[發明專利]一種滾動式高壓扭轉裝置及方法

有效

• 申請號: 202010212052.0
• 申請日: 2020-03-24
• 公開（公告）號: CN111390018B
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 顧勇飛;駱俊廷;李洪峰;張麗麗;張春祥
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: B21D31/00
• 分類號: B21D31/00;B21D37/10
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 張德才

本發明公開了一種滾動式高壓扭轉裝置，包括第一模具、第二模具和平模模具，第一模具、第二模具和平模模具均包括軸向滑動配合的上模和下模，上模上套設有上導套，下模上套設有下導套，下模用于放置板材；第一模具上模的底面固設有第一滾珠和第二滾珠，第一滾珠沿第二圓周和第四圓周分布，第二圓周和第四圓周的圓心及第二滾珠均位于第一模具上模的底面中心；第二模具上模的底面沿第一圓周、第三圓周和第五圓周固設有若干個第一滾珠；平模上模的底面上設置有凸臺。一種滾動式高壓扭轉裝置方法，從用第一模具、第二模具和平模模具依次對板材進行強變形。本發明能夠避免材料在進行強變形時的打滑現象，提高了金屬材料強變形的形變均勻性。

技術領域

本發明涉及金屬加工設備技術領域，特別是涉及一種滾動式高壓扭轉裝置及方法。

背景技術

對板材進行強變形是目前細化板材晶粒、優化板材性能的主流工藝，典型工藝有累積疊軋焊、傳統高壓扭轉、限制模壓法、反復折皺-壓直法等，這些方法絕大部分都受到材料尺寸的限制，很難制備出大尺寸的制品，或者所制備的材料存在較強的各向異性。尤其傳統高壓扭轉方法，金屬材料在一定的壓力和扭轉角度變形后出現明顯的打滑現象，即使繼續加壓也無法進一步對金屬材料進行強變形。除此之外，當金屬材料尺寸較大時，材料的流動性受到限制，而導致邊緣部分變形較大，中心區域變形較小，整體板材的變形不均勻。

發明內容

本發明的目的是提供一種滾動式高壓扭轉裝置及方法，以解決上述現有技術存在的問題，避免材料在進行強變形時的打滑現象，提高金屬材料強變形的形變均勻性。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

本發明提供了一種滾動式高壓扭轉裝置，包括第一模具、第二模具和平模模具，所述第一模具、所述第二模具和所述平模模具均包括軸向滑動配合的上模和下模，所述上模上套設有上導套，所述下模上套設有下導套，所述下模用于放置板材；第一模具上模的底面固設有第一滾珠和第二滾珠，所述第一滾珠沿第二圓周和第四圓周分布，所述第二圓周和所述第四圓周的圓心及所述第二滾珠均位于所述第一模具上模的底面中心；第二模具上模的底面沿第一圓周、第三圓周和第五圓周固設有若干個所述第一滾珠，所述第一圓周、所述第三圓周和所述第五圓周的圓心均位于第二模具上模的底面中心，所述第一圓周、所述第二圓周、所述第三圓周、所述第四圓周及所述第五圓周的直徑依次增大；平模上模的底面上設置有凸臺。

優選的，所述第一模具上模、所述第二模具上模及所述平模上模及對應的所述上導套用于與壓機的上活動橫梁固定連接，第一模具下模、第二模具下模和平模下模及對應的所述下導套用于與壓機的可旋轉工作平臺固定連接。

優選的，所述下模位于所述上模的正下方，所述上導套與上模間隙配合，所述下模與下導套間隙配合，且所述上導套底部的凸沿與所述下導套頂部的凸沿相互咬合，所述上模和所述下模均呈軸對稱的圓柱形，所述上導套和所述下導套均呈軸對稱的圓環形。

優選的，所述凸臺的高度大于所述平模下模上的導套凸沿的厚度。

優選的，板材的初始厚度為t，板材的初始直徑為D，所述第二滾珠的直徑d₁=(0.20~0.25)D，所述第一滾珠的直徑d₂=(0.08~0.12)D，所述第一圓周的直徑Φ₁=(0.25~0.30)D，所述第二圓周的直徑Φ₂=(0.40~0.45)D，所述第三圓周的直徑Φ₃=(0.55~0.60)D，所述第四圓周的直徑Φ₄=(0.70~0.75)D，所述第五圓周的直徑Φ₅=(0.85~0.90)D，t≥0.1D。

優選的，所述第一圓周上均勻分布有4個所述第一滾珠，所述第二圓周和所述第三圓周上分別均勻分布有6個所述第一滾珠，所述第四圓周和所述第五圓周上均勻分布有8個所述第一滾珠。

本發明還提供一種基于上述滾動式高壓扭轉裝置的滾動式高壓扭轉方法，包括以下步驟：