[發明專利]一種曲線回轉外形筒體零件的輥擠去飛邊成型裝置

有效

• 申請號: 201310280029.5
• 申請日: 2013-07-05
• 公開（公告）號: CN103341514A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 張治民;張寶紅;王宏偉;趙熹;薛勇;孟模;王強;張景琪
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: B21C23/00
• 分類號: B21C23/00;B21C25/00
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 李富元

技術領域

本發明屬于金屬精密塑性成形技術，特別是涉及一種曲線回轉外形筒體零件的輥擠去飛邊成型裝置。

背景技術

厚壁筒體零件在航空航天、汽車及軍工等領域有廣泛的應用。曲線回轉外形筒形件作為厚壁筒體零件的一種，是國防工業生產中最具有批量的產品。當前針對曲線回轉外形筒體的加工工藝大體上反擠壓-引伸-機械加工車削外形輪廓以及旋壓成形兩種，盡管這兩種成形工藝所生產的筒形件均無縱向飛邊存在，但它們分別存在著以下主要問題：

目前我國厚壁筒體零件生產基本采用“擠壓-引伸”工藝，采用擠壓工藝首先成形厚壁筒體零件的外部輪廓，然后通過引伸工藝使工件壁厚減薄、長度方向上顯著增長。引伸工藝具有生產效率高、裝置及模具投資小等優點，但此種方法存在壁厚差和不同軸度大（歪脖子）的問題，并且所成形厚壁筒體零件的外壁受限于直筒圓柱面。對于具有曲線回轉外形的厚壁筒體零件，只能在引伸后通過機械加工的方法得到所需的形狀，造成材料利用率降低、后期機加時間長等問題，難于滿足復雜外形厚壁筒體零件的快速試制與生產的需求。

強力旋壓是制造薄壁筒形件的一種高效加工方法，在工件表面加壓，可使壁厚減薄、長度增加，能通過旋輪沿工件表面輥壓使厚壁筒體零件壁厚發生塑性變形，并且有效減小筒體壁厚差。國內的一些兵器單位也采用強力旋壓的方法成形出了曲線回轉外形筒體，但對于外形復雜的筒體，旋壓時要求每次變形量小，旋輪旋轉速度較低，造成旋壓時生產率較低、旋壓后筒體從芯棒脫模困難等缺點；而且由于強力旋壓設備價格昂貴，故旋壓工藝在厚壁筒體實際生產中應用的難度比較大，無法滿足曲線回轉外形厚壁筒體零件軍工多品種、大批量生產的要求。

當前最好的辦法是對厚壁筒體零件的曲線回轉外形采用輥擠的成形技術，將材料加工中兩種不同而又獨立的成形工藝輥鍛和擠壓有機結合，吸取兩者的優點，避其缺點。通過輥輪的旋轉擠壓實現厚壁筒體的壁厚減薄和軸向伸長，通過輥輪不同的內弧曲線半徑輥擠作用成形厚壁筒體的變壁厚，實現節材、節能和高效生產。然而輥擠成形過程中在輥輪銜接處不可避免地有縱向飛邊的存在，單邊輥擠壓下量越大，飛邊越明顯，該缺陷嚴重影響著產品質量，同時阻礙了生產效率的提高。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：如何解決曲線回轉外形筒體零件輥擠成形過程中存在縱向飛邊且難以消除的問題。

本發明所采用的技術方案是：一種曲線回轉外形筒體零件的輥擠去飛邊成型裝置，該裝置的2個輥輪圓周表面開設有與筒體曲線回轉外形相對應的型腔，在輥擠成形過程中，2個輥輪同速反向被動旋轉，從而促進金屬沿筒體軸向延伸，產生連續的局部塑性變形，所述輥輪緄邊上開設有飛邊倒角，所述飛邊倒角入口處開設有圓角。

作為一種優選方式：所述飛邊倒角的開口角度a≥30°。

作為一種優選方式：所述圓角半徑R≥5mm。

本發明的有益效果是：在輥輪輥邊處開設飛邊倒角，相對于無飛邊倒角的徑向封閉輥擠成形而言，相當于起到了金屬“徑向分流”的作用，從而可以有效降低輥輪所受徑向擠壓力，從而可以有效提高輥輪以及整個輥擠裝置的使用壽命；兩個輥輪拼裝后在易產生飛邊的輥縫處就形成了截面為“三角形”狀的輥擠飛邊槽，該輥擠飛邊槽開口角度b≥60°，輥擠飛邊槽轉角圓角半徑R≥5mm，以保證在輥擠去飛邊過程中不出現折疊等成形缺陷。

附圖說明

圖1是本發明裝置原理圖，

圖2是第一道輥擠成型過程俯視示意圖，

圖3是輥輪結構示意圖，

圖4是圖3的A-A視圖，

圖5是圖4的左視圖。

其中1、上模板，2、上模板墊板，3、凸模，4、卸料插板，5、筒體坯料，6、輥輪，7、底座，8、直齒輪，9、軸承，10、鍵，11、傳動軸。

具體實施方式

如圖1所示：兩個輥輪圓周表面開設有與筒體曲線回轉外形相對應的型腔，在輥擠成形過程中，兩個輥輪同速反向被動旋轉，從而促進金屬沿筒體軸向延伸，產生連續的局部塑性變形，最終達到成形的目的。