校形的共同作用,代替传统的落压、冲压工艺,S2中预留的拉伸量能保证零件的充分变形,S3中第一次热处理能够有效地降低第一法兰件11和第二法兰件21在S1和S2中产生的加工硬化和残余应力,最后通过S4校形完成第一法兰件11和第二法兰件21的成形。
[0111] 本实施例中的成形方式能够有效地减少在成形第一法兰件11、第二法兰件21,以及及切除法兰部分成形第一半型件13和第二半型件23的过程中卸载应力以及切边后出现的回弹量,改善第一半型件13和第二半型件23拼接后的“错牙”现象,避免了常规的落压、冲压工艺中焊接加持工装的使用和大工作量的焊前人工校形工作。
[0112] S5.切割第一法兰件11和第二法兰件21的法兰部分,以形成第一半型件13和第二半型件23,在第一半型件13和/或第二半型件23的预定开口端的闭合弧形曲面上开设通气孔,切割预定开口端形成的预定开口通过充液接头与外部充液管道连通。
[0113] 将第一法兰件11和第二法兰件21的法兰部分切除,第一半型件13和第二半型件23的端部均为闭合的弧形曲面结构,以避免第一半型件13和第二半型件23的端部均为开口时,零件内部的应力导致难以有效控制的端口的回弹量,进而造成两部分结构在焊接拼合时出现“错牙”现象,难以有效地拼合焊接。
[0114] 在切除法兰部分时,保留端部的闭合弧形曲面能够保证在下述工序S9中对半成品件30进行充液校形时,提供密封腔体,无需另外对多个端口分别进行密封,降低生产难度,同时,降低生产成本。同时,在下述工序S6中,焊接时,通过通气孔向第一半型件13和第二半型件23内通入惰性保护气体,以保护焊缝。
[0115] 本实施例中,因在工序S5中保留了端部的闭合弧形曲面,且在工序S4中进行校形,在双重因素的共同作用下,工序S2、工序S3、工序S4和工序S5中对零件的回弹控制较好,第一半型件13和第二半型件23在拼接时,两者之间的预设型面(即拼接面)的错口偏差不大于0.3mm。相对地,在S5中将第一法兰件11和第二法兰件21的法兰部分和端部均切除的技术方案,第一半型件13和第二半型件23在预设型面处的错口偏差一般不小于1mm,后者在焊接前,需要焊接夹持工装和大工作量的焊前人工校形。
[0116] S6. 焊接拼合的第一半型件13和第二半型件23的焊缝,以形成半成品件30。如图4和图5所示,因零件在工序S4中第二次拉伸成形的同时也完成了校形,且工序S2、工序S3、工序S4和S5中零件的回弹均得到较好的控制,在工序S6中焊接前无需进行工装夹持及人工校形。
[0117] 焊接时,向第一半型件13和第二半型件23之间通入惰性保护气体。本实施例中,惰性保护气体为氩气。
[0118] S7.对S6中焊接后的半成品件30进行第二次热处理,以消除工序S4、工序S5和工序S6中产生的应力。
[0119] 在工序S7中进行热处理,消除在工序S4中的第一法兰件11和第二法兰件21的第二次拉伸和校形产生的应力、工序S5中切割法兰部分第一半型件13和第二半型件23切割释放的应力及工序S6中第一半型件13和第二半型件23焊接后出现的焊接应力,降低下述工序S9中进行充液校形的难度,保证工序S9中进行充液校形后的零件合格。
[0120] 焊接完成后,对半成品件30进行第二次热处理为第二次真空固溶处理。
[0121] 若该工序S7中不进行第二次真空固溶处理,导致工序S9中对半成品件30的充液校形的效果差,同时,校形所需的压力较大,对充液校形的设备的要求较高,提高生产成本。
[0122] S8.切割半成品件30的预定开口端,通气口也随之切除,以防止在下述工序S9中充液校形时,出现液体泄漏。形成的开口沿其长度方向预留一定尺寸,以备与下述工序S9中连通外部液体的充液接头密封连接。具体地,开口处与充液接头密封连接,会导致工序S9充液校形后,充液接头处对半成品件30开口密封连接部分的表面造成损伤,需要将开口处预留的尺寸,下述工序S10中切除。
[0123] S9. 充液接头密封连接S8中的开口,形成密闭腔体;外部液体通过充液接头对半成品件30进行充液校形,从而进一步保证成形后的零件的精度。
[0124] 上述工序S9包括:
[0125] S91.在第三动力设备上安装第三组模具;
[0126] S92.第三液压系统通过充液接头与S8中的预定开口密封连接;
[0127] S93.将S8中的半成品件30放入第三组模具的第三下模内;
[0128] S94.模具的第三上模与第三下模合模;
[0129] S95.第三液压系统通过充液接头向S8内形成的密封腔体内充液加压预设压力,对S8内的半成品件30充液校形;
[0130] S96.第三液压系统泄压,开模取出校形后的半成品件30。
[0131] S10.按照所需尺寸切割充液校形后的半成品件30的各个端部,以形成多通管件1。上述切割充液校形后的半成品件30的各个端部包括切割S8中切割后的半成品件30的剩余端部,以及切割S8开口端的多余尺寸,切割后形成所需的多通管件1。
[0132] 整个成形工艺流程无人为干涉,零件的成形效率高,稳定性好,零件的表面质量高,零件的一致性好。
[0133] 显然,本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。