[發明專利]一種管材擠壓成形模具及其成形方法

有效

• 申請號: 201710774425.1
• 申請日: 2017-08-31
• 公開（公告）號: CN107413875B
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發明（設計）人: 王引衛;黨波;雷同飛
• 申請（專利權）人: 西京學院
• 主分類號: B21C25/02
• 分類號: B21C25/02;B21C23/08
• 代理公司: 61202 西安西達專利代理有限責任公司
• 代理人: 高亦哲

一種管材擠壓成形模具及其成形方法，包括沖模、型模和芯模組成，沖模與型模為一環件，芯模為一圓柱形的柱體，型模與芯模之間為成形型腔，成形型腔分為擠入段、擠壓段和擠出段；擠入段、擠壓段及擠出段為一環形空心通道，擠壓段內壁與芯模外壁上各有一個圓弧凹槽，芯模外壁上凹槽位置高于擠壓段內壁凹槽，擠入段下端與擠出段上端連接圓弧凹槽，管壁材料在模具型腔的擠壓段處，能夠受到兩側不同時的鐓粗和擠壓變形，由于變形部位的存在一個時序落差，致使兩個變形部位之間的材料還受到一個剪切變形，有利于材料組織的改善和材料性能的提高，具有變形效果好，速度快，效率高的優點，該發明具有成形方法簡單，操作簡便等優點，有利于提高材料的生產效率。

技術領域

本發明屬于金屬材料擠壓技術領域，具體涉及一種管材擠壓成形模具及其成形方法。

背景技術

管材是工業生產中廣泛使用的重要原料。管材的塑性加工技術由于具有低能耗、省材料、高效率等優點，成為管材加工的主要手段。基于傳統的管材成形方法，劇烈塑性變形衍生出一系列的新型管材成形方式，例如，Tubular channel angular pressing，Tubechannel pressing和High-pressure tube twisting等（Sci China Tech Sci, 2012, 55:1?6），此外，在傳統的管材擠壓變形的基礎上，為提高管材的成形效率，申請公布號為CN104307908A和CN102430609A的申請專利也提出增加其他扭轉變形方式實現材料的大塑性變，由于扭轉變形的加入致使管材成形的工藝復雜，操作不易控制。

通過大塑性變形實現管材的成形是當今管材塑性加工的一個研究方向，采用鐓擠相結合復合成形方式可有效地提高管材的成形效率。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明的目的是提供一種管材擠壓成形模具及其成形方法，可實現管材鐓擠相結合的復合成形及附加剪切變形方式，有利于材料的組織的改善和成形的效率的提高。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種管材擠壓成形模具，包括沖模、型模和芯模組成，沖模與型模為一環件，芯模為一圓柱形的柱體，型模與芯模之間為成形型腔，成形型腔分為擠入段、擠壓段和擠出段；擠入段、擠壓段及擠出段為一環形空心通道，型模內壁與芯模外壁上各有一個圓弧凹槽，芯模外壁上凹槽位置高于型模內壁凹槽，在模具型腔的擠壓段處，管壁材料能夠受到內壁和外壁不同時的鐓粗變形，由于內外管壁的變形部位存在一個前后落差，致使兩個變形部位之間的材料還受到一個剪切變形，擠入段下端與擠出段上端連接圓弧凹槽。

所述的圓弧凹槽的圓弧，長軸為a，短軸為b橢圓的一段，兩圓弧所在的橢圓的中心點距離為L，其中0.5≤b/a<1。

所述的沖模的環件橫截面的內徑為D，外徑為D1，長度為12L～15L，型模的環件橫截面的外徑為D2，擠入段的環形通道橫截面的內徑為D，外徑為D1，擠入段的長度為10L，擠出段的環形通道橫截面的內徑為D3，外徑為D4，擠出段的長度為3L，其中0.5（D4-D3）<a，D3<D<D4<D1。

所述的芯模的長度與型模的長度相同。

一種管材擠壓成形方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一，準備：清潔管材擠壓成形模具的沖模、型模和芯模，在第一預成形管材內外表面、沖模的內外表面、型模的內表面和芯模的外表面上涂抹擠壓潤滑劑；

步驟二，裝配：將管材擠壓成形模具的型模套在芯模上，使型模的中心軸和芯模的中心軸同軸，使型模的中心軸和芯模的底面處于同一平面，將第一預成形管材放置于管材擠壓成形模具的型模和芯模組成的成形型腔的擠入段中，第一預成形管材的下端面與擠壓段的上端面相接觸，第一預成形管材的上端面為擠壓端面，將沖模放入管材擠壓成形模具的成形型腔的擠入段中，沖模的一端連接到擠壓裝置的裝夾固定端，另一端為擠壓工作端，與第一預成形管材的擠壓端面相接觸；