[发明专利]管材制备的连续剪切往复反挤复合式加工装置及方法

权利要求书

1.一种管材制备的连续剪切往复反挤复合式加工装置，其特征在于，包括环形挤压筒、变截面挤压芯杆、上固定压盘、下固定压盘以及扭转式工作台；

其中，所述环形挤压筒的上端连接所述上固定压盘，下端连接所述下固定压盘；

所述变截面挤压芯杆设置在所述环形挤压筒的内侧；所述变截面挤压芯杆的外侧面设置有平滑过渡的凸台；

所述变截面挤压芯杆的一端通过所述上固定压盘的第一通孔穿出，所述变截面挤压芯杆的另一端通过所述下固定压盘的第二通孔穿出，实现所述变截面挤压芯杆的定位；

所述下固定压盘设置在所述扭转式工作台上，当所述扭转式工作台驱动所述下固定压盘、所述环形挤压筒和所述上固定压盘以第一转速运动时，所述变截面挤压芯杆保持不转动或以第二转速运动，所述第二转速小于所述第一转速。

2.根据权利要求1所述的管材制备的连续剪切往复反挤复合式加工装置，其特征在于，所述环形挤压筒包括第一半环形筒体和第二半环形筒体；

其中，所述第一半环形筒体和所述第二半环形筒体的开口相对紧贴形成所述环形挤压筒；

所述第一半环形筒体和所述第二半环形筒体的上端通过一固定销连接所述上固定压盘，所述第一半环形筒体和所述第二半环形筒体的下端通过另一固定销连接所述下固定压盘。

3.根据权利要求1所述的管材制备的连续剪切往复反挤复合式加工装置，其特征在于，所述变截面挤压芯杆在长度方向上的中间位置设置有平滑过渡的圆截面凸台；

所述变截面挤压芯杆的非圆截面凸台区域的直径保持一致。

4.根据权利要求1所述的管材制备的连续剪切往复反挤复合式加工装置，其特征在于，所述环形挤压筒的内表面经粗糙化处理。

5.一种管材制备的连续剪切往复反挤复合式加工方法，其特征在于，采用权利要求1至4任一项所述的管材制备的连续剪切往复反挤复合式加工装置，包括如下步骤：

步骤S1、将下固定压盘固定于扭转式工作台上，并将两片半环形筒体固定于下固定压盘之上组成环形挤压筒；放入管形坯料，插入变截面挤压芯杆，保证变截面挤压芯杆的下端部通过下固定压盘的第二通孔，将上固定压盘固定于环形挤压筒上；

步骤S2、对变截面挤压芯杆的上端面施压使变截面挤压芯杆发生下行运动，同时，扭转式工作台发生周向扭转运动，直至变截面挤压芯杆的凸台下行至下固定压盘位置处，完成第一道次加工；

步骤S3、当挤压机能够双向作业时，则对变截面挤压芯杆的下端面施压使变截面挤压芯杆发生反向上行运动，同时，扭转式工作台发生同向或反向扭转，直至变截面挤压芯杆的凸台上行至上固定压盘位置处，完成第二道次的加工；

或，当挤压机仅能够单向作业时，则先解除下固定压盘与扭转式工作台之间的连接，然后翻转所述环形挤压筒、变截面挤压芯杆、上固定压盘、下固定压盘构成的整体，并将上固定压盘固定于扭转式工作台上；变截面挤压芯杆的上端面施压使变截面挤压芯杆发生下行运动，同时，扭转式工作台发生周向扭转运动，直至变截面挤压芯杆的凸台下行至上固定压盘位置处，完成第二道次加工。

6.根据权利要求5所述的管材制备的连续剪切往复反挤复合式加工方法，其特征在于，重复执行步骤S2～步骤S3，实现多道次连续剪切往复反挤复合式加工。

7.根据权利要求5所述的管材制备的连续剪切往复反挤复合式加工方法，其特征在于，在步骤S2或步骤S3中，还包括如下步骤：

管形坯料在两端封闭的环形挤压筒内随着变截面挤压芯杆的下行发生反向挤压；

经表面粗糙化处理的环形挤压筒在扭转运动时，在摩擦力作用下带动管形坯料的外径以第一转速进行周向运动，而管形坯料的内径与变截面挤压芯杆接触，不发生或发生第二转速的周向运动，使得管形坯料沿管壁厚度方向发生连续剪切；

所述第二转速小于所述第一转速。

8.根据权利要求5所述的管材制备的连续剪切往复反挤复合式加工方法，其特征在于，当管形坯料不适合或无法进行常温加工时，管形坯料和管材制备的连续剪切往复反挤复合式加工装置能够通过加热套进行原位加热。