适用于制造二轮车骨架管梁的液压成形装置及方法与流程

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1.本发明关于一种液压成型装置，特别是关于不需要外部提供超高压压力源的液压成型装置


背景技术：

2.传统液压成形工艺在涨形前会采用预成形前工序，将管件以模具压弯或压扁，使其得以放入液压成形模具的模腔内。通过预成形的管件因受外力挤压，局部区域会存在小圆角或皱折，须采极高压力进行涨形方得消弭。当管内压力过高时，涨形过程会造成管开裂。又当机台能量受限无法提升管内密封压力时，材料无法贴合模面，导致表面轮廓成形性不佳。
3.中国专利cn104438540b发明一种适用于扭力梁的低压内高压成形设备，在模具下压过程中，管材内部保持一定工作压力，从而使零件受推挤进入模具型腔，无须经由外部提供超高工作压力，可节省设备造价成本。此工作原理适用于扭力梁的体积成形，通过下压过程中保持管内压力，避免管件出现过大的挤压变形。其中，只靠设备内的伺服压力控制装置进行液体排放吸收和压力调节。


技术实现要素：

4.本发明的一实施例提供一种适用于制造二轮车骨架管梁的液压成型装置，其中，适用于制造机车或是自行车的管梁，不只靠设备内的伺服压力控制装置进行液体排放吸收和压力调节，包括：一模具，包括一上模具和一下模具，其中所述下模具可容置一管胚；一前液压缸可连接所述管胚的一前端；一后液压缸可连接所述管胚的一后端；一前压力控制模块连接所述前液压缸；一后压力控制模块连接所述后液压缸；以及一控制器；其中所述前压力控制模块包括一管路，所述管路包括一入口和一出口，所述入口连接所述前液压缸，所述出口设置一泄压阀，所述入口和所述泄压阀之间设置一节流阀，所述入口和所述节流阀之间设置一前压力计测量一上游压力，所述泄压阀和所述节流阀之间设置一后压力计测量一下游压力，所述节流阀和所述泄压阀之间包括连接所述管路的一储液桶，所述储液桶包括一调压器用以调节所述管路的一压力起伏；其中所述控制器根据所述前压力计和所述后压力计之间的一压力差来控制所述节流阀的一开合程度。
5.本发明的一实施例提供一种适用于制造二轮车骨架管梁的液压成型方法，其中，适用于制造机车或是自行车的管梁，不只靠设备内的伺服压力控制装置进行液体排放吸收和压力调节，包括：提供一液压成型装置，包括一模具，包括一上模具和一下模具，一管胚夹置于所述上模具和所述下模具之间，一前液压缸连接所述管胚的一前端，一后液压缸连接所述管胚的一后端，一前压力控制模块包括一管路，一后压力控制模块连接所述后液压缸，其中所述管路包括一入口端及一出口端，所述入口端连接所述前液压缸；对所述管胚注满一液体；所述上模具和所述下模具向所述管胚加压；所述前液压缸和所述后液压缸向所述管胚加压；利用所述前压力控制模块和所述后压力控制模块，调节所述管胚的一管胚液压，
其中，所述前压力控制模块根据所述入口端的一上游压力和所述出口端的一下游压力来调节所述管路的一压力起伏；向所述管胚钻至少一孔并排出所述液体。
附图说明：
6.图1为本发明的一实施例，液压成型装置的示意图。
7.图2为本发明的一实施例，液压缸及堵头的示意图。
8.图3为本发明的一实施例，前压力控制模块的示意图。
9.图4为本发明的一实施例，冲针装置的示意图。
10.图5为本发明的一实施例，后压力控制模块的示意图。
11.图6为本发明的一实施例，液压成型方法的控制曲线图。
12.图7为本发明的一实施例，管梁液压成型后的外观示意图。
13.图8为本发明的一实施例，管梁液压成型后的外观示意图。
14.图9为本发明的一实施例，管梁液压成型后再加工的外观示意图。
15.附图标记：
16.1 液压成型装置
17.2 液压成型后的管梁
18.3 再加工后的管梁
19.10 上模座
20.20 上模具
21.21 冲针座头
22.22 前冲针
23.23 后冲针
24.30 下模座
25.40 下模具
26.41 管胚前端
27.42 管胚后端
28.50 前液压缸
29.51 前堵头
30.60 后液压缸
31.61 后堵头
32.70 前压力控制模块
33.71 注液口
34.72 单向阀
35.73 气阀
36.74 节流阀
37.75 泄压阀
38.76 前压力计
39.77 后压力计
40.78 储液桶
41.781 调压计
42.791 入口端
43.792 出口端
44.793 管路
45.80 后压力控制模块
46.81 压力腔
47.82 活塞杆
48.83 电机
49.84 电机
50.c1 模具下压量
51.c2 堵头辅推量
52.c3 管胚内的液体容量
53.c4 冲针位移量
具体实施方式：
