[發明專利]一種成形大型錐筒的擠壓拉伸復合成形設備

有效

• 申請號: 202110285897.7
• 申請日: 2021-03-17
• 公開（公告）號: CN113059011B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 張治民;李國俊;白雪智
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: B21C23/03
• 分類號: B21C23/03;B21C25/02
• 代理公司: 廈門市天富勤知識產權代理事務所(普通合伙) 35244
• 代理人: 唐紹烈

本發明公開一種成形大型錐筒的擠壓拉伸復合成形設備，包括模具凹模、中軸壓缸、環形壓缸、中軸柱塞、環形柱塞、模具凸模和環形壓圈，模具凹模中部為貫通的成形通道，成形通道的直徑從上至下逐步收攏以供毛坯形變，中軸壓缸和環形壓缸同軸心設置且分別上下架設于成形通道上，中軸壓缸和環形壓缸下部分別連接中軸柱塞和環形柱塞，環形壓缸中部為貫通的柱塞通道，中軸柱塞穿過柱塞通道，模具凸模、環形壓圈與模具凹模構成毛坯上部的封閉空間，模具凸模和環形壓圈帶動毛坯從成形通道中向下擠出，模具凸模形狀與錐筒的內腔一致，模具凸模與成形通道之間的間隙為毛坯成形錐筒的壁厚。本發明一次成形便可制造高性能薄壁筒的設備。

技術領域

本發明涉及大型構件成形技術領域，特別涉及一種成形大型錐筒的擠壓拉伸復合成形設備。

背景技術

大型錐筒形類構件(見圖1(a))作為常見的承力構件，在裝備中應用量巨大。目前制備大型錐筒形類構件傳統的成形工藝是沖壓法、旋壓法、鑄造法以及擠壓法。

如圖1(b)，沖壓法是把構件分段加工，直壁部分采用板料卷圓后焊接，錐形頭部分采用板料拉伸，然后將直壁與錐形頭焊接完成，但是這種工藝流程多，焊縫強度低，難以滿足大壓力容器高力學性能的要求。

如圖1(c)，多道次旋壓成形工藝采用管形件作為毛坯，邊旋轉邊加熱保溫，旋輪對管體進行多次旋壓，工藝時間長，效率低。

如圖2，變薄拉伸法，棒料進行反擠預成形厚壁筒后，進行多次壁厚變薄拉伸，模具套數多，成本高，拉伸次數多，材料進行多次加熱，晶粒粗大，構件性能低，生產效率低，不能用于大批量生產。

上述大型錐筒形類構件加工過程中存在的強度低，效率低的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種成形大型錐筒的擠壓拉伸復合成形設備，克服上述缺陷，開發出一次成形方法高性能薄壁筒的設備。

為達成上述目的，本發明的解決方案為：一種成形大型錐筒的擠壓拉伸復合成形設備，包括模具凹模、中軸壓缸、環形壓缸、中軸柱塞、環形柱塞、模具凸模和環形壓圈，模具凹模中部為貫通的成形通道，成形通道的直徑從上至下逐步收攏以供毛坯形變，中軸壓缸和環形壓缸同軸心設置且分別上下架設于成形通道上，中軸壓缸和環形壓缸下部分別連接中軸柱塞和環形柱塞，中軸壓缸和環形壓缸分別控制中軸柱塞和環形柱塞的下壓速度，所述環形壓缸中部為貫通的柱塞通道，所述中軸柱塞穿過柱塞通道。

中軸柱塞和環形柱塞下端分別連接并帶動模具凸模和環形壓圈向下運動并擠壓毛坯成形，模具凸模、環形壓圈與模具凹模構成毛坯上部的封閉空間，環形壓圈套設在模具凸模外。

模具凸模和環形壓圈帶動毛坯從成形通道中向下擠出，模具凸模形狀與錐筒的內腔一致，模具凸模與成形通道之間的間隙為毛坯成形錐筒的壁厚。

優選的，所述模具凹模設置在第一底座上，第一底座上對應成形通道處設置開口，第一底座下部設置有卸料環，卸料環與成形通道同軸心設置，卸料環外連接往復機構，卸料環通過往復機構在成形通道的徑向擴展和收縮。

優選的，所述模具凹模懸設在第二底座上，第二底座上設置頂出缸，頂出缸向成形通道的軸心頂出。

優選的，所述柱塞通道和中軸柱塞的截面均為方形。

優選的，所述的中軸壓缸和環形壓缸分別通過第一懸架和第二懸架懸設在成形通道上。

優選的，所述成形通道上部和下部均為圓柱空腔，成形通道上部圓柱空腔的直徑大于成形通道下部圓柱空腔的直徑，成形通道中部為從上至下收縮的圓臺空腔，成形通道下部的圓柱空腔與模具凸模之間的間隙為毛坯成形錐筒的壁厚。

優選的，所述環形壓圈為底部凸起圓臺環的圓環，環形壓圈套接在所述成形通道上部的圓柱空腔內，所述圓臺環的環面與所述成形通道中部圓臺空腔的環面平行，所述圓臺環的環面與所述成形通道中部圓臺空腔的環面之間具有間隙。