[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

本發明公開了一種深杯形薄壁零件電流輔助復合旋壓成形裝置及方法，包括旋壓芯模和尾頂，以及均等分布在旋壓芯模圓周的多個旋輪；每個旋輪在旋壓芯模的軸向和徑向上均錯距布置；每個旋輪的旋壓面包括拉深旋壓面、流動旋壓段、整形旋壓面；錯距布置是每個旋輪的拉深旋壓面、流動旋壓段和整形旋壓面在旋壓芯模的軸向和徑向上均錯距分布。旋壓工藝中由于各個旋輪用于拉深旋壓的弧形型面形狀結構的不同，在旋壓芯模每旋轉一圈的周期內，各旋輪側重對坯料的不同部位施加壓力，有利于增加道次壓下量，減少旋壓道次，不僅能提高生產效率，還有利于減小由于材料加工過程不連續，最終導致工件硬化導致材料破裂和無法使用等缺陷。

技術領域

本發明涉及機械工程的塑性加工成形領域，尤其涉及一種深杯形薄壁零件電流輔助復合旋壓成形裝置及方法。

背景技術

深杯形薄壁零件是一種帶底且長徑比較大的薄壁復雜構件。由于長徑比大，可以采用旋壓工藝成形，一般需要先采用多道次拉深旋壓成形得到淺杯形件，再進行多道次流動旋壓成形使壁厚減薄得到深杯形薄壁零件。

主要存在如下幾方面問題：

1、拉深旋壓和流動旋壓兩個旋壓工序彼此獨立完全分開作業，使工件加工流程及作業時間過長；而且在拉深旋壓作業后，還需要重新更換和調校工裝，才能進行流動旋壓作業，不僅耽誤加工時間，而且零件精度也會受到一定影響。

2、拉深旋壓成形時，采用單旋輪多道次，也或者采用相同幾何參數的雙(或者多個)旋輪，進行反復多道次成形，因為每個旋輪的幾何參數相同，所以道次壓下量受到限制，此時不得不增加道次數；這也會導致作業時間的增加；更重要的甚至因工件加工時間以及更換工裝及調校時間的延長，使的工件生產工藝不連續，導致工件硬化導致材料破裂。

3、有些情況下采用了電流輔助旋壓成形，但均將其中一個電極施加在工件即坯料的表面，因旋轉時動態接觸產生的電火花，使坯料表面燒蝕，導致成型后的零件表面受損嚴重，影響產品質量。

發明內容

本發明提供一種深杯形薄壁零件電流輔助復合旋壓成形裝置及方法。解決了現有技術中由于工件生產工藝中拉深旋壓、流動旋壓(或整形旋壓)作業過程不連續，而使工件硬化導致材料破裂、更換工序時需要重新調校工裝以及生產周期長等問題。

本發明通過下述技術方案實現：

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；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部分，且各流動旋壓段的尖端圓角依次逐漸錯開。

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°。

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。