[發(fā)明專利]一種組合式扭擠墩復(fù)合大塑性變形裝置及成形方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610139512.5
• 申請(qǐng)日: 2016-03-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105728493B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 滕杰;張斌;張輝;傅定發(fā);譚傲霜;曾祥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南大學(xué)
• 主分類號(hào): B21C37/04
• 分類號(hào): B21C37/04;B21C25/02;B21J13/02;B21J5/08
• 代理公司: 北京眾元弘策知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11462
• 代理人: 安娜

1.一種組合式扭擠墩復(fù)合大塑性變形裝置，包括：沖頭、對(duì)開(kāi)組合式凹模、墊塊和模套，其特征在于：對(duì)開(kāi)組合式凹模從上到下依次為棒料放置腔、扭轉(zhuǎn)腔、擠壓墩粗腔，三個(gè)腔之間可自由分離，并靠楔形凸臺(tái)定位裝置和定位銷快速安裝組合在一起形成凹模；凹模整體上有可以對(duì)開(kāi)分為軸對(duì)稱的兩部分，以方便加工后快速將坯料從凹模型腔中取出；對(duì)開(kāi)的凹模依靠上下兩個(gè)定位銷精確定位，并在模套的緊扣作用下形成凹模型腔，凹模整體上呈倒圓錐體；將扭轉(zhuǎn)、擠壓和墩粗過(guò)程集合于一體，棒料經(jīng)扭轉(zhuǎn)、擠壓和墩粗復(fù)合變形后又恢復(fù)到棒料變形加工前料初始尺寸棒料放置腔為等徑通道，截面形狀尺寸與擠壓棒材的形狀尺寸相同，其截面為圓形，直徑為d1，其值為5～100mm；扭轉(zhuǎn)腔為截面面積漸變形狀為倒梯形的通道，通道內(nèi)壁上均勻分布著呈一定螺旋角β的螺紋狀凸起，擠壓時(shí)引導(dǎo)棒料轉(zhuǎn)動(dòng)；擠壓墩粗腔進(jìn)一步包括擠壓腔和墩粗腔，擠壓腔為等徑通道，截面形狀為圓形，直徑為(0.5～0.8)d1，高度5～10mm；墩粗腔為等徑通道，截面形狀為圓形，直徑為d2，d2＝d1-1，即d2小于d1 1mm，經(jīng)擠壓腔擠出的棒料在墩粗腔墩粗，棒料直徑恢復(fù)到接近變形加工前初始尺寸，為下一道次變形加工做好準(zhǔn)備。

2.如權(quán)利要求1所述的組合式扭擠墩復(fù)合大塑性變形裝置，其特征在于：扭轉(zhuǎn)腔螺旋角β在45°～60°之間，螺紋旋轉(zhuǎn)方向可左旋或右旋；加工時(shí)一套加工裝置同時(shí)配有不同旋轉(zhuǎn)方向的扭轉(zhuǎn)腔，根據(jù)不同道次扭轉(zhuǎn)方向的需要選擇相應(yīng)的扭轉(zhuǎn)腔以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同道次扭轉(zhuǎn)加工方向的變換。

3.一種采用權(quán)利要求1所述的組合式扭擠墩復(fù)合大塑性變形裝置的成形方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟一，模具裝配：將對(duì)開(kāi)組合式凹模依靠楔形凸臺(tái)和定位銷定位組合在一起形成圓形凹模，并壓入模套內(nèi)，之后通過(guò)螺栓和壓板緊固扣合凹模和模套；

步驟二，加工準(zhǔn)備：對(duì)待擠棒材進(jìn)行預(yù)處理：機(jī)械加工、均勻化退火，清潔凹模模腔內(nèi)壁，并在棒材外表面和模腔內(nèi)壁上涂抹石墨機(jī)油擠壓潤(rùn)滑劑，根據(jù)需要分別對(duì)棒料和模具進(jìn)行加熱并達(dá)設(shè)定溫度，模具加熱溫度為400℃～450℃；

步驟三，變形加工：開(kāi)啟擠壓裝置，擠壓桿以1mm/s～5mm/s的擠壓速度擠壓棒材，使棒材依次通過(guò)扭轉(zhuǎn)腔、擠壓腔和墩粗腔完成塑性加工，當(dāng)沖頭的擠壓工作端面與凹模扭轉(zhuǎn)腔的上端面重合時(shí)，關(guān)閉擠壓裝置，停止沖頭的擠壓運(yùn)行，完成一個(gè)道次的塑性變形；

步驟四，取出棒料：松開(kāi)螺栓和壓板，將組合式凹模從模套中取出并分開(kāi)，最后取出擠壓棒料，并去除扭轉(zhuǎn)殘余部分棒料，保留棒料的墩粗部分以便進(jìn)行下道次塑性加工；

步驟五，多道次變形：根據(jù)需要對(duì)完成上一道次扭轉(zhuǎn)、擠壓和墩粗變形的棒料，重復(fù)步驟一、二、三和四，實(shí)現(xiàn)多道次扭擠墩大塑性變形，而且相鄰道次變形加工時(shí)可交替使用具有不同螺紋方向的凹模扭轉(zhuǎn)腔，從而改變棒料在相鄰道次間的扭轉(zhuǎn)方向，避免棒料呈單一方向扭轉(zhuǎn)，變形加工后材料微觀組織更加均勻。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的組合式扭擠墩復(fù)合大塑性變形裝置的成形方法，其特征是，對(duì)凹模進(jìn)行加熱，加熱溫度為400-450℃同時(shí)在整個(gè)擠壓過(guò)程中維持溫度穩(wěn)定。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的組合式扭擠墩復(fù)合大塑性變形裝置的成形方法，其特征在于：待擠棒料坯料為鎂合金、鋁合金。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的組合式扭擠墩復(fù)合大塑性變形裝置的成形方法，其特征在于：所述鋁合金均勻化退火溫度為400℃～450℃；所述鎂合金均勻化退火溫度為380℃～420℃。