[發明專利]管狀材料高壓剪切變形方法及其裝置

有效

• 申請號: 201110030903.0
• 申請日: 2011-01-28
• 公開（公告）號: CN102189706A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發明（設計）人: 王經濤;李政;王進;劉金強;尹德良;劉冉
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: B30B12/00
• 分類號: B30B12/00;B30B15/02
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

1.一種管狀材料高壓剪切變形方法，其特征在于：首先選擇加工的工件，工件為管狀，采用約束體分別約束工件的內壁和外壁；然后直接對工件端部施加軸向壓力，使得工件發生彈性變形或微小塑性變形，在工件內累加高靜水壓力；隨后對與工件內壁或外壁接觸的一個約束體提供扭矩，使其繞工件的中心軸轉動，同時固定另一個約束體，在約束體與工件內外壁環向摩擦力的作用下，工件內部沿徑向不同厚度處的材料以不同的角速度轉動，從而實現工件的環向剪切變形。

2.根據權利要求1所述的管狀材料高壓剪切變形方法，其特征在于：所述工件內累加的靜水壓力高達1～15GPa。

3.一種管狀材料高壓剪切變形裝置，其特征在于：包括具有恒壓功能的壓力機和具有傳遞壓力、約束形變以及實現部分旋轉功能的模具；所述模具包括：上砧頭[61]、下砧頭[64]、固定或者可轉動的剛性芯軸[65]以及可轉動或者固定的剛性環套[62]；上砧頭[61]、下砧頭[64]分別安裝在壓力機的上壓頭和底座上，工件[63]放置于上砧頭[61]和下砧頭[64]之間，上砧頭[61]下端與下砧頭[64]上端通過設置的凸臺與工件[63]的上、下端面接觸，凸臺的截面是與工件[63]的上、下端面完全吻合的環形；工件[63]的內部同心設有剛性芯軸[65]，剛性芯軸[65]外表面與工件[63]的內壁接觸，工件[63]的外部同心設有剛性環套[62]，剛性環套[62]內表面與工件[63]的外壁接觸。

4.根據權利要求2所述的管狀材料高壓剪切變形裝置，其特征在于：剛性環套[62]內表面與剛性芯軸[65]外表面經過毛化處理以增大與工件[63]之間的摩擦。

5.根據權利要求2所述的管狀材料高壓剪切變形裝置，其特征在于：上砧頭[61]與剛性環套[62]之間采用間隙配合；剛性芯軸[65]與下砧頭[64]之間采用間隙配合。

6.根據權利要求2所述的管狀材料高壓剪切變形裝置，其特征在于：所述剛性芯軸[65]或者剛性環套[62]之中有一個可轉動，另一個則為固定，轉動的角度無限制。

7.根據權利要求2所述的管狀材料高壓剪切變形裝置，其特征在于：所述剛性環套[62]可采用單層模具設計、預應力纏繞模具設計或預應力多層模具設計。

8.根據權利要求2所述的管狀材料高壓剪切變形裝置，其特征在于：所述上砧頭[61]、剛性芯軸[65]為獨立的兩部分或者采用一體化設計使其成為一部分；所述上砧頭[61]為整體設計或者組合設計，采用整體設計時，上砧頭[61]、下砧頭[64]端部分別有與工件[63]的上、下端面形狀吻合的環形凸臺，采用組合設計時，砧頭包括砧頭主體和環形墊圈兩部分，環形墊圈截面與工件[63]端面形狀吻合。