[发明专利]一种带外凸台薄壁筒形件径向-反向组合挤压成形方法

说明书

本发明公开一种带外凸台薄壁筒形件径向‑反向组合挤压成形方法，该方法涉及一种带外凸台薄壁筒形件径向‑反向组合挤压成形模具，该模具包括凸模、凹模、芯轴、芯撑、挤压环、顶块和活动块；芯轴的底部安装芯撑，挤压环套接在芯撑伸出的外部；凹模内设空腔和活动块凹槽，活动块的上部凸出于顶块，且侧面形成内凹的凸台型腔，该方法为凸模下压挤压环和空心坯料，坯料径向流动填充到凸台型腔里，然后去掉挤压环，空心坯料随凸模下行被挤压成薄壁筒形件并反挤压薄壁筒形件上升，带动活动块一起向上运动，实现薄壁筒形件的高度增长。本案可一次直接成形带有任意位置、尺寸、数量凸台的薄壁筒形件，而且薄壁筒形件的力学性能大大提高。

技术领域

本发明涉及金属材料塑性加工及成形技术领域，特别涉及一种带外凸台薄壁筒形件径向-反向组合挤压成形方法。

背景技术

带外凸台薄壁筒形件主要结构特征为圆形、矩形等截面形状空心筒形件侧壁上形成有外凸起结构，外凸起结构即为外凸台，外凸台常作为承受力关键部位。目前，该类型构件传统采用铸造、焊接加工方式，主要存在以下不足：1、铸造成形易存在缩孔缩松等缺陷，强度低；2、焊接结构焊接处强度低易损坏，在特殊环境中易腐蚀；3、传统挤压方法不能直接成形出外凸台，成形的环筋可以通过切削成外凸台，但成形环筋需要多次聚料，工序复杂，尺寸精度低，后续的切削加工会破坏关键部位的金属流线。

当前直接整体镦挤成形外带凸台薄壁筒形件的工艺及模具研究未见报道。本领域目前的成形模具主要有以下类型：

带型腔的轴对称分瓣凹模，在成形的薄壁筒端部施加压力，镦挤填充型腔成形凸缘或凸台；

浮动凹模结构模具，凹模下方带有弹簧结构，镦挤时凹模可随凸模一起向下运动实现凸缘的逐步填充。

这些模具结构适合“反向-径向”工艺凸缘或凸台的成形，但存在薄壁筒件壁厚对凸缘或凸台位置、结构尺寸的限制问题。

综上，实现任意位置、结构尺寸凸台的成形是整体成形该类构件的关键，为此本发明提出一种带外凸台薄壁筒形件径向-反向组合挤压成形方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带外凸台薄壁筒形件径向-反向组合挤压成形方法，具有动态、一次直接成形的特点，不仅可以成形任意位置、尺寸、数量的凸台，而且薄壁筒形件的力学性能大大提高。

为了达成上述目的，本发明的技术方案如下：

一种带外凸台薄壁筒形件径向-反向组合挤压成形方法，该方法涉及一种带外凸台薄壁筒形件径向-反向组合挤压成形模具，该模具包括与压力机的上工作台连接的上模具组件、与压力机的下工作台连接的下模具组件、凸模、凹模、芯轴、芯撑、挤压环、顶块和活动块；所述凸模安装在上模具组件上，所述凸模中部内设滑槽，芯轴滑动配合在滑槽的上端，所述芯轴的底部安装芯撑，所述芯轴带动芯撑滑动伸缩于滑槽的下端，所述挤压环套接在芯撑伸出的外部，且位于凸模下方，所述凹模安装在下模具组件上，所述凹模内设空腔和活动块凹槽，所述芯撑与空腔处于同一中心轴，所述活动块凹槽供活动块上下活动置入、填满后，所述空腔的形状为完整的圆柱状，顶块置入该空腔中，所述顶块的高度小于空腔的高度，所述活动块的上部凸出于顶块，且侧面形成内凹的凸台型腔，挤压环的外径与空腔的直径相同，所述空腔的半径与凸模的外半径之差为筒形件的壁厚，该方法包括以下步骤：

S1成形前准备：根据挤压的材料，将模具预热到指定的温度，并采取保温措施；并采用相应的润滑剂及润滑工艺；此时，空心坯料放置在顶块上方的空腔中，空心坯料上同轴放置挤压环，模具闭合，芯轴下降至最低点，芯撑与顶块接触，凸模与挤压环接触；

S2径向工序：压力机带动上模具组件和凸模向下运动，凸模下压挤压环，挤压环下压空心坯料，坯料产生变形，径向流动填充到活动块的凸台型腔里，直至充满型腔；