[發(fā)明專利]一種多效應(yīng)耦合劇烈塑性變形模具及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011071208.4
• 申請(qǐng)日: 2020-10-09
• 公開（公告）號(hào): CN112275821A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王曉溪;張翔;唐虓;徐巖;井新宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 徐州工程學(xué)院
• 主分類號(hào): B21C25/02
• 分類號(hào): B21C25/02;B21C23/00;B21C23/08;B21C29/00;B21C31/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 王富強(qiáng)

1.一種多效應(yīng)耦合劇烈塑性變形模具，包括模具本體，所述模具本體包括擠壓凹模和凸模，所述擠壓凹模和所述凸模安裝于液壓機(jī)的工作臺(tái)上；其特征在于：所述擠壓凹模內(nèi)由上至下依次設(shè)置有入口通道、第一擠壓通道、過渡通道、第二擠壓通道和出口通道，所述過渡通道與所述第一擠壓通道之間設(shè)置有第一轉(zhuǎn)角，所述過渡通道與所述第二擠壓通道之間設(shè)置有第二轉(zhuǎn)角，所述第一擠壓通道與所述第二擠壓通道均為螺旋梯度擠壓通道，所述螺旋梯度擠壓通道內(nèi)設(shè)置有梯度擠壓模塊，所述梯度擠壓模塊包括擠壓模塊上部和擠壓模塊下部，所述擠壓模塊上部由上至下呈臺(tái)階狀擴(kuò)徑，所述擠壓模塊下部由上至下呈臺(tái)階狀縮徑；所述凸模包括第一凸模和第二凸模，所述第一凸模用于頂入所述入口通道內(nèi)，所述第二凸模用于頂入所述出口通道內(nèi)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多效應(yīng)耦合劇烈塑性變形模具，其特征在于：所述擠壓凹模包括兩個(gè)凹模半模，兩個(gè)所述凹模半模關(guān)于所述過渡通道的中心水平縱截面對(duì)稱設(shè)置，并通過螺栓固定連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多效應(yīng)耦合劇烈塑性變形模具，其特征在于：所述入口通道為豎直通道，所述過渡通道為水平通道，并與所述入口通道垂直設(shè)置，所述出口通道為豎直通道，并與所述入口通道平行設(shè)置，所述入口通道、所述過渡通道以及所述出口通道的橫截面為圓形。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多效應(yīng)耦合劇烈塑性變形模具，其特征在于：所述梯度擠壓模塊的頂部和底部分別設(shè)置有上連接通道和下連接通道；所述第一擠壓通道的上連接通道與所述入口通道的底部連通，所述第一擠壓通道的下連接通道通過第一轉(zhuǎn)角與所述過渡通道的一端垂直連通；所述第二擠壓通道的上連接通道通過第二轉(zhuǎn)角與所述過渡通道的另一端垂直連通，所述第二擠壓通道的下連接通道與所述出口通道的頂部連通。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多效應(yīng)耦合劇烈塑性變形模具，其特征在于：所述擠壓模塊上部和所述擠壓模塊下部對(duì)稱設(shè)置。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多效應(yīng)耦合劇烈塑性變形模具，其特征在于：所述梯度擠壓模塊的橫截面為橢圓形，形成臺(tái)階狀橢圓梯度，所述臺(tái)階狀橢圓梯度的橢圓截面等比例發(fā)生扭轉(zhuǎn)，所述梯度擠壓模塊從最頂部的橢圓截面到最底部的橢圓截面整體扭轉(zhuǎn)90°，所述上連接通道以及所述下連接通道靠近所述梯度擠壓模塊一端的橫截面為橢圓形，另一端的橫截面為圓形。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多效應(yīng)耦合劇烈塑性變形模具，其特征在于：所述第一轉(zhuǎn)角和所述第二轉(zhuǎn)角均為球形轉(zhuǎn)角，所述球形轉(zhuǎn)角內(nèi)設(shè)置有球形空腔，所述球形空腔的直徑大于所述入口通道、所述過渡通道以及所述出口通道的橫截面直徑。

8.一種多效應(yīng)耦合劇烈塑性變形方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟一、將擠壓凹模安裝在液壓機(jī)工作臺(tái)上，將第一凸模安裝于液壓機(jī)主缸的上滑塊，將第二凸模安裝于液壓機(jī)頂出缸的滑塊，與擠壓凹模進(jìn)行對(duì)模調(diào)試；

步驟二、將坯料從入口通道放入，開啟液壓機(jī)；

步驟三、啟動(dòng)頂出缸，將第二凸模末端移動(dòng)至第二擠壓通道下部，用于提供背壓，對(duì)坯料進(jìn)行成形；

步驟四、啟動(dòng)主缸，上滑塊下行，帶動(dòng)第一凸模向下運(yùn)動(dòng)，擠壓坯料至第一擠壓通道上部，停止擠壓，主缸回程；

步驟五、接著放入下一根坯料，重復(fù)步驟四中擠壓過程，直至第一根變形坯料從出口通道被擠出；

步驟六、重復(fù)上述步驟五。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多效應(yīng)耦合劇烈塑性變形方法，其特征在于：所述步驟五中，坯料在擠壓凹模內(nèi)可實(shí)現(xiàn)往復(fù)、多道次、連續(xù)變形，在第一根坯料從出口通道被擠出前，主缸用于提供背壓力，將第一凸模末端移動(dòng)至第一擠壓通道上部，用于提供背壓，對(duì)坯料進(jìn)行成形；啟動(dòng)頂出缸，向上移動(dòng)第二凸模，將第二凸模頂端上移擠壓至第二擠壓通道下部，停止擠壓，頂出缸回程；接著從出口通道放入下一根坯料，重復(fù)上述擠壓過程，直至變形坯料從入口通道被擠出。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多效應(yīng)耦合劇烈塑性變形方法，其特征在于：所述步驟二中可根據(jù)實(shí)際擠壓情況和材料變形特點(diǎn)，對(duì)模具本體進(jìn)行預(yù)熱，對(duì)坯料進(jìn)行加熱并保溫，所述坯料采用可塑性成形的輕質(zhì)金屬材料。