[发明专利]一种带滚轮旋挤内筋的模具及其成型方法

说明书

本发明涉及一种带滚轮旋挤内筋的模具及其成型方法。本发明的技术方案是：一种带滚轮旋挤内筋的模具，其包括分体凸模、上凹模、键、下凹模、转台、托盘、砂芯内衬和钢圈内衬，所述托盘设在下凹模的底部并与转台通过滑键联接，所述下凹模的底面与转台连接，所述上凹模通过螺栓与下凹模连接，所述砂芯内衬装在挤好的锥形筒坯的内腔中，所述钢圈内衬设在砂芯内衬上端面的周边，所述分体凸模装在上模座上。成型步骤为：将带滚轮旋挤内筋的模具安装在挤旋机上使转台与挤旋机的挤旋动力系统连接，接着把锥筒坯放入上凹模和下凹模的内腔中，砂芯内衬、钢体内衬依次放入锥筒坯的内腔中，分体凸模以合并的状态下行至筒体内壁的槽型位置处，旋转辊碾成型。

技术领域

本发明涉及一种带滚轮旋挤内筋的模具及其成型方法，它属于筒型件内壁成筋装置及成型方法技术领域。

背景技术

大型筒型件被广泛应用于航海、航空航天、军事等领域。大型筒型件内壁上内环筋的成形是塑性成形大型筒形件的技术瓶颈。

传统大型筒型件内筋的制造一般采用焊接或者是采用整体铸造的方法成筋，这两种成筋方法所成的内筋抗压能力太低，不能承受大载荷，也无法满足高疲劳的性能要求，想要提高内筋的性能，必须采用锻造的办法将大型工件与内筋一体成形，但是传统的锻造成内筋的方法的瓶颈问题是锻后难以脱模。

为解决锻后难以脱模的难题，中国专利ZL201410764746.X公开了“一种筒形件的内横筋挤压模具”，该模具包括上模座、楔块、左凸模、右凸模、凹模、限位器、下模座和转动装置，左凸模、右凸模分别通过左凸模固定板、右凸模固定板安装在上模座上，凹模通过限位器固定在下模座上，转动装置带动凹模在下模座上实现转动。这种模具虽然可以在筒形件的内腔中挤压出内横筋，但由于其在成形内横筋过程中单纯依靠不断镦粗方法，导致成形操作过程复杂、模具温度和坯料温度下降而使得坯料硬度上升需多次加热；该模具在转挤压工艺下接触毛坯表面呈现大剪力、大扭矩、大能耗、易折皱的缺陷。成形内横筋的下压力常常达到1000T以上，因此，该模具存在着成形操作过程复杂、成形效率低、易折皱和成型压力大的缺点。

发明内容

本发明的目的是解决现有内横筋挤压模具存在的成形操作过程复杂、成形效率低、易折皱和成型压力大的技术问题，提供一种带滚轮旋挤内筋的模具及其成型方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种带滚轮旋挤内筋的模具，其包括分体凸模、上凹模、键、下凹模、转台、托盘、砂芯内衬和钢圈内衬，所述托盘设在下凹模的底部并位于转台中心设置的托盘孔中且托盘外表面与转台托盘孔通过滑键联接，所述下凹模的底面与转台连接，所述上凹模的底面通过螺栓与下凹模的顶面连接，所述键设在上凹模底面和下凹模顶面之间并位于上凹模底面和下凹模顶面上设置的键槽中，所述砂芯内衬装在挤好的锥形筒坯的内腔中，所述钢圈内衬设在砂芯内衬上端面的周边，所述分体凸模装在上模座上。

进一步地，所述分体凸模由两个单体凸模构成，所述单体凸模由凸模体、若干鸭蛋形滚轮、铜套和下挡板组成，所述若干鸭蛋形滚轮大头朝外设在凸模体靠近外侧底面设置的凹槽中，所述鸭蛋形滚轮之间的夹角为30°，所述铜套设在鸭蛋形滚轮两端设置的圆轴上，所述下挡板装在凸模体靠近外侧的底面上并用紧固螺钉把下挡板与凸模体紧固，下挡板底面距滚压工作面的距离为8～10mm。

进一步地，所述上凹模内腔设有八个立筋槽。

进一步地，所述钢圈内衬为6～8瓣。

一种使用所述的带滚轮旋挤内筋的模具的成型方法，其成型步骤为：

1)将大型筒形件毛坯采用台体坯料反挤成形为锥形筒坯；