[發明專利]一種深杯形薄壁零件電流輔助復合旋壓成形裝置及方法

有效

• 申請號: 202010211625.8
• 申請日: 2020-03-24
• 公開（公告）號: CN111408650B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 夏琴香;陳燦;程秀全;肖剛鋒
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: B21D22/16
• 分類號: B21D22/16;B21D37/16;B21D51/02
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡克永

1.一種深杯形薄壁零件電流輔助復合旋壓成形裝置，包括旋壓芯模(4)和尾頂(6)，以及均等分布在旋壓芯模(4)圓周的多個旋輪(3)；其特征在于：每個旋輪(3)在旋壓芯模(4)的軸向和徑向上均錯距布置；每個旋輪(3)的旋壓面包括拉深旋壓面(1)、流動旋壓段、整形旋壓面(2)；所述錯距布置是每個旋輪(3)的拉深旋壓面(1)、流動旋壓段和整形旋壓面(2)在旋壓芯模(4)的軸向和徑向上均錯距分布；

所述深杯形薄壁零件電流輔助復合旋壓成形裝置，還包括一抵觸在坯料(7)邊緣的反推板(5)；在反推板(5)和尾頂(6)上分別設有電極，其中尾頂(6)上為正電極，反推板(5)為負電極；在旋壓過程中，通過尾頂(6)和反推板(5)將脈沖電流由坯料(7)的中心區域流向邊緣，作為電流輔助旋壓；

所述旋輪(3)的數量為至少三個，所述錯距分布體現如下：

各旋輪(3)的拉深旋壓面(1)的剖面線為圓弧線，且各拉深旋壓面(1)的圓弧半徑依次逐漸減小；

各旋輪(3)的整形旋壓面(2)的剖面形狀為直線；根據旋轉順序，其中前兩個相鄰的旋輪(3)的整形旋壓面(2)相對于旋壓芯模(4)軸線的傾斜角度相同或者依次減小，而第三個旋輪(3)的整形旋壓面(2)相對于旋壓芯模(4)軸線的傾斜角度均小余前兩個旋輪(3)的傾斜角度；

各流動旋壓段為錐形結構，是指拉深旋壓面(1)的圓弧線與整形旋壓面(2)直線銜接處的尖端圓角，且各流動旋壓段的尖端圓角依次逐漸錯開。

2.根據權利要求1所述深杯形薄壁零件電流輔助復合旋壓成形裝置，其特征在于：所述前兩個相鄰的旋輪(3)的傾斜角度相同是指在2°～3°范圍內相同，依次減小是指在2°～3°范圍內依次減小；所述第三個旋輪(3)的傾斜角度為0.5°～1°。

3.根據權利要求2所述深杯形薄壁零件電流輔助復合旋壓成形裝置，其特征在于：所述坯料(7)采用合金結構鋼，電流輔助旋壓時脈沖電流為1100A～1400A。

4.根據權利要求3所述深杯形薄壁零件電流輔助復合旋壓成形裝置，其特征在于：當旋輪(3)的數量為三個時，呈120°均布在旋壓芯模(4)的圓周。

5.一種深杯形薄壁零件電流輔助復合旋壓成形方法，其特征在于采用權利要求1-4中任一項所述裝置實現，其包括如下步驟：

用尾頂(6)將圓板形的坯料(7)對中頂緊在旋壓芯模(4)上；

給反推板(5)施加一個沿旋壓芯模(4)軸向方向的推力，即向坯料(7)方向，以使反推板(5)頂緊在坯料(7)的邊緣；在尾頂(6)和反推板(5)上施加一個脈沖電流，脈沖電流由坯料(7)的中心區域流向邊緣，作為電流輔助旋壓；

旋輪(3)的拉深旋壓面(1)處于工作工位；當旋輪(3)為三個時，每個拉深旋壓面(1)的圓弧半徑以及整形旋壓面(2)的傾斜角度依次逐漸減小；相應地，流動旋壓段錐形結構的尖端圓角與旋壓芯模(4)之間的間隙也逐漸減小；

旋壓芯模(4)旋轉；根據旋輪圓弧半徑由大致小的排列順序，拉深旋壓面(1)依次逐漸對坯料(7)進行拉深旋壓，當拉深旋壓至流動旋壓段的尖端圓角時完成對坯料(7)流動旋壓，以完成坯料(7)的拉深、減薄；接著進入整形旋壓面(2)，再對減薄的坯料(7)的表面逐漸進行光整整形；直至完成坯料(7)的拉深旋壓、流動旋壓和整形旋壓過程，進而實現旋壓芯模(4)旋轉一周，即可完成拉深、流動和整形旋壓三個工序，直至得到整個深杯形零件的所需壁厚。

6.根據權利要求5所述深杯形薄壁零件電流輔助復合旋壓成形方法，其特征在于：流動旋壓段的尖端圓角與旋壓芯模(4)軸面之間的間隙最小的那個旋輪(3)，決定了深杯形零件成型后的最終的壁厚。

7.根據權利要求6所述深杯形薄壁零件電流輔助復合旋壓成形方法，其特征在于：深杯形零件達到所需壁厚后，再切除深杯形零件口部的余邊。