[發(fā)明專利]基于自阻電加熱方式的異形管件旋壓成形方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810201009.7
• 申請(qǐng)日: 2018-03-12
• 公開（公告）號(hào): CN108500109A
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 靳凱;郭訓(xùn)忠;王建華;周路;王浩;袁其煒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): B21D22/16
• 分類號(hào): B21D22/16;B21D37/16
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 賀翔

本發(fā)明提供了一種基于自阻電加熱方式的異形管件旋壓成形方法，在異型管件管坯外層電沉積一層二硫化鉬潤(rùn)滑層，使高頻低壓電源、管坯、工具頭、尾頂塊、導(dǎo)線和碳刷架總成構(gòu)成電流回路，工具頭與管坯接觸點(diǎn)加熱升溫達(dá)到成形溫度時(shí)，主軸按照恒定角速度轉(zhuǎn)動(dòng)或者靜止不動(dòng)，工具頭和管坯開始聯(lián)動(dòng)，工具頭按照數(shù)控程序同步自阻電加熱旋壓管坯。本發(fā)明不僅適用于鈦及鈦合金、鎂合金等難溶性金屬的管件成形，也適用于常溫下成形力較大的厚管坯的異形件成形加工。本方法操作簡(jiǎn)單，加熱升溫快，適合小批量零件的快速開發(fā)和試制。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及異形管件成形技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種基于自阻電加熱方式的異形管件旋壓成形方法。

背景技術(shù)

金屬管件在車輛、航空航天和石油化工等領(lǐng)域發(fā)揮著不可替代的作用，以薄壁金屬管件為基礎(chǔ)進(jìn)一步加工成形的各類異形管件有著十分廣泛的用途。利用沖壓等塑性成形方法制造管件，具有生產(chǎn)效率高、適合管件的大批量生產(chǎn)，此外管材的沖裁、彎曲、漲形、縮孔、擴(kuò)孔以及自由彎曲都是管件比較常用的制造方法，現(xiàn)有工藝存著成形精度不高以及成品率底下的問題，特別對(duì)于一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜復(fù)雜和非對(duì)稱形狀的異形管件，傳統(tǒng)的塑性成形方法難以做到。此外，上述常見的管材加工方法比較適合常溫下具有良好的塑性變形能力的金屬的成形加工，無法加工成形鈦及鈦合金、鎂合金等室溫下塑性性能較差的金屬，限制了鈦合金等管材的應(yīng)用和發(fā)展。

旋壓技術(shù)是一種先進(jìn)的由點(diǎn)到面的近凈成形加工技術(shù)，尤其近年來發(fā)展起來的強(qiáng)力數(shù)控旋壓機(jī)床在管材的成形方面有著很大的潛質(zhì)，通過更換旋壓工具頭或者使用組合工具頭，可以旋壓成形結(jié)構(gòu)復(fù)雜的管類零件。本文發(fā)明的基于自阻電加熱方式的異形管件旋壓成形技術(shù)具有加熱升溫快，操作簡(jiǎn)單可靠，不適用模具或者僅采用簡(jiǎn)單模具，在同一臺(tái)旋壓機(jī)床上可以完成對(duì)不同形狀的異形管件的旋壓成形加工，特別適合鈦合金及鎂合金等材質(zhì)的異形管件的旋壓成形。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，提供了一種基于自阻電加熱方式的異形管件旋壓成形方法，在同一臺(tái)數(shù)控旋壓機(jī)床上可以加熱旋壓成形不同類型的異形管件，有較廣泛的使用范圍；操作簡(jiǎn)單可靠，且低壓電源不會(huì)對(duì)人員造成威脅，是一種新型的異形管件成形方法。

本發(fā)明包括以下步驟：

1）根據(jù)異型管件形狀制造相應(yīng)工具頭，在異型管件管坯外層電沉積一層二硫化鉬潤(rùn)滑層；

2）利用三爪卡盤固定芯棒，將異型管件管坯固定在芯棒和尾頂塊之間，尾頂塊通過轉(zhuǎn)動(dòng)頂尖與移動(dòng)頂尖連接，移動(dòng)頂尖套在主軸上，芯棒、管坯和尾頂塊對(duì)心夾緊，三者隨主軸按一定角速度轉(zhuǎn)動(dòng)或靜止；

3）安裝自阻加熱工裝，利用導(dǎo)線依次連接工具頭、高頻低壓電源、碳刷架總成，碳刷架總成與尾頂塊連接，碳刷架總成通過碳刷桿和磁性固定架與移動(dòng)頂尖連接；

4）工具頭先接觸管坯，高頻低壓電源、管坯、工具頭、尾頂塊、導(dǎo)線和碳刷架總成構(gòu)成電流回路，工具頭與管坯接觸點(diǎn)加熱升溫達(dá)到成形溫度時(shí)，主軸按照恒定角速度轉(zhuǎn)動(dòng)或者靜止不動(dòng)，工具頭和管坯開始聯(lián)動(dòng)，工具頭按照數(shù)控程序同步自阻電加熱旋壓管坯。

所述的旋壓成形為多道次旋壓成形，螺旋式圓弧凹槽異形管件加工過程為“車螺紋”法，工具頭與主軸聯(lián)動(dòng)加工；直線圓弧凹槽異形管件和直線平凹槽異形管件加工過程為“層切法”，主軸靜止不動(dòng)，加工好一個(gè)凹槽轉(zhuǎn)過一定的角度再加工另外一個(gè)凹槽，每道次加工完成后工具頭回到初始位置點(diǎn)開始下一道次加工；工具頭與管材接觸的部位溫度保持不變，直線型平凹槽用楔形工具頭加工，圓弧形凹槽用半球形工具頭加工。

所述的工具頭與管坯接觸點(diǎn)加熱升溫過程為利用電阻產(chǎn)生焦耳熱的局部加熱方法，工具頭與管材接觸的部位升溫迅速，溫度較高，接觸點(diǎn)周圍溫度逐漸降低，溫度梯度變化較大。

所述的工具頭為半球形和楔形兩種類型，且垂直于主軸回轉(zhuǎn)軸線，工具頭材質(zhì)為YG6硬質(zhì)合金，半球形工具頭圓角半徑與異形管件圓弧圓角半徑大小相等。

本發(fā)明有益效果在于：