CN110328250B - 一种管材的等通道转角挤压加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管材的等通道转角挤压加工方法，金属材料强变形加工领域。本发明通过管材型芯杆的组合、管材的放料、管材的挤压以及管材的取出过程完成管材的加工。本发明利用组合式的型芯杆，采用等通道转角挤压工艺，对管材坯料进行挤压加工，从而使管材坯料的晶粒细化，增强管材坯料的强度。本发明将左型芯杆设计为通过燕尾槽与左侧液压设备配合连接，且左侧液压设备底部设有滑道机构；当进行管材的取出工作时，可推动液压设备进行前后移动，促使型芯杆分离，以便管材的取出。

Description

一种管材的等通道转角挤压加工方法

技术领域

本发明涉及金属材料强变形加工领域，尤其涉及到一种管材的等通道转角挤压加工方法。

背景技术

等通道转角挤压工艺(Equal Channel Angular Pressing，简称ECAP)是一种应用较多的剧烈塑性变形技术，作为制备大尺寸亚微米、纳米级超细晶材料的有效方法之一，日益受到重视。其原理是让坯料在挤压力的作用下通过两轴线相交的等截面通道，在转角处发生近似理想的纯剪切变形，通过位错分割致使挤压材料的晶粒细化；由于挤压前后试样的截面形状和面积不发生改变，故多道次挤压可以获得相当大的累计应变量，使材料的组织和物理性能发生明显的变化。ECAP工艺所加工的坯料一般为柱状坯料，目前尚未有对管材坯料进行等通道转角挤压加工技术的相关报道。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种管材的等通道转角挤压加工方法，本发明利用组合式的型芯杆，采用等通道转角挤压工艺，对管材坯料进行挤压加工，从而使管材坯料的晶粒细化，增强管材坯料的强度。

为实现上述目的，本发明是根据以下技术方案实现的：

一种管材的等通道转角挤压加工方法，包括如下步骤：

步骤S1：在进行管材坯料的放料之前，第一液压缸带动左型芯杆向右侧进给至规定位置，随后上部的第三液压缸带动滑块以及与滑块连接的第一上型芯杆、第二上型芯杆向下进给，直到左型芯杆与第二上型芯杆(8)的端部完全配合，组合成圆弧状型芯杆，以便进行管材坯料的等通道挤压加工；

步骤S2：利用第三液压缸两侧的第二液压缸将挤压压头上行，保证挤压压头的底部在第一上型芯杆的底部高度之上，随后将第一上型芯杆沿滑块端部的T型槽进行前后移动，使第一上型芯杆与第二上型芯杆分离错位，随后将管材坯料套入第二上型芯杆上，并将第一上型芯杆复位，使第一上型芯杆与第二上型芯杆重新配合连接；

步骤S3：坯料放置完毕，且第一上型芯杆复位后，利用第三液压缸两侧的第二液压缸带动挤压压头下行，对管材坯料进行挤压，当挤压压头达到下压极限时，重复管材坯料的放料过程，随后继续对放入的管材坯料进行挤压，直至管材坯料经等通道转角挤压加工后，由左侧出口挤出；

步骤S4：第一液压缸所在的设备底部设有滑道，通过推力将设备进行前后移动，使左型芯杆与第一液压缸分离错位，从而方便管材的取出，取出后将第一液压缸复位，使其与左型芯杆重新配合连接。

优选地，所述左型芯杆与所述第二上型芯杆的端部都具有弧度并通过顶端设置的凹凸结构完全配合连接。

优选地，所述第一上型芯杆与所述第二上型芯杆通过燕尾槽进行配合连接。

优选地，所述左型芯杆与所述第一液压缸通过燕尾槽配合连接。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

本发明提出管材的等通道转角挤压加工工艺，使管材坯料的晶粒细化，增强管材的强度。

本发明提出组合式的型芯杆，左型芯杆与上型芯杆的端部均带有一定的弧度，两型芯杆顶端设计有类似于凹模凸模的结构，一是为了两型芯杆可以精确配合，避免误差的产生；二是保证上型芯杆在无压力的状态下，依旧与左型芯杆配合，避免放料时的摩擦或碰撞导致两型芯杆偏心或分离。

