[發明專利]一種“肚大口小”式枝椏類輕合金構件的擠壓成形方法

有效

• 申請號: 201710858624.0
• 申請日: 2017-09-14
• 公開（公告）號: CN107552584B
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發明（設計）人: 于建民;張治民;劉澤;趙熹;徐健;程少博
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: B21C25/08
• 分類號: B21C25/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開一種“肚大口小”式枝椏類輕合金構件的擠壓成形方法，步驟：(1)成形前準備：將輕合金筒形件和擠壓成形模具整體預熱，擠壓成形模具主要包含上模具組件、下模具組件、頂出裝置以及分瓣式內外支撐組件；上模具組件的凸模上設有成形角度，成形角度由小到大，再由大到小過渡；上模具組件、下模具組件之間設有分瓣式內外支撐組件；頂出裝置設在下模具組件的下方，并與下模具組件間隙配合連接；頂出裝置的頂端與分瓣內外支撐件接觸配合連接；(2)成形過程：輕合金筒形件在凸模壓力的作用下，經過三個階段變形：一是徑向微縮口變形階段；二是徑向大縮口變形階段；三是最終成形階段；(3)擠壓成形完成后：取下縮口筒形件。

技術領域

本發明涉及金屬材料塑性加工及成形技術領域，具體涉及一種“肚大口小”式枝椏類輕合金構件的擠壓成形方法。

背景技術

隨著我國航空航天技術、高新技術武器裝備以及海洋開發的快速發展，復雜枝椏類構件(枝椏類構件是指在材料半徑方向上有突出的類似樹枝的部分)在各個領域的應用越來越廣泛；如帶有加強筋或凸臺的導彈和衛星翼艙段、深水器材殼體(大于1000米的深海探測或作業艙、深海魚雷殼體)，用于武器裝備的導彈翼片、火炮支架、裝甲車輛車身等在多個方向上帶有孔穴和凸緣等的形狀復雜鍛件等。在枝椏類構件中又不乏有許多“肚大口小”式(即中部直徑大于口部直徑)零件的存在，這些零件形狀復雜，質量要求高，其幾何應力集中的地方也是受力最為惡劣的部位。傳統的成形方法：如分段成形再焊接、鑄造亦或是機械加工的方式生產的產品不同程度的存在焊接裂縫、鑄造氣泡、縮孔、加工成本高、浪費資源等缺陷和不足，不僅性能低下而且不能滿足產品的服役要求。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的缺陷和不足，提供一種“肚大口小”式枝椏類輕合金構件的擠壓成形方法，使用熱擠壓縮口成形方法來實現“肚大口小”式復雜枝椏類構件的精密塑性成形，能有效克服現有傳統加工制造方法所帶來的問題，改善輕合金的成形性，提高成形構件的綜合力學性能，大大提高材料利用率，節能降耗。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種“肚大口小”式枝椏類輕合金構件的擠壓成形方法，它包含如下步驟：

(1)成形前準備：將輕合金筒形件加熱到成形溫度并保溫一定時間，并將擠壓成形模具整體預熱至輕合金筒形件成形溫度左右并保溫一定時間；所述的擠壓成形模具包含與壓力機的上部結構連接的上模具組件、與壓力機下部結構連接的下模具組件、頂出裝置、打料裝置以及分瓣式內外支撐組件；所述的上模具組件包含上模板、上模墊板、凸模、凸模芯軸，上模具組件設在下模具組件的上方，凸模上設有成形角度，成形角度由小到大，再由大到小過渡；上模具組件、下模具組件之間設有分瓣式內外支撐組件；頂出裝置設在下模具組件的下方，并與下模具組件間隙配合連接；頂出裝置的頂端與分瓣內外支撐件接觸配合連接，末端與頂出缸連接；打料裝置固定在下模具組件的上方，并設在上模具組件及分瓣式內外支撐組件的外側；將預熱保溫后的模具安裝在壓力機上；在即將與輕合金筒形件接觸的凸模、分瓣外支撐構件、分瓣內支撐構件和內支撐的表面均勻的涂抹油基石墨潤滑劑，隨后將預熱好的輕合金筒形件放置到瓣外支撐構件、分瓣內支撐構件之間；

(2)成形過程：壓力機帶動上模具組件上的上模板、上模墊板、凸模和凸模芯軸向下運動，凸模開始由上至下地與輕合金筒形件直筒壁部分接觸，將筒壁慢慢地向徑向推進，口部逐漸縮小；由于凸模設置有成形角度，角度由小到大，再由大到小，所以輕合金筒形件在凸模壓力的作用下，經過三個階段的變形：

一是徑向微縮口變形階段：此階段凸模成形角較小，對應的徑向縮口力較大，縮口壓力的作用效果較多的分給徑向，使輕合金筒形件伴有輕微的壁厚和高度的增加；

二是徑向大縮口變形階段：隨著壓力機帶動凸模繼續向下擠壓，成形角由小角度變為稍大的角度，徑向縮口力減小，縮口壓力更多的流向接觸點的切線方向，致使鐓粗作用明顯，壁厚增加較多，高度增加減少，整體表現出的徑向縮口較上一階段明顯增快增大；