[發明專利]一種管材局部縮徑的方法

有效

• 申請號: 201210013199.2
• 申請日: 2012-01-17
• 公開（公告）號: CN102554023A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 趙長財;董國疆;曹秒艷
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: B21D31/00
• 分類號: B21D31/00
• 代理公司: 石家莊一誠知識產權事務所 13116
• 代理人: 崔鳳英

技術領域

本發明涉及一種金屬管材成形方法。

背景技術

管材局部縮徑技術是指對管材局部直徑縮小的一種方法。局部縮徑分為端部縮徑和中間部位縮徑。端部縮徑是指將管材口部直徑縮小的方法也稱之為縮口。目前管材縮口技術根據加工產品的特點主要有以下幾種：1、采用縮口模具的沖壓縮口。該方法受到極限縮口系數的限制，同時管材很長時不適用，對于中間部位縮徑無法實現；2、分瓣模縮口，這種方法多用于長管縮口。該方法由于分瓣模限制，成形后工件存在棱角現象；3、旋壓縮口，該方法需專門旋壓設備，加工效率低，成本高。上述方法主要加工管材截面為圓形的管件，不適用于異型截面管材（如矩形截面管材）縮徑。

發明內容

本發明的目的在于提供一種表面質量好、無褶皺現象、成品率高的管材局部縮徑的方法，本發明主要是通過固體顆粒介質對管材局部施加徑向壓力，實現管材局部縮徑。

本發明的技術方案如下：

將待成形管材內部裝入芯桿，芯桿決定了管件塑件成形后的形狀。將芯桿沿軸向或徑向分成多瓣，以保證工件成形后芯桿能順利從管件中取出；將裝配好芯桿的管材放入固定模塊的成形孔中，向由固定模塊和壓頭所構成的料腔中裝入固體顆粒介質，成形孔徑與管件之間采用間隙配合，其間隙小于固體顆粒介質，從而保證介質在受壓狀態時不會從間隙中擠出；其中壓頭數量可以根據管件成形形狀設置1個或多個；在露于管材外面的芯桿端部施加一軸向推力，保證變形過程中芯桿位置固定，然后向管材兩端施加合適軸向力N，同時壓頭下壓，壓縮固體顆粒介質，使管材實現徑向變形，管材逐漸縮徑并向芯桿貼攏，直至管材與芯桿緊密貼合后成形結束；壓頭回程，將成形后的工件從固定模塊的成形孔中抽出，然后從管材兩端分別取出芯桿，得到加工好的管材。

對于常溫下塑性較差、難變形的金屬管材可以先將管材加熱至需要溫度再進行加工成形。芯桿定形處的局部形狀可以為異型截面，只要芯桿沿軸向和徑向分為多瓣后能從加工完畢后的管材中順利取出，該方法就可以實現局部縮徑變形。若要實現管材縮口只需將加工后的管材沿徑向對稱面切開，即實現了兩件管材的縮口加工，大大提高了生產效率。

固體顆粒介質充滿模具的待變形區周邊，利用固體顆粒介質傳力特性對管材外表面施加徑向壓力；根據需要可在管材兩端施加一定的軸向力（也可以不施加軸向力）。通過對徑向力、軸向力的控制來調整管材縮徑時的受力狀態，從而控制其壁厚的均勻度。

本發明與現在技術相比具有如下優點：

1、管材變形部位受力合理、壁厚變化均勻、表面質量高、貼膜性良好、回彈極小、無褶皺現象發生，提高了工件成形質量和成品率；

2、不僅可以加工圓形截面管件，也可以加工異型截面管件

3、固體顆粒介質可以循環利用，對成形結果沒有影響，環保無污染。

附圖說明

圖1是本發明圓形管材使用二塊芯桿縮徑時使用的模具主視剖面示意圖。

圖2是圖1的A-A剖面示意圖。

圖3是本發明矩形管材使用三塊芯桿縮徑時使用的模具主視剖面示意圖。

圖4是圖3?A-A和B-B剖面示意圖。

附圖中：1-壓頭、2-固定模塊、3-圓形截面管材、4-芯桿、5-固定顆粒介質、N-軸向拉力、P-軸向推力、F-固體顆粒介質力。

具體實施方式

實施例1

在圖1所示的本發明圓形管材使用二塊芯桿縮徑使用的模具主視剖面示意圖中，將0Cr18Ni9不銹鋼圓形管材3內部裝入芯桿4，該芯桿從最小截面處一分為二，變形端部為所需形狀。將上述管材放入固定模塊2的圓形成形孔中，再向由固定模塊和壓頭所構成的料腔中裝入粒徑為0.1mm的固體顆粒介質陶瓷球5，在露于管材外面的芯桿端部施加一軸向推力P保證變形過程中芯桿位置固定，然后在管材兩端施加軸向拉力N，同時壓頭1下壓，壓縮料腔中固體顆粒介質將力F傳遞至管材外表面，使管材實現徑向變形，管材逐漸縮徑并向芯桿貼攏，直至管材與芯桿緊密貼合后成形。壓頭回程，將成形后的工件從固定模塊的成形孔中抽出，然后從管材兩端分別取出芯桿，得到加工好的管材。

實施例2

在圖3所示的本發明矩形管材使用三塊芯桿縮徑示使用的模具主視剖面示意圖中，將0Cr18Ni9不銹鋼方形管材3內部裝入芯桿4，該管材局部縮徑成形部位為兩處，一處為單面成矩形槽，另一處為單面成圓槽，上述芯桿被切割成三塊，上表面變形區兩塊，底部一塊。將上述管材放入固定模塊2的方形成形孔中，向由固定模塊和壓頭所構成的料腔中裝入粒徑為0.15mm的固體顆粒介質鋼珠5，其它步驟與實施例1相同。