本发明将上型芯杆分为第一上型芯杆、第二上型芯杆，第一上型芯杆顶端与带有T型槽的滑块相连，底端采用燕尾槽与第二上型芯杆配合连接；同时保证在一定推力作用下，可使第一上型芯杆沿T型槽前后移动并与第二上型芯杆分离，以方便进行管材坯料的装料。

本发明将左型芯杆设计为通过燕尾槽与左侧液压设备配合连接，且左侧液压设备底部设有滑道机构；当进行管材的取出工作时，可推动液压设备进行前后移动，促使型芯杆分离，以便管材的取出。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1为本发明的管材的等通道挤压加工方法示意图；

图2为本发明的组合型芯杆的结构示意图；

其中，附图标记：1-第一液压缸，2-等通道挤压模具，3-挤压压头，4-滑块，5-第二液压缸，6-第三液压缸，7-第一上型芯杆，8-第二上型芯杆，9-管材坯料，10-左型芯杆。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“径向”、“轴向”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，本发明的一种管材的等通道转角挤压加工方法，包括如下步骤：

步骤S1：在进行管材坯料的放料之前，第一液压缸1带动左型芯杆10向右侧进给至规定位置，随后上部的第三液压缸6带动滑块4以及与滑块4连接的第一上型芯杆7、第二上型芯杆8向下进给，直到左型芯杆10与第二上型芯杆8的端部完全配合，组合成圆弧状型芯杆，以便进行管材坯料的等通道挤压加工；

步骤S2：利用第三液压缸6两侧的第二液压缸5将挤压压头3上行，保证挤压压头3的底部在第一上型芯杆7的底部高度之上，随后将第一上型芯杆7沿滑块4端部的T型槽进行前后移动，使第一上型芯杆7与第二上型芯杆8分离错位，随后将管材坯料9套入第二上型芯杆8上，并将第一上型芯杆7复位，使第一上型芯杆7与第二上型芯杆8重新配合连接；

步骤S3：管材坯料放置完毕，且第一上型芯杆7复位后，利用第三液压缸6两侧的第二液压缸5带动挤压压头3下行，对管材坯料9进行挤压，当挤压压头达到下压极限时，重复管材坯料的放料过程，随后继续对放入的管材坯料进行挤压，直至管材坯料经等通道转角挤压加工后，由左侧出口挤出；

步骤S4：第一液压缸1所在的设备底部设有滑道，通过推力将设备进行前后移动，使左型芯杆10与第一液压缸1分离错位，从而方便管材的取出，取出后将第一液压缸1复位，使其与左型芯杆10重新配合连接。其中，左型芯杆与第一液压缸通过燕尾槽配合连接。

根据本发明的一个具体实施例，左型芯杆10与第二上型芯杆8的端部都具有弧度，需保证两型芯杆均可通过挤压通道，并通过顶端设置凹凸结构完全配合连接，一是为了两型芯杆可以进行精确配合，避免误差的产生；二是为了在接下来的放料过程中，保证第二上型芯杆可以在无压力的状态下，依旧与左型芯杆配合，避免放料时的摩擦或碰撞导致两型芯杆偏心或分离，参考图2。

本发明的第一上型芯杆7与第二上型芯杆8通过燕尾槽进行配合连接，该设计可以保证两型芯杆在轴向运动上不分离且能够承受一定的拉力或压力，在径向运动上可通过一定推力即可使两型芯杆分离错位，参考图2。

