CN1069685A - 一种薄壁筒形件的精密成型法 - Google Patents
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Abstract
一种属于金属加工领域的薄壁筒形件的精密成
型法。其特点是采用热轧无缝钢管做坯料,通过独特
的涨形和挤拉复合成型技术完成少、无切削加工。本
发明为长度小于2米的薄壁筒形件的生产提供了一
种低材耗、高效率、高质量的加工新方法。本发明用
于潜水电机壳体的加工,可节材25~40%,提高生产
效率3~8倍,产品的主要尺寸精度、形位公差均能保
证原设计要求,而且产品的内在质量和外壳表面质量
均有明显提高。
Description
本发明属于金属加工领域,具体涉及一种薄壁筒形件精密加工的新方法。
薄壁筒形件,尤其是长径比大的薄壁筒形件的加工难度较高。目前采用的加工方法有两种,第一种是车削,即在车床上加工。其主要缺点是效率低,材料利用率低,更重要的是尺寸精度和形位公差很难保证,壁厚差大,废品率高,而且粗糙表面较难再加工。第二种方法是镗孔,即在专用镗床上进行加工,除生产率和精度略有提高外,其他问题同样存在,而且设备投资大。
该类零件可采用旋压成形工艺加工,该方法具有节约原材料、提高生产率和尺寸精度较高等优点。但旋压工艺对毛坯的精度要求高,不能直接使用热轧无缝管,而且产品的残余应力大,设备投资大、技术要求高,工艺难点多,加工成本高。
另外还可采用正挤压或反挤压等新工艺加工。但冷挤压所需设备吨位大,模具成本高、精度要求高,寿命短。而且无法稳定保证加工精度。而常规的变薄拉延工艺不仅无法用于管材加工,而且精度较低。
本发明的目的:提供一种具有低材耗、高效率、高质量、低废品率,而且操作简单的薄壁筒形件的新型加工方法。
本发明的工艺流程是:
管坯下料-常规表面处理(酸洗、磷化、皂化)-预成形(涨形)-终成形(挤拉成形)-切边。
下面结合附图对本发明作进一步的描述。
图1为本发明实施例的工装示意图。
图2为本发明实施例的阶梯形凸模结构示意图。
图3为本发明实施例的凹模Ⅰ的结构示意图。
图4为本发明实施例的凹模Ⅱ的结构示意图。
图5为本发明实施例的潜水电机壳体结构示意图。
实施本发明时,采用热轧无缝钢管做毛坯,其外径与产品外径相同或略小,壁厚等于产品的最大壁厚+0.5mm~1mm,管坯的长度按产品重量的102%~104%换算。以附图5所示的潜水电机壳体为例,产品的重量分别为4.6kg~9.12kg,换算成的管坯长度分别是:250mm~470mm。随后进行常规表面处理(酸洗、磷化、皂化),然后用具有特殊形状的阶梯形凸模(2)对管坯(1)涨形(预成形),涨形后的管坯(1)连同凸模(2)一起压入由凹模Ⅰ(4)、凹模Ⅱ(5)、卸料块(7)、卸料圈(8)、导向筒(9)组成的模具内进行挤拉复合成形(终成形)。凸模(2)下行,直至管坯(1)全部通过卸料块(7)后,压机回程,将成形好的工件由卸料块(7)卸下。
为了保证成形的顺利完成和产品的尺寸精度,除了按照上述特定的工艺方法实施外,凸模(2)、凹模Ⅰ(4)和凹模Ⅱ(5)的形状和参数均需特殊设计。阶梯形凸模(2)的形状和参数如图2所示,其中凸模的大直径D等于产品内径+0.05~0.10mm,小端直径d等于管坯内径+0.5~0.7mm,两台阶的过渡角α为60°。凸模总长度L与小端长度L1,要根据不同规格的产品长度来确定,一般总长度L等于产品长度与切边余量和进入模腔的长度之和。凹模Ⅰ(4)的形状如图3所示,入模角α(4)为9°~12°,内径d(4)根据变形程度确定,通常该工步的变形程度占总变形程度的70~75%。凹模Ⅱ(5)的形状如图4所示,入模角α(5)为7°~8°,凹模内径d(5)为产品件外径与t×4%之差,t是管壁厚度。
本发明与现有技术相比,主要优点是:采用的热轧无缝管尺寸规格范围较大,外表面质量和尺寸精度要求不高;材料利用率高,生产效率高,产品质量好;工装模具简单,使用寿命长,而且维修方便;可采用通用液压机(或经过改装)进行生产,而且设备吨位小,操作维修方便。特别适用于长度小于2米的薄壁筒形件的加工。
Claims (3)
1、一种薄壁筒形件的精密成形法,其特征在于:本方法的工艺流程为:
管坯下料-表面处理-预成形-终成形-切边;所述的管坯下料是采用热轧无缝钢管做坯料,管坯的外径应和产品的外径相同或略小,管坯的壁厚等于产品的最大壁厚+0.5~1mm,管坯的长度按产品重量的102~104%换算;所述的表面处理是对管坯进行常规的酸洗、磷化、皂化等表面处理;所述的涨形(预成形)是用特殊设计的阶梯凸模对经过表面处理的管坯进行涨形;所述的挤拉成形(终成形)是将涨形后的管坯连同阶梯形凸模一起压入由凹模Ⅰ、凹模Ⅱ、卸料块、卸料圈、导向筒组成的模具内进行挤拉复合成形(即终成形),成形完成后,压机带动凸模回程,将成形好的管坯由卸料块卸下;所述的切边是将成形后的管坯在普通车床或专用切管机上切边。
2、如权利要求1所述的成形法,其特征在于:所述的阶梯形凸模的大直径D等于产品内径+0.05~0.10mm,小端直径d等于管坯内径+0.5~1mm,两台阶的过渡角α为60°,凸模总长度L和小端长度L1,根据不同规格的产品长度确定,一般凸模的总长度L等于产品长度和切边余量以及凸模进入模腔的长度的总和。
3、如权利要求1所述的成形法,其特征在于:所述的凹模Ⅰ的入模角α为9°~12°,凹模内径d根据变形程度确定,通常该工步的变形程度占总变形程度的70~75%,凹模Ⅱ的入模角α为7°~8°,凹模内径d为产品外径与t×4%之差,t是管壁厚度。
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