[发明专利]阶梯式旋转挤压内环筋的复合成形方法

说明书

本发明公开的阶梯式旋转挤压内环筋的复合成形方法，该方法涉及一种阶梯式旋转挤压内环筋的复合成形模具，该模具包括挤压机、顶出缸、分体凸模、斜锲、转动装置、径向滑动组件和凹模；所述分体凸模包括左凸模和右凸模，所述分体凸模的外侧壁形成预成形模膛和终成形模膛，预成形模膛位于终成形模膛的上方，凹模具有型腔，型腔供筒形件坯料放置。本案先进行一道次旋转挤压预成形成形出筒体内壁的金属聚集带，再二道次进行旋转挤压终成形成形内环筋的成形方式更有利于将筒体内壁金属向内环筋处转移，成形出的内环筋更高、更饱满，而且省去了更换模具的工序，提升了生产效率。

技术领域

本发明涉及轻金属材料塑性加工工艺及成形技术领域，特别涉及一种阶梯式成形带高、厚内环筋壳体零件的旋转挤压复合模具。

背景技术

大型筒体、壳体在航天、军工、汽车等领域有广泛应用，随着科技的发展，为满足轻量化的结构设计要求，壳体内部往往带有许多内环筋，壳体的高力学性能和均匀一致性，要求必须整体成形。但是要通过塑性变形成形出筒体、壳体零部件内壁的内环筋却由于成形不易、质量不佳、脱模困难成为壳体整体成形的技术瓶颈。

旋转挤压工艺克服了传统机械加工、铸造、焊接等工艺的制造缺点，凹模带动筒体坯料旋转，分体凸模径向进给的成形方法成功制造出了筒体内壁的环筋。旋转挤压工艺复杂的模具运动方式注定会导致筒体坯料的金属流动复杂，成形出的内环筋往往存在层叠、内环筋高度充填不满等缺陷，不符合高、厚内环筋的成形质量要求，如图1所示。

一般来说，模具的型腔形状要与最终成形的内环筋的外形相符。因此，如果采用单一的模具结构，则模具的型腔结构形状基本由要最终成形的内环筋的外形决定。而在实际旋转挤压过程中，金属变形区的应力状态决定其流动规律，受凹模形状、旋转速度与凸模径向进给量以及旋转速度和径向进给速度的匹配的影响，很难将金属导流聚集到分体凸模的模膛中，所以，相较于单道次的模具结构，拥有多道次挤压功能的多道次模具结构能较大改善该现象；但是，考虑到多道次成形的模具结构存在很大的区别，必然会使用至少两种结构不同的分体凸模，所以在预成形结束后需要更换模具，过程复杂且增加筒体坯料的加热次数。

基于上述，本案由此而生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种阶梯式旋转挤压内环筋的复合成形方法，通过拓扑优化，两道次成形使成内环筋变形更加均匀，既保证了内环筋成形质量，又简化了操作流程，提高了生产效率，成形出的内环筋具有高且厚的特征。

为了达成上述目的，本发明的解决方案如下：

阶梯式旋转挤压内环筋的复合成形方法，该方法涉及一种阶梯式旋转挤压内环筋的复合成形模具，该模具包括挤压机、顶出缸、分体凸模、斜楔、转动装置、径向滑动组件和凹模；所述分体凸模包括左凸模和右凸模，左凸模、右凸模分别通过径向滑动组件连接在挤压机下方，挤压机带动分体凸模轴向进给；所述斜楔内置于左凸模、右凸模之间，斜楔的下端呈子弹头状，斜楔的上端连接顶出缸，通过顶出缸带动斜楔上下移动，从而控制分体凸模的开合，当斜楔下移时，子弹头状的下端撑开左凸模、右凸模，当斜楔上移复位时，左凸模、右凸模合并；所述分体凸模的外侧壁形成预成形模膛和终成形模膛，预成形模膛位于终成形模膛的上方，所述凹模连接转动装置，转动装置带动凹模绕凹模中心轴转动，凹模具有型腔，型腔供筒形件坯料放置，该方法包括以下步骤：

S1成形前准备：先将模具按上述安装关系装配完成，再将凹模型腔、分体凸模加热后均匀涂抹润滑剂，接着将筒形件坯料加热后放入凹模型腔内，并将筒形件坯料均匀涂抹润滑剂；