[發(fā)明專(zhuān)利]一種采用滾軸結(jié)構(gòu)的省力變薄拉伸方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110439198.3
• 申請(qǐng)日: 2021-04-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113042604A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 方敏;閆釗鳴;張治民;王強(qiáng);蔣理帥祎
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中北大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B21D22/20
• 分類(lèi)號(hào): B21D22/20;B21D24/00;B21D37/10;B21D37/18
• 代理公司: 廈門(mén)市天富勤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 35244
• 代理人: 唐紹烈

本發(fā)明公開(kāi)一種采用滾軸結(jié)構(gòu)的省力變薄拉伸方法，將拉伸件隨拉伸沖頭向下運(yùn)動(dòng)，拉伸件從拉伸件通道進(jìn)入環(huán)形工作帶，首先與圓柱滾軸接觸并開(kāi)始咬合，隨著咬合面積增大，二者間的摩擦力會(huì)導(dǎo)致圓柱滾軸在凹槽內(nèi)發(fā)生并保持轉(zhuǎn)動(dòng)，后續(xù)的變形過(guò)程中滾軸與拉伸件的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)同步轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)滑動(dòng)摩擦的變薄拉伸，直至拉伸件全部通過(guò)環(huán)形工作帶。本案特別采用環(huán)形模具進(jìn)行金屬的變薄拉伸，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、靈活性強(qiáng)、方式新穎，弱化了金屬拉伸件與模圈之間的滑動(dòng)摩擦，從而實(shí)現(xiàn)了省力變薄拉伸、單道次變形大、拉伸件不易損壞等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬塑性成形技術(shù)，特別是涉及常見(jiàn)的筒形件或盒型件的一種變薄拉伸塑性加工方法。

背景技術(shù)

筒形件或盒型件是常見(jiàn)的金屬構(gòu)件類(lèi)型，傳統(tǒng)的加工方法是反擠壓配合多道次變薄拉伸組成的成形技術(shù)或工藝方法。多道次的變薄拉伸可以大幅度減小壁厚并獲得拉伸件長(zhǎng)度的相應(yīng)增加，同時(shí)有利于降低反擠壓制坯時(shí)產(chǎn)生的壁厚差，目前在工業(yè)制造領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。但是，傳統(tǒng)的變薄拉伸工藝在變形時(shí)，其工作面與拉伸件之間存在劇烈的滑動(dòng)摩擦，一方面增大了變形力，易出現(xiàn)底部拉裂或者筒壁撕裂等現(xiàn)象；另一方面造成了模具壽命低、拉伸件表面劃傷等一系列難題。特別是對(duì)于一些需要加熱后進(jìn)行拉伸變形的高強(qiáng)度構(gòu)件，傳統(tǒng)的變薄拉伸工藝更是難以勝任。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種采用滾軸結(jié)構(gòu)的省力變薄拉伸方法，大幅度降低拉伸所需的載荷，從而實(shí)現(xiàn)單道次拉伸變形量大，在保證產(chǎn)品成形精度要求的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)省力的高效率生產(chǎn)，且模具壽命明顯提高。

為達(dá)成上述目的，本發(fā)明的解決方案為：一種采用滾軸結(jié)構(gòu)的省力變薄拉伸方法，涉及一種采用滾軸結(jié)構(gòu)的省力變薄拉伸模具，該模具包括滾軸和拉伸模圈，所述拉伸模圈呈環(huán)形，所述拉伸模圈設(shè)有中空的拉伸件通道，所述拉伸件通道內(nèi)壁開(kāi)設(shè)若干個(gè)凹槽，每個(gè)所述凹槽內(nèi)均同軸嵌入一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的圓柱形滾軸，滾軸的轉(zhuǎn)軸垂直于拉伸模圈的中心軸，相鄰兩個(gè)滾軸緊密相抵接，從而拉伸模圈的內(nèi)壁的所有滾軸排列構(gòu)成封閉的環(huán)形工作帶；所述凹槽的截面呈月牙形，所述滾軸的外部嵌入凹槽中，所述滾軸的內(nèi)部凸出于凹槽外；進(jìn)給方向上游的所述凹槽槽口相對(duì)拉伸模圈的中心軸方向向外偏轉(zhuǎn)，進(jìn)給方向下游的所述凹槽槽口相對(duì)拉伸模圈的中心軸方向向內(nèi)偏轉(zhuǎn)，使得進(jìn)給方向上游的拉伸件通道直徑大于進(jìn)給方向上游的拉伸件通道直徑；

該方法的具體步驟為，將拉伸件隨拉伸沖頭向下運(yùn)動(dòng)，拉伸件從拉伸件通道進(jìn)入環(huán)形工作帶，首先與圓柱滾軸接觸并開(kāi)始咬合，隨著咬合面積增大，二者間的摩擦力會(huì)導(dǎo)致圓柱滾軸在凹槽內(nèi)發(fā)生并保持轉(zhuǎn)動(dòng)，后續(xù)的變形過(guò)程中滾軸與拉伸件的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)同步轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)滑動(dòng)摩擦的變薄拉伸，直至拉伸件全部通過(guò)環(huán)形工作帶。

優(yōu)選的，進(jìn)給方向上游的所述凹槽槽口向外偏轉(zhuǎn)后，再向內(nèi)延伸形成防脫擋緣。

優(yōu)選的，進(jìn)給方向下游的所述凹槽槽口向內(nèi)偏轉(zhuǎn)后與所述防脫擋緣位于同一直線(xiàn)上。

采用上述方案后，本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明特別采用環(huán)形模具進(jìn)行金屬的變薄拉伸，所謂環(huán)形模具即采用多個(gè)圓柱形滾軸緊密環(huán)形排列構(gòu)成了適合筒型件以及盒型件等變薄拉伸的拉伸模圈，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、靈活性強(qiáng)、方式新穎，利用圓柱滾軸的同步轉(zhuǎn)動(dòng)，最大程度地弱化了變薄拉伸中常見(jiàn)的滑動(dòng)摩擦，最大成形力相比較傳統(tǒng)工藝降低1/3至1/4，最大拉伸速度可以提高2倍以上；可以實(shí)現(xiàn)超出傳統(tǒng)工藝的單道次壁厚減薄量的多道次工藝設(shè)計(jì)；模圈使用壽命提高50％以上。特別是，本發(fā)明的滾軸凹槽結(jié)構(gòu)易于存儲(chǔ)油脂等潤(rùn)滑劑，有利于保證高溫度、高載荷工況下的生產(chǎn)的連續(xù)性，相較之下，傳統(tǒng)工藝無(wú)法儲(chǔ)存潤(rùn)滑劑，短板明顯。而且，本發(fā)明的滾軸在變薄拉伸過(guò)程中，得益于偏轉(zhuǎn)的月牙形凹槽結(jié)構(gòu)，使得滾軸在進(jìn)給方向轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中始終保持在凹槽內(nèi)，不易脫出，因此，產(chǎn)生的自鎖效果也是本發(fā)明的主要特點(diǎn)之一。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明與拉伸件的工作過(guò)程示意圖；

圖2是本發(fā)明凹槽與滾軸的配合關(guān)系示意圖；