[发明专利]一种金属材料变截面挤扭成形装置及方法

权利要求书

1.一种金属材料变截面挤扭成形装置，其特征在于：所述装置包括第一冲头（1）和第一挤扭模（2），第一挤扭模（2）由上至下依次为第一大截面矩形通道（2-1）、第一棱锥螺旋通道（2-2）和第一小截面矩形通道（2-3），第一棱锥螺旋通道（2-2）的截面积由上至下逐渐减小，第一棱锥螺旋通道（2-2）的截面为矩形，第一冲头（1）同轴设置在第一挤扭模（2）的上方。

2.一种利用权利要求1所述装置实现金属材料变截面挤扭成形方法，其特征在于：所述方法是通过以下步骤实现的：

步骤一、设定成形参数：第一棱锥螺旋通道（2-2）的第一螺旋角（β1）为10°～60°，第一棱锥螺旋通道（2-2）的长度为0.5d～3d，其中d为第一棱锥螺旋通道（2-2）入口处矩形截面外接圆的直径，该外接圆的直径d为30mm～100mm，第一大截面矩形通道（2-1）与第一小截面矩形通道（2-3）的挤压比为4～100；

步骤二、第一冲头（1）下行施载，坯料（3）在第一冲头（1）的作用下进入第一大截面矩形通道（2-1）内；

步骤三、第一冲头（1）继续向下，坯料（3）进入第一棱锥螺旋通道（2-2）内，坯料（3）在第一棱锥螺旋通道（2-2）内产生挤扭变形，其挤扭角为90°～180°；

步骤四、随着挤扭过程的进行，坯料（3）进入第一小截面矩形通道（2-3）中，并从第一小截面矩形通道（2-3）被挤出，即完成一个金属材料变截面挤扭成形零件（4）。

3.根据权利要求2所述金属材料变截面挤扭成形方法，其特征在于：所述步骤一中设定第一棱锥螺旋通道（2-2）的第一螺旋角（β1）为30°，第一大截面矩形通道（2-1）与第一小截面矩形通道（2-3）的挤压比为25。

4.一种金属材料变截面挤扭成形装置，其特征在于：所述装置包括第二冲头（11）和第二挤扭模（12），第二挤扭模（12）由上至下依次为第二大截面矩形通道（12-1）、第二大截面矩形螺旋通道（12-2）、第二棱锥通道（12-3）和第二小截面矩形通道（12-4），第二棱锥通道（12-3）的截面积由上至下逐渐减小，第二棱锥通道（12-3）的截面为矩形，第二冲头（11）同轴设置在第二挤扭模（12）的上方。

5.一种利用权利要求4所述装置实现金属材料变截面挤扭成形方法，其特征在于：所述方法是通过以下步骤实现的：

步骤一、设定成形参数：第二大截面矩形螺旋通道（12-2）的第二螺旋角（β2）为10°～60°，第二大截面矩形螺旋通道（12-2）的长度为0.5d～3d，其中d为第二大截面矩形螺旋通道（12-2）入口处矩形截面外接圆的直径，该外接圆的直径d为30mm～100mm，所述第二大截面矩形通道（12-1）与第二小截面矩形通道（12-4）的挤压比为4～100；

步骤二、第二冲头（11）下行施载，坯料（3）在第二冲头（11）的作用下进入第二大截面矩形通道（12-1）内；

步骤三、第二冲头（11）继续向下，坯料（3）进入第二大截面矩形螺旋通道（12-2）内，坯料（3）在第二大截面矩形螺旋通道（12-2）内产生挤扭变形，其挤扭角为90°～180°；

步骤四、随着挤扭过程的进行，坯料（3）进入第二棱锥通道（12-3）内，并在第二棱锥通道（12-3）产生挤压变形；

步骤五、随着挤压过程的进行，坯料（3）进入第二小截面矩形通道（12-4）中，并从第二小截面矩形通道（12-4）被挤出，即完成一个金属材料变截面挤扭成形零件（4）。

6.根据权利要求5所述金属材料变截面挤扭成形方法，其特征在于：所述步骤一中设定第二大截面矩形螺旋通道（12-2）的第二螺旋角（β2）为30°，所述第二大截面矩形通道（12-1）与第二小截面矩形通道（12-4）的挤压比为25。

7.一种金属材料变截面挤扭成形装置，其特征在于：所述装置包括第三冲头（21）和第三挤扭模（22），第三挤扭模（22）由上至下依次为第三大截面矩形通道（22-1）、第三棱锥通道（22-2）、第三小截面螺旋通道（22-3）和第三小截面矩形通道（22-4），第三棱锥通道（22-2）的截面积由上至下逐渐减小，第三棱锥通道（22-2）的截面为矩形，第三冲头（21）同轴设置在第三挤扭模（22）的上方。