[发明专利]一种采用滚轴结构的省力变薄拉伸方法

说明书

本发明公开一种采用滚轴结构的省力变薄拉伸方法，将拉伸件随拉伸冲头向下运动，拉伸件从拉伸件通道进入环形工作带，首先与圆柱滚轴接触并开始咬合，随着咬合面积增大，二者间的摩擦力会导致圆柱滚轴在凹槽内发生并保持转动，后续的变形过程中滚轴与拉伸件的进给运动同步转动，从而实现无滑动摩擦的变薄拉伸，直至拉伸件全部通过环形工作带。本案特别采用环形模具进行金属的变薄拉伸，结构简单、灵活性强、方式新颖，弱化了金属拉伸件与模圈之间的滑动摩擦，从而实现了省力变薄拉伸、单道次变形大、拉伸件不易损坏等优点。

技术领域

本发明属于金属塑性成形技术，特别是涉及常见的筒形件或盒型件的一种变薄拉伸塑性加工方法。

背景技术

筒形件或盒型件是常见的金属构件类型，传统的加工方法是反挤压配合多道次变薄拉伸组成的成形技术或工艺方法。多道次的变薄拉伸可以大幅度减小壁厚并获得拉伸件长度的相应增加，同时有利于降低反挤压制坯时产生的壁厚差，目前在工业制造领域有着广泛的应用。但是，传统的变薄拉伸工艺在变形时，其工作面与拉伸件之间存在剧烈的滑动摩擦，一方面增大了变形力，易出现底部拉裂或者筒壁撕裂等现象；另一方面造成了模具寿命低、拉伸件表面划伤等一系列难题。特别是对于一些需要加热后进行拉伸变形的高强度构件，传统的变薄拉伸工艺更是难以胜任。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用滚轴结构的省力变薄拉伸方法，大幅度降低拉伸所需的载荷，从而实现单道次拉伸变形量大，在保证产品成形精度要求的基础上实现省力的高效率生产，且模具寿命明显提高。

为达成上述目的，本发明的解决方案为：一种采用滚轴结构的省力变薄拉伸方法，涉及一种采用滚轴结构的省力变薄拉伸模具，该模具包括滚轴和拉伸模圈，所述拉伸模圈呈环形，所述拉伸模圈设有中空的拉伸件通道，所述拉伸件通道内壁开设若干个凹槽，每个所述凹槽内均同轴嵌入一个转动的圆柱形滚轴，滚轴的转轴垂直于拉伸模圈的中心轴，相邻两个滚轴紧密相抵接，从而拉伸模圈的内壁的所有滚轴排列构成封闭的环形工作带；所述凹槽的截面呈月牙形，所述滚轴的外部嵌入凹槽中，所述滚轴的内部凸出于凹槽外；进给方向上游的所述凹槽槽口相对拉伸模圈的中心轴方向向外偏转，进给方向下游的所述凹槽槽口相对拉伸模圈的中心轴方向向内偏转，使得进给方向上游的拉伸件通道直径大于进给方向上游的拉伸件通道直径；

该方法的具体步骤为，将拉伸件随拉伸冲头向下运动，拉伸件从拉伸件通道进入环形工作带，首先与圆柱滚轴接触并开始咬合，随着咬合面积增大，二者间的摩擦力会导致圆柱滚轴在凹槽内发生并保持转动，后续的变形过程中滚轴与拉伸件的进给运动同步转动，从而实现无滑动摩擦的变薄拉伸，直至拉伸件全部通过环形工作带。

优选的，进给方向上游的所述凹槽槽口向外偏转后，再向内延伸形成防脱挡缘。

优选的，进给方向下游的所述凹槽槽口向内偏转后与所述防脱挡缘位于同一直线上。

采用上述方案后，本发明的有益效果在于：

本发明特别采用环形模具进行金属的变薄拉伸，所谓环形模具即采用多个圆柱形滚轴紧密环形排列构成了适合筒型件以及盒型件等变薄拉伸的拉伸模圈，结构简单、灵活性强、方式新颖，利用圆柱滚轴的同步转动，最大程度地弱化了变薄拉伸中常见的滑动摩擦，最大成形力相比较传统工艺降低1/3至1/4，最大拉伸速度可以提高2倍以上；可以实现超出传统工艺的单道次壁厚减薄量的多道次工艺设计；模圈使用寿命提高50％以上。特别是，本发明的滚轴凹槽结构易于存储油脂等润滑剂，有利于保证高温度、高载荷工况下的生产的连续性，相较之下，传统工艺无法储存润滑剂，短板明显。而且，本发明的滚轴在变薄拉伸过程中，得益于偏转的月牙形凹槽结构，使得滚轴在进给方向转动过程中始终保持在凹槽内，不易脱出，因此，产生的自锁效果也是本发明的主要特点之一。

附图说明

图1是本发明与拉伸件的工作过程示意图；

图2是本发明凹槽与滚轴的配合关系示意图；