54.于一实施例，参考图1及图2，一种液压成型装置1，适用于制造机车或是自行车的管梁，包括上模座10，上模具20，下模座30，下模具40，前液压缸50，后液压缸60，前压力控制模块70，后压力控制模块80。前液压缸50一边通过前堵头51连接容置于下模具40的管胚的前端41，另一边和前压力控制模块70的入口端791连接。后液压缸60一边通过后堵头61连接容置于下模具40的管胚的后端42，另一边和后压力控制模块80连接。上模具20设置冲针座头21，前冲针22，后冲针23。其中，管胚(未附图)为已弯折但未预成型的管件，设置于下模具40中，且上模具20和下模具40可对管胚夹紧加压。
55.于一实施例，参考图3，前压力控制模块70包括管路793，注液口71通过单向阀72和管路793连接，管路793从入口端791到出口端793依序设置气阀73，节流阀74，泄压阀75。节流阀74和入口端791之间前压力计76，节流阀74和泄压阀75之间设置后压力计77。储液桶78和管路793连接，储液桶78中有调压计781，可以利用背压补偿来调节管路793的压力起伏。
56.于一实施例，参考图4，冲孔装置24设置于上模具20，可以通过冲针座头21及液压管路设计来控制前冲针22和后冲针23的伸缩。
57.于一实施例，参考图5，后压力控制模块80包括压力腔81，活塞杆82，电机83和和电机84。压力腔81和后液压缸60相连，电机83和和电机84通过活塞杆82调节压力腔81的压力。
58.于一实施例，参考图6，一种液压成型的方法适用的控制曲线，适用于制造机车或是自行车的管梁，其中c1为模具下压量，c2为堵头辅推量，c3为管胚内的液体容量，c4为冲针位移量。液压成型装置1包括控制器(未附图)，利用所述前压力控制模块70和所述后压力控制模块80，调节管胚液压。
59.0～t0段：上模座10向下模座30靠拢，上模具20和下模具40夹紧设置于下模具40的管胚，前堵头51和后堵头52顶紧管胚，实现密封。
60.t0～t1段：(1)前压力模块70的注液口71注入液体，例如水，水通过单向阀72同时进入前压力模块70的管路793，以及经前液压缸50，由前堵头51流入管胚，再从管胚内部经后堵头61，由后液压缸60流向后压力模块80，例如伺服压力控制装置，进入压力腔81；(2)管
胚内注满液体，过程中，由管胚内进入前压力模块70的气体可经由气阀73排出，由管胚内进入后压力模块80的压力腔81的气体可经由排气孔(未附图)排出。
61.t1～t2段：(1)上模具20和下模具40对管胚进行挤压；(2)前液压缸50和后液压缸60，分别通过前堵头51和后堵头61，对着管胚挤压，进行辅推；上下模具20和40的挤压，以及前后堵头51和61的挤压，可能同时，也可能分别进行；(3)管胚液压过高，管胚内的液体会流进前压力模块70的管路793，泄压阀75通过排放液体进行泄压，流体压力低于设定值时立即关闭；(4)储液桶78利用调压计781可吸收加压速度过快产生的压力突波，以及补足排放过量造成的压力骤降；(5)节流阀74在管路793上游(靠近入口端791)和下游(靠近出口端792)分别配置前压力计76和后压力计77，通过量测管路793的上游压力p1和下游压力p2来调节节流阀74的开合程度。当p1和p2均大于设定压力时，节流阀46达最大开合程度；当p1小于设定压力时，节流阀74达最小开合程度；当p1大于设定压力、p2小于设定压力时，节流阀74的开合程度与p1和p2的差值呈负相关变化；(6)超过泄压阀75和储液桶78的负荷能量，后压力模块80内压力缸81中的活塞杆82向后移动，协助将管内多余液体经由后堵头61流入后压力模块80内的压力腔81；如因排放过度，造成管胚内液体压力过低，后压力模块80内的压力缸81中的活塞杆82向前移动，协助将后压力模块80内的压力腔81内液体经由后堵头61流入管胚内；(7)产生压力脉动，可通过减小节流阀45开合程度，同时搭配控制后压力模块80内的活塞杆82的位移量，进行闭回路控制。
62.t2～t3段：当管胚涨形完成时，冲孔装置24利用前冲针22和后冲针23将管胚两端冲出定位孔，卸除管内液体压力。
63.t3～t4段：泄压完成后，(1)冲孔装置24将前后冲针21和22缩回；(2)前堵头51和后堵头61撤离，密封解除；(3)储液桶78调压器781因背压作用将多余液体排出恢复初始状态；(4)上模座10和上模具20上移，实现开模。
64.参考图7和图8，为上述实施例液压成型之后的管梁2，不同角度的外观示意图。图9为液压成型之后再加工的管梁3，相对两侧的外观示意图。
65.于一实施例，以被动式建压达到体积法液压成形，用于制造机车或是自行车的管梁。模具加压阶段，管胚内的液压因为体积压缩而产生，进而让管件自由涨形贴合模面，无须通过增压系统提供超高压力。
66.于一实施例，液压成形装置具备动态密封设计，使模具加压的体积成形阶段，管胚两端的堵头51和61仍能对管胚维持密封，但是管胚液压过高时，可以通过管胚两端的堵头51和61，让压力控制模块70和80来调节管胚的液压。