[發明專利]金屬成型的方法及其裝置

在審

• 申請號: 202010087977.7
• 申請日: 2020-02-12
• 公開（公告）號: CN111112451A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 陳業高;張安民;施允洋;潘海成;邵國友
• 申請（專利權）人: 宿遷學院
• 主分類號: B21D31/00
• 分類號: B21D31/00;B21D37/16
• 代理公司: 淮安市科文知識產權事務所 32223
• 代理人: 廖娜;李鋒

本發明涉及金屬成型領域，公開了一種金屬成型的方法及其裝置，該包括以下步驟：S1：準備圓柱形金屬坯料；S2：在所述金屬坯料外側壁纏繞n圈高強度薄帶；S3：將纏繞了所述薄帶的金屬坯料預熱到0~0.6Tm，所述Tm為所述金屬坯料的熔點；S4：將所述金屬坯料位置固定的同時，按照所述薄帶纏繞的方向在所述薄帶外圈同時持續作用切向力和指向所述金屬坯料方向的徑向力，所述金屬坯料在所述薄帶的纏繞作用下產生塑性變形，塑性變形的金屬坯料進入到模具內成型成產品。與現有技術相比，本方法可以大大降低金屬成型時所需的外加載荷力，使用較小的力就可實現金屬塑性變形的目的。

技術領域

本發明涉及金屬成型領域，特別涉及一種金屬成型的方法及其裝置。

背景技術

金屬材料傳統成形方法主要包括液態成型和壓力加工成形兩種。液態成型是主要以鑄造技術為基礎的成型方法；壓力加工成形屬于固態成形，是對坯料施加一定的正壓力迫使坯料變形流動而成形的一種方法，代表工藝有擠壓、軋制和鍛造等。固態成形所施加的正壓力必須大于坯料所處狀態的抗壓強度才能夠使坯料變形流動，若所成形的坯料為黑色金屬或者處于冷態，則需要更大的正壓力。這對設備的能力要求較高。另外，由于施加的力較大，磨損較嚴重，對設備及模具的材料要求也較高。

發明內容

發明目的：針對現有技術中存在的問題，本發明提供一種金屬成型的方法及其裝置，本方法可以大大降低金屬成型時所需的外加載荷力，使用較小的力就可實現金屬塑性變形的目的。

技術方案：本發明提供了一種金屬成型的方法，包括以下步驟：S1：準備圓柱形金屬坯料；S2：在所述金屬坯料外側壁纏繞n圈高強度薄帶；S3：將纏繞了所述薄帶的金屬坯料預熱到0~0.6Tm，所述Tm為所述金屬坯料的熔點；S4：將所述金屬坯料位置固定的同時，按照所述薄帶纏繞的方向在所述薄帶外圈同時持續作用切向力和指向所述金屬坯料方向的徑向力，所述金屬坯料在所述薄帶的纏繞作用下產生塑性變形，塑性變形的金屬坯料進入到模具內成形成產品。

進一步地，所述金屬坯料與所述薄帶之間的摩擦力大于所述薄帶各圈之間的摩擦力，且所述切向力小于所述薄帶的抗拉強度。

優選地，所述薄帶分為兩部分，一段長度為πD，另一段為L-πD，D為所述圓柱形金屬坯料的直徑，L為薄帶的長度；長度為πD的那段薄帶的一面做增大滑動摩擦系數處理，且該面與所述金屬坯料的外壁接觸；長度為πD的那段薄帶的另一面以及長度為L-πD的那段薄帶的兩面均做減小滑動摩擦系數處理。

優選地，所述增大滑動摩擦系數處理的方法包括：表面粗糙處理、鍍涂層或添加增大摩擦的顆粒或纖維；所述減小滑動摩擦系數處理的方法包括：表面光滑處理、鍍減磨材料涂層或涂抹潤滑劑。

本發明還提供了一種金屬成型的裝置，包括基座，第一電機、模具和空心軸套均固定在所述基座上，三角卡盤固設在所述空心軸套內壁，殼體的一端套設在所述空心軸套外側壁，另一端套設在所述模具外側壁，且所述殼體的外壁與所述第一電機的輸出軸之間齒輪嚙合；第二電機和限位盤固定在所述殼體內，且所述限位盤固定在所述模具一側，軌跡盤與所述第二電機的輸出軸齒輪嚙合；若干擠壓塊圓周設置且相鄰兩個所述擠壓塊之間滑動接觸；各所述擠壓塊的一端分別限位在所述限位盤上圓周分布的各限位孔內，另一端分別限位在所述軌跡盤上圓周分布的各軌跡孔內；所述空心軸套、所述軌跡盤以及所述限位盤三者依次同軸設置。

進一步地，各所述擠壓塊的一端分別通過限位插銷限位在各所述限位孔內，另一端分別通過軌跡插銷限位在各所述軌跡孔內。

進一步地，所述殼體的一端通過第一軸承與所述空心軸套的外側壁轉動連接，另一端通過第二軸承與所述模具的外側壁轉動連接。

優選地，各所述限位孔在所述限位盤上呈放射狀圓周分布；各所述軌跡孔在所述軌跡盤上呈拋灑狀圓周分布。

優選地，各所述限位孔和各所述軌跡孔均為腰型孔。