[發明專利]一種基于液壓成形的金屬異形管材的軋制成形方法及裝置

有效

• 申請號: 201810970982.5
• 申請日: 2018-08-22
• 公開（公告）號: CN109174970B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 韓聰;甄遠承;馮浩
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B21B17/14
• 分類號: B21B17/14;B21B23/00;B21D26/033
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 楊立超

1.一種基于液壓成形的金屬異形管材的軋制成形方法，其特征在于：該方法按以下步驟實施：

步驟一、根據預成形管材各截面形狀，進行反求從而得到變截面或非變截面的軋輥并加工；所述預成形管材的兩端設計有過渡圓段；

步驟二、確定軋制成形過程中的成形工藝參數，包括軋輥壓下量、管材成形內壓、軋輥轉動角速度；

步驟三、將待成形的管坯兩端進行密封，并在密封頭處接入充液管道；

步驟四、將待成形管材端部放入上下軋輥的凹槽內；

步驟五、啟動軋機裝置，將上軋輥壓下并與下軋輥進行咬合，并施加一定合模力；

步驟六、對管材進行充液壓，充液內壓應低于管材屈服強度；

步驟七、軋輥按預定角速度進行轉動，帶動管材移動并在軋輥凹槽內部形成所需要的截面特征。

2.根據權利要求1所述的一種基于液壓成形的金屬異形管材的軋制成形方法，所述方法還包括步驟八：軋輥每進行一轉便成形出一段由兩端向中部凹陷逐漸變大的變截面管件，該段管件被軋輥傳送至切割平臺內進行快速切割得到單個管件，管件生產結束后，關閉軋機裝置。

3.根據權利要求1所述的一種基于液壓成形的金屬異形管材的軋制成形方法，所述方法還包括步驟八：軋輥進行連續轉動成形出凹陷相同的變截面管件，然后根據需要被軋輥傳送至切割平臺內進行快速切割得到單個管件，管件生產結束后，關閉軋機裝置。

4.根據權利要求1所述的一種基于液壓成形的金屬異形管材的軋制成形方法，其特征在于：步驟二中所述的管材軋制成形過程中所需要的成形內壓小于管材的屈服強度，是管材屈服強度的30～40％；軋輥轉動角速度為(0,π/6]rad/S。

5.根據權利要求1所述的一種基于液壓成形的金屬異形管材的軋制成形方法，其特征在于：在步驟三中，密封頭為活動密封形式，并在密封頭內接入充液管道對管材進行充液壓，密封頭可隨管材移動而進行自由運動。

6.根據權利要求1或2所述的一種基于液壓成形的金屬異形管材的軋制成形方法，其特征在于：在步驟七中，所述軋輥上帶有凹槽用于放置管材，凹槽的徑向截面形狀通過對管材的設計截面進行反求得到，軋輥用于成形的工作區即凹槽的徑向截面形狀沿軋輥的環向不斷發生變化，并與管材的橫向截面在軸向上的分布一一對應。

7.根據權利要求2所述的一種基于液壓成形的金屬異形管材的軋制成形方法，其特征在于：步驟八中所述的軋輥周長與成形管材的設計長度一致，僅在端部留有部分切割余量，即軋輥在工作狀態下旋轉一周，管材在軋輥工作區凹槽內部成形，并有軋輥向前帶動，成形出一根完整的異形變截面管材。

8.一種基于液壓成形的金屬異形管材的軋制成形裝置，所述裝置包括：閉環伺服控制系統(1)、增壓器(2)、機械傳動機構(3)、壓下裝置(4)、上模架(5)、導柱(6)、密封頭(8)、送料平臺(9)、底座(10)、一對軋輥(11)、夾具(12)、切割機(13)和切割平臺(14)；壓下裝置(4)、上模架(5)、導柱(6)、底座(10)和一對軋輥(11)構成軋機；

上模架(5)位于底座(10)上方且一對軋輥(11)位于二者之間，上模架(5)可沿安裝在底座(10)上的導柱(6)上下移動，壓下裝置(4)設置在上模架(5)上，一對軋輥(11)中的上軋輥、下軋輥的外表面沿圓周方向設有環槽，上軋輥、下軋輥的環槽各截面形貌與預成形管材各截面形狀吻合；上軋輥、下軋輥對合后形成的型腔用于供管材(7)通過，密封頭(8)用于管材(7)的端部進行密封，送料平臺(9)位于軋機軋入側，其高度可進行調節，使管材軸心高度與工作軋輥凹槽軸心高度一致；切割平臺(14)位于軋機軋出側，切割平臺(14)的兩側帶有夾具(12)，當一根完整管材成形軋出后，軋輥停止運動，由夾具對管材進行固定后，通過切割機(13)對其進行切割；閉環伺服控制系統(1)通過機械傳動機構(3)來控制上模架(5)動作，增壓器(2)用于對管材(7)內的充液進行加壓。