[發明專利]階梯式旋轉擠壓內環筋的復合成形方法

有效

• 申請號: 201910969784.1
• 申請日: 2019-10-12
• 公開（公告）號: CN110523792B
• 公開（公告）日: 2020-07-21
• 發明（設計）人: 于建民;張治民;寇鑫;吳國琴;楊亞琴
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: B21C23/00
• 分類號: B21C23/00;B21C25/02
• 代理公司: 廈門市天富勤知識產權代理事務所(普通合伙) 35244
• 代理人: 唐紹烈

本發明公開的階梯式旋轉擠壓內環筋的復合成形方法，該方法涉及一種階梯式旋轉擠壓內環筋的復合成形模具，該模具包括擠壓機、頂出缸、分體凸模、斜鍥、轉動裝置、徑向滑動組件和凹模；所述分體凸模包括左凸模和右凸模，所述分體凸模的外側壁形成預成形模膛和終成形模膛，預成形模膛位于終成形模膛的上方，凹模具有型腔，型腔供筒形件坯料放置。本案先進行一道次旋轉擠壓預成形成形出筒體內壁的金屬聚集帶，再二道次進行旋轉擠壓終成形成形內環筋的成形方式更有利于將筒體內壁金屬向內環筋處轉移，成形出的內環筋更高、更飽滿，而且省去了更換模具的工序，提升了生產效率。

技術領域

本發明涉及輕金屬材料塑性加工工藝及成形技術領域，特別涉及一種階梯式成形帶高、厚內環筋殼體零件的旋轉擠壓復合模具。

背景技術

大型筒體、殼體在航天、軍工、汽車等領域有廣泛應用，隨著科技的發展，為滿足輕量化的結構設計要求，殼體內部往往帶有許多內環筋，殼體的高力學性能和均勻一致性，要求必須整體成形。但是要通過塑性變形成形出筒體、殼體零部件內壁的內環筋卻由于成形不易、質量不佳、脫模困難成為殼體整體成形的技術瓶頸。

旋轉擠壓工藝克服了傳統機械加工、鑄造、焊接等工藝的制造缺點，凹模帶動筒體坯料旋轉，分體凸模徑向進給的成形方法成功制造出了筒體內壁的環筋。旋轉擠壓工藝復雜的模具運動方式注定會導致筒體坯料的金屬流動復雜，成形出的內環筋往往存在層疊、內環筋高度充填不滿等缺陷，不符合高、厚內環筋的成形質量要求，如圖1所示。

一般來說，模具的型腔形狀要與最終成形的內環筋的外形相符。因此，如果采用單一的模具結構，則模具的型腔結構形狀基本由要最終成形的內環筋的外形決定。而在實際旋轉擠壓過程中，金屬變形區的應力狀態決定其流動規律，受凹模形狀、旋轉速度與凸模徑向進給量以及旋轉速度和徑向進給速度的匹配的影響，很難將金屬導流聚集到分體凸模的模膛中，所以，相較于單道次的模具結構，擁有多道次擠壓功能的多道次模具結構能較大改善該現象；但是，考慮到多道次成形的模具結構存在很大的區別，必然會使用至少兩種結構不同的分體凸模，所以在預成形結束后需要更換模具，過程復雜且增加筒體坯料的加熱次數。

基于上述，本案由此而生。

發明內容

本發明的目的在于提供一種階梯式旋轉擠壓內環筋的復合成形方法，通過拓撲優化，兩道次成形使成內環筋變形更加均勻，既保證了內環筋成形質量，又簡化了操作流程，提高了生產效率，成形出的內環筋具有高且厚的特征。

為了達成上述目的，本發明的解決方案如下：

階梯式旋轉擠壓內環筋的復合成形方法，該方法涉及一種階梯式旋轉擠壓內環筋的復合成形模具，該模具包括擠壓機、頂出缸、分體凸模、斜楔、轉動裝置、徑向滑動組件和凹模；所述分體凸模包括左凸模和右凸模，左凸模、右凸模分別通過徑向滑動組件連接在擠壓機下方，擠壓機帶動分體凸模軸向進給；所述斜楔內置于左凸模、右凸模之間，斜楔的下端呈子彈頭狀，斜楔的上端連接頂出缸，通過頂出缸帶動斜楔上下移動，從而控制分體凸模的開合，當斜楔下移時，子彈頭狀的下端撐開左凸模、右凸模，當斜楔上移復位時，左凸模、右凸模合并；所述分體凸模的外側壁形成預成形模膛和終成形模膛，預成形模膛位于終成形模膛的上方，所述凹模連接轉動裝置，轉動裝置帶動凹模繞凹模中心軸轉動，凹模具有型腔，型腔供筒形件坯料放置，該方法包括以下步驟：

S1成形前準備：先將模具按上述安裝關系裝配完成，再將凹模型腔、分體凸模加熱后均勻涂抹潤滑劑，接著將筒形件坯料加熱后放入凹模型腔內，并將筒形件坯料均勻涂抹潤滑劑；