[发明专利]一种金属筒形件内轧挤压成形装置及成形方法

说明书

本发明公开一种金属筒形件内轧挤压成形装置及装置的成形方法，涉及金属挤压成形技术领域，装置包括：用于驱动待成形工件转动的主齿轮箱；外轧模箱，其包括第二壳体、外模座以及外轧模，外模座设置于第二壳体上，外轧模可转动地设置于外模座上，外轧模设置于套设于待成形工件外部；内轧模组件，其包括固定座、芯轴以及内轧模，芯轴的一端可转动地设置于固定座上，内轧模设置于芯轴的另一端，内轧模嵌套于待成形工件内部；导轨，第一壳体、第二壳体以及固定座沿导轨的长度方向依次设置，且导轨的一端与固定座固定连接，第二壳体和第一壳体均可滑动地设置于导轨上。该装置能够满足金属筒形件显微组织和力学性能各向同性的要求。

技术领域

本发明涉及金属挤压成形技术领域，特别是涉及一种金属筒形件内轧挤压成形装置及成形方法。

背景技术

金属筒形件是航空、航天、兵器、石油、核电等领域广泛应用的结构部件。

现有的金属筒形件成形方法主要有板材轧制+辊弯+焊接、挤压+轧制、芯轴拔长、旋压等。板材轧制+辊弯+焊接成形过程生产流程最长，对于板材各方向的组织及力学性能的控制一直是困扰技术人员的难题，再加上最终成形的焊接过程，更加容易导致筒形件各部位的力学性能存在差异。挤压+轧制、芯轴拔长、旋压过程待成形工件主要承受径向和轴向变形，周向变形较小，难于满足筒形件力学性能各向同性的要求。

因此，如何克服上述缺陷成为本领域技术人员目前所亟待解决的问题。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种将挤压和轧制方法相结合，同时实现待成形工件的径向、轴向和周向变形，满足金属筒形件显微组织和力学性能各向同性的要求的金属筒形件内轧挤压成形装置及成形方法。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种金属筒形件内轧挤压成形装置，包括：主齿轮箱，所述主齿轮箱包括第一壳体、动力装置以及传动装置，所述动力装置固定设置于所述第一壳体上，所述传动装置可转动地设置于所述第一壳体上，所述动力装置与所述传动装置连接、以驱动所述传动装置旋转，所述传动装置与待成形工件连接、以驱动所述待成形工件旋转；外轧模箱，所述外轧模箱包括第二壳体、外模座以及外轧模，所述外模座设置于所述第二壳体上，所述外轧模可转动地设置于所述外模座上，所述外轧模套设于所述待成形工件外部；内轧模组件，所述内轧模组件包括固定座、芯轴以及内轧模，所述芯轴的一端可转动地设置于所述固定座上，所述内轧模设置于所述芯轴的另一端，所述内轧模嵌套于所述待成形工件内部，且所述内轧模、所述芯轴、所述外轧模三者轴线重合；平移组件，所述平移组件包括至少一条导轨，所述第一壳体、所述第二壳体以及所述固定座沿所述导轨的长度方向依次设置，且所述导轨的一端与所述固定座固定连接，所述第二壳体和所述第一壳体均可滑动地设置于所述导轨上。

优选地，所述内轧模包括多个沿所述芯轴周向均匀设置的模体组件，所述模体组件包括连接杆和内模体，所述连接杆的一端与所述芯轴固定连接，所述内模体可转动地设置于所述连接杆的另一端，且所述内模体的轴线均与所述芯轴的轴线相平行，各所述内模体的外轮廓直径均与成形工件的内径一致。

优选地，所述外轧模为套筒结构，所述外轧模的内径与所述成形工件的外径相一致。

优选地，所述外模座可拆卸地设置于所述第二壳体上。

优选地，所述外模座设置于所述第二壳体内部，所述第二壳体的两端均设置有供所述待成形工件穿过的第一开口，所述第二壳体的内壁上设置有滑轨，所述外模座设置有滑台，所述滑台与所述滑轨滑动连接。优选地，所述动力装置为电机，所述传动装置包括主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮和所述从动齿轮均可转动地设置于所述第一壳体上，所述电机固定设置于所述第一壳体上，所述电机、所述主动齿轮、所述从动齿轮依次传动连接，所述待成形工件嵌套于所述从动齿轮内部、并与所述从动齿轮传动连接。