[發明專利]超大變形量薄壁管的步進輥壓成形方法及裝置

有效

• 申請號: 201910079850.8
• 申請日: 2019-01-28
• 公開（公告）號: CN109909343B
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 劉文;王春鴿;于艷東;林立;陳少強;施陽炯;張池;羅開臣
• 申請（專利權）人: 浙江大學寧波理工學院
• 主分類號: B21D15/12
• 分類號: B21D15/12;B21D35/00
• 代理公司: 杭州天昊專利代理事務所(特殊普通合伙) 33283
• 代理人: 程皓

本發明公開了一種超大變形量薄壁管的步進輥壓成形方法及裝置，包括管坯預成形和管坯整形，管坯預成形：采用步進輥壓的方式將待加工管坯外表面輥壓出波紋；管坯整形：采用步進輥壓的方式將管坯上的波紋壓平。本發明在管坯預成形階段采用步進輥壓的方式加工，不僅解決了傳統輥壓成形難的問題，同時也解決了傳統輥壓管坯因在同步輥壓多個波時，波谷處材料無法流入而導致過渡減薄的問題；在管坯整形階段采用步進輥壓的方式加工，能夠減小了變形過程中材料的流動阻力，確保整形后的管壁各處材料能夠分布均勻。

技術領域

本發明涉及薄壁管件成形技術領域，尤其是涉及一種超大變形量薄壁管的步進輥壓成形方法及裝置。

背景技術

傳統對薄壁管件的成形一般采用輥壓或者內高壓成形的方式加工，但存在以下問題：

1.因薄壁管件本身材質屬于低塑性材料(比如SUS304)，不容易變形，采用輥壓的方式加工，會導致薄壁管件出現圓角起皺問題，若在加工時，薄壁管件內部缺少支撐，則還會發生失穩，甚至在輥壓時，因管件局部過度減薄而出現開裂；

2.采用內高壓加工時，雖然解決了材質本身不容易變形的問題，但薄壁管件會因大變形而帶來管壁某處的過度減薄、各部分管壁上材料分布不均勻、壁厚差較大等問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種超大變形量薄壁管的步進輥壓成形方法，欲通過該方法來解決薄壁管件成形難、管壁上材料分布不均勻等問題，進一步提供該方法所需要使用的成形裝置。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：超大變形量薄壁管的步進輥壓成形方法，包括管坯預成形和管坯整形；

管坯預成形：采用步進輥壓的方式將待加工管坯外表面輥壓出波紋；

管坯整形：采用步進輥壓的方式將管坯上的波紋壓平。

本發明進一步優選方案：所述的管坯預成形包括以下步驟：

步驟1：在管坯中間輥壓出波谷；

步驟2：從管坯中間向管坯軸端兩側且按預定間距依次輥壓出若干波谷；

采用步進式加工，先在管坯中部輥出波谷，再從其變形中部向軸端兩側依次輥出波谷，管坯兩端的材料因不受約束，被逐步拉入管坯中部已變形區域，達到了管坯兩端向管坯中部補料的目的(管坯自補料)，因此，解決了傳統輥壓管坯因在同步輥壓多個波時，波谷處材料無法流入而導致過度減薄的問題。(輥波后，波峰與原管坯直徑近似相等，軸向長度縮短。)

本發明進一步優選方案：所述的管坯整形包括以下步驟：

步驟3：將管坯軸端兩側的波峰輥壓至與波谷平齊；

步驟4：從管坯軸端兩側向管坯中間將若干波峰依次輥壓至與波谷平齊。

管坯整形過程的加工順序恰與輥波預成形相反，即先將管坯的軸端兩側先進行壓平，再從管坯軸端兩側向管坯中間依次將波峰壓平，大幅減小了變形過程中材料的流動阻力，確保整形后的管壁各處材料能夠分布均勻。(輥平后，管坯成形為薄壁管件，軸向長度增加，管徑變小。)

另外，在管坯整形過程中，可采用雙向拉伸氣缸對管坯兩端進行拉伸，能夠有效防止管坯因長度增加而導致的管坯表面起皺。

超大變形量薄壁管的步進輥壓成形裝置，包括主軸、限位支架和動力裝置，還包括輥波裝置和整形裝置，所述的輥波裝置包括若干輥波支架，所述的輥波支架上設有輥波模，所述的整形裝置包括若干整形支架，所述的整形支架上設有輥平模，所述的主軸、輥波支架、整形支架均與動力裝置連接，所述的動力裝置可驅動主軸旋轉，所述的動力裝置可驅動輥波支架與整形支架平移。