根据本发明的一个具体实施例，本发明的左型芯杆10可设置较长的长度，以便放置更多挤压后的管材，提高挤压效率。

经过上述步骤即可完成管材的等通道转角挤压加工过程。

实施例1

对内径为20mm、外径为40mm、高为60mm的紫铜管材坯料，在室温下进行等通道转角挤压加工，具体操作如下：

1.管材型芯杆的组合：

在进行管材坯料的放料之前，第一液压缸1带动左型芯杆10向右侧进给至规定位置，随后上部的第三液压缸6带动滑块4以及滑块所连接的第一上型芯杆7和第二上型芯杆8向下进给，直到左型芯杆10与第二上型芯杆8的端部完全配合，组合成圆弧状的型芯杆。

2.管材的放料过程：

在完成管材型芯杆的组合后，利用第三液压缸6两侧液压缸5将挤压压头3上行至合理高度；随后将第一上型芯杆7沿滑块4底端的T型槽进行前后移动，使第一上型芯杆与第二上型芯杆分离错位，随后将管材坯料套入第二上型芯杆，并将第一上型芯杆复位，使第一上型芯杆与第二上型芯杆配合连接。

3.管材的挤压过程：

坯料放置完毕，且第一上型芯杆7复位后，利用第三液压缸6两侧液压缸5带动挤压压头3下行，对管材坯料进行挤压，当挤压压头达到下压极限时，重复步骤2中管材坯料的放料过程，随后继续对放入的管材坯料进行挤压，往复循环步骤2与3，直至管材坯料从左侧出口挤出。

4.管材的取出过程：

左型芯杆10与液压缸1同样以燕尾槽进行配合连接；同时液压缸1所在设备底部设有滑道，可在一定的推力下将整体设备进行前后移动，使左型芯杆10与液压缸1分离错位，从而方便管材的取出。取出完毕后，将液压缸1复位，使其与左型芯杆10重新配合连接。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种管材的等通道转角挤压加工方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1：在进行管材坯料的放料之前，第一液压缸(1)带动左型芯杆(10)向右侧进给至规定位置，随后上部的第三液压缸(6)带动滑块(4)以及与滑块(4)连接的第一上型芯杆(7)、第二上型芯杆(8)向下进给，直到左型芯杆(10)与第二上型芯杆(8)的端部完全配合，组合成圆弧状型芯杆，以便进行管材坯料的等通道挤压加工；

步骤S2：利用第三液压缸(6)两侧的第二液压缸(5)将挤压压头(3)上行，保证挤压压头(3)的底部在第一上型芯杆(7)的底部高度之上，随后将第一上型芯杆(7)沿滑块(4)端部的T型槽进行前后移动，使第一上型芯杆(7)与第二上型芯杆(8)分离错位，随后将管材坯料套入第二上型芯杆(8)上，并将第一上型芯杆(7)复位，使第一上型芯杆(7)与第二上型芯杆(8)重新配合连接；

步骤S3：管材坯料放置完毕，且第一上型芯杆(7)复位后，利用第三液压缸(6)两侧的第二液压缸(5)带动挤压压头(3)下行，对管材坯料进行挤压，当挤压压头达到下压极限时，重复管材坯料的放料过程，随后继续对放入的管材坯料进行挤压，直至管材坯料经等通道转角挤压加工后，由左侧出口挤出；

步骤S4：第一液压缸(1)所在的设备底部设有滑道，通过推力将设备进行前后移动，使左型芯杆(10)与第一液压缸(1)分离错位，从而方便管材的取出，取出后将第一液压缸(1)复位，使其与左型芯杆(10)重新配合连接。

2.根据权利要求1所述的一种管材的等通道转角挤压加工方法，其特征在于，所述左型芯杆(10)与所述第二上型芯杆(8)的端部都具有弧度并通过顶端设置的凹凸结构完全配合连接。

3.根据权利要求1所述的一种管材的等通道转角挤压加工方法，其特征在于，所述第一上型芯杆(7)与所述第二上型芯杆(8)通过燕尾槽进行配合连接。

4.根据权利要求1所述的一种管材的等通道转角挤压加工方法，其特征在于，所述左型芯杆(10)与所述第一液压缸(1)通过燕尾槽配合连接。

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