[發明專利]一種帶有橫向內筋的筒體工件成形方法

有效

• 申請號: 202110382968.5
• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN113182474B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 李國俊;白雪智;趙熹;張慧芳;程眉;張治民
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: B21J5/00
• 分類號: B21J5/00;B21J5/08;B21C23/20;B21C25/02;B21D19/10;B21D37/10;B21D51/10
• 代理公司: 山西五維專利事務所(有限公司) 14105
• 代理人: 李印貴

本發明涉及一種帶有橫向內筋的筒體工件成形方法，其成形方法，采用下料+鐓粗+反擠壓的工序，其特點是采用了切槽、翻轉的工序、及翻轉毛坯內筋模具等；其中：翻轉毛坯內筋模具的凸模包括凸模矯正環、凸模壓板、連桿機構、彈簧、壓桿、限位管、壓環；凹模包括內翻轉凹模、內翻轉凹模支撐環及下模板；本發明解決了對肚大小口的筒形件擠壓，難以脫模的問題，凹?？谠O計為大圓弧形狀的圓角，減小反擠壓筒體工件上端厚壁環筋翻轉時的剪切應力，防止翻轉時材料斷裂，提高擠壓筒體外表面的質量；節省料、效率高，適用于批量生產。

技術領域

本發明屬于金屬材料零工件成形的擠壓方法，特別涉及一種帶有橫向內筋的筒體工件成形方法。

背景技術

目前，對于端部帶有橫向內筋的筒體工件，如某類大型壓力容器(見圖1)制造中，工件結構特點：①筒體是薄壁(10mm)，端部是厚壁(寬100，厚100)，整體厚度不同，不能用板料拉伸成形；②用擠壓方法只能成形與端部相同內徑(110)的厚壁筒，材料浪費大。

如圖1所示，帶有橫向內筋筒體工件1，傳統的成形工藝大多采用擠壓后機械加工方法、鑄造法、沖壓后焊接法。或者使用傳統機械加工方法是將棒料放到車床上進行機械加工出所需的筒形工件。該方法材料利用率不足20％，機加件性能低下，不能滿足壓力容器的高強度要求。目前，對于端部帶有橫向1-1筒體工件最常采用傳統的成形工藝為：

1、采用傳統鑄造進行成形，鑄件有諸多缺陷，如氣孔、沙眼等，疏松導致出成率低，晶粒粗大，力學性能低，難以滿足高的力學性能要求。

2、先采用沖壓法是把工件分段加工，橫筋部分1-1采用擠壓成形后進行機械加工，筒體工件直壁部分采用薄板拉伸成形，然后將直壁部分與橫筋焊接，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。

3、先采用擠壓成形筒體工件，棒料進行墩粗處理后進行反擠壓成壁厚110的筒形件，然后進行機械加工；擠壓筒壁厚大，機加余量大，機加成本高，費時費工，材料利用率低。

總之，對于端部帶有橫向內筋筒體工件的制造采用傳統工藝存在的材料利用率、環筋強度低、機加周期長、成本高的問題。

發明內容

本發明的目的旨在克服現有技術中對端部帶有橫向內筋筒體工件成形和加工方法存在的不足，提出一種節省料、提高性能和生產效率的一種帶有橫向內筋的筒體工件成形方法。

為了實現上述目的，本發明的技術方案為：

一種帶有橫向內筋的筒體工件成形方法，使用翻轉毛坯內筋模具，包括凸模4-1、凹模4-2、及下頂桿4-4；其特征在于：所述的凸模含有凸模矯正環4-1-1、凸模壓板4-1-2、連桿機構4-1-3、彈簧4-1-4、壓桿4-1-5、限位管4-1-6、壓環4-1-7；所述的凸模壓板固定連接在壓桿下端；而所述的凸模矯正環套裝在在壓桿上；所述的連桿機構分別與凸模矯正環套、凸模壓板連接；所述的彈簧在限位管內，并一起套裝凸模壓板與凸模矯正環之間的壓桿上，且由壓環固定于凸模壓板上；

所述的凹模4-2含有內翻轉凹模4-2-1、內翻轉凹模支撐環4-2-2、及下模板4-2-3；所述的翻轉凹模在內翻轉凹模支撐環上連接，而所述的內翻轉凹模支撐環固定在下模板之上；所述的頂桿裝于下模板的中間孔中；所述的內翻轉凹模口設有圓弧4-2-1-1；

采用下料+鐓粗+反擠壓的工序，以及采用毛坯切槽、翻轉的工序，其中各個工序如下：

(1)下料、鐓粗：常規下料為毛坯2，毛坯放入反擠壓模具擠壓內鐓粗；

(2)反擠壓：毛坯在反擠壓模具擠壓；所使用的反擠壓模具，包括反擠壓凸模，反擠壓凹模，反擠壓凹模間隙；所述的反擠壓凹模間隙是為坯料向上溢流形成毛坯內筋的空間；