1.一种用于薄壁管材充液弯曲成形的装置,其包括半模、端盖、型腔、管坯、内圈和绳缆,其特征在于,
所述半模,其包括上半模和下半模,所述上半模和所述下半模的中间分别设有型腔,所述型腔包括弯曲段型腔和直线段型腔,所述型腔由两半完全相同的半型腔组成,所述弯曲段型腔的第一端和所述直线段型腔的第一端无缝连接;所述端盖,其包括前端盖和后端盖,所述前端盖的第一端和所述管坯的第一端连接,所述前端盖的第二端设有绳缆孔,所述内圈和所述绳缆位于所述弯曲段型腔的内部;
所述内圈的中心设有内圈孔,所述内圈的外圆表面和所述弯曲段型腔相接触,所述前端盖的绳缆孔和所述绳缆的第一端连接,所述绳缆的第二端穿过所述内圈的内圈孔伸出所述弯曲段型腔,所述内圈均匀分布在所述弯曲段型腔的内部,位于所述前端盖第二端的一侧;所述后端盖的第一端和所述管坯的第二端连接,所述后端盖的第二端设有充液入口,所述充液入口和液压泵站连接,所述上半模和所述下半模的外表面均匀分布螺栓槽,螺栓位于所述螺栓槽内,将所述上半模和所述下半模结合起来;以及所述液压泵站通过所述管坯第二端的充液入口向管坯内施加的液体压力按下述表达式确定:
其中,
p为所述管坯内液体的压力,单位为MPa,D为所述管坯的直径,单位为mm,t为所述管坯的壁厚,单位为mm,σs为所述管坯材料的屈服应力,单位为MPa。
2.根据权利要求1所述的用于薄壁管材充液弯曲成形的装置,其特征在于,所述半模型腔的中心、所述端盖、所述管坯和所述内圈的中心轴线在同一中心线上。
3.根据权利要求1或者2所述的用于薄壁管材充液弯曲成形的装置,其特征在于,所述前端盖的外径、所述半模的型腔的直径等于或大于所述管坯的外径,所述内圈的内圈孔的直径大于所述绳缆的直径,所述上半模的型腔和所述下半模的型腔合起来的直径和成形管件的直径相同。
4.根据权利要求1所述的用于薄壁管材充液弯曲成形的装置,其特征在于,所述上半模和所述下半模通过压机合模或者通过螺栓预紧合模,所述管坯的第一端和第二端分别通过焊接与所述前端盖和所述后端盖连接及密封。
5.根据权利要求1所述的用于薄壁管材充液弯曲成形的装置,其特征在于,施加在前端盖和后端盖的力有多种组合的方法,拉力‑拉力组合、拉力‑压力组合或者仅在前端盖端施加拉力。
6.根据权利要求1所述的用于薄壁管材充液弯曲成形的装置,其特征在于,所述管坯和所述型腔的截面是圆形、方形、椭圆形或者其他形状的管材。
7.根据权利要求1所述的用于薄壁管材充液弯曲成形的装置,其特征在于,所述管坯的弯曲角度大于90°,或者小于90°。
8.一种利用权利要求1‑7中任一项所述的用于薄壁管材充液弯曲成形的装置的成形方法,其特征在于,其包括如下步骤:S1、将要弯曲成形的管件装配体放置在所述下半模的直线段腔段内,并将上半模和下半模通过压机或者螺栓合模;
S2、利用高压泵通过与所述管坯相连的后端盖,向所述管坯内部通入高压液体,然后通过与所述前端盖的绳缆孔相连绳缆施加适当拉力;
S3、根据成形要求,在与所述管坯相连的后端盖施加拉力或推力,所述管坯由直线段型腔逐渐向弯曲段型腔前进,高压液体压力根据成形过程中的需要通过液压控制系统随时进行调节;
S4、所述管坯弯曲结束后,卸掉所述管坯内部液体压力以及与所述前端盖的绳缆孔相连绳缆拉力,同时,将上半模和下半模分离开;
S5、取出成形的管件,将弯曲完成后的管坯中,与前端盖和后端盖连接的部分切除,得到成形产品。