CN110743928B - 一种舱段工件旋转挤压成型方法 - Google Patents
一种舱段工件旋转挤压成型方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110743928B CN110743928B CN201911024770.9A CN201911024770A CN110743928B CN 110743928 B CN110743928 B CN 110743928B CN 201911024770 A CN201911024770 A CN 201911024770A CN 110743928 B CN110743928 B CN 110743928B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- die
- male die
- blank
- half male
- right half
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000007667 floating Methods 0.000 claims description 16
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 12
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 12
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 claims description 4
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 17
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 abstract description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 13
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 7
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 238000007514 turning Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 229910001234 light alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 1
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000003889 chemical engineering Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C25/00—Profiling tools for metal extruding
- B21C25/08—Dies or mandrels with section variable during extruding, e.g. for making tapered work; Controlling variation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C25/00—Profiling tools for metal extruding
- B21C25/02—Dies
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C23/00—Extruding metal; Impact extrusion
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C23/00—Extruding metal; Impact extrusion
- B21C23/02—Making uncoated products
- B21C23/04—Making uncoated products by direct extrusion
- B21C23/14—Making other products
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C23/00—Extruding metal; Impact extrusion
- B21C23/02—Making uncoated products
- B21C23/20—Making uncoated products by backward extrusion
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C29/00—Cooling or heating work or parts of the extrusion press; Gas treatment of work
- B21C29/003—Cooling or heating of work
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C29/00—Cooling or heating work or parts of the extrusion press; Gas treatment of work
- B21C29/04—Cooling or heating of press heads, dies or mandrels
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Extrusion Of Metal (AREA)
- Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
Abstract
本发明提供一种舱段工件旋转挤压成型方法，包括先制备中空圆台状的毛坯；将制备好的毛坯加热到成型温度并保温，并将凹模和凸模预热至成型温度以上并保温；再将该上模组件装配在压力机上；对凹模和凸模涂抹润滑剂，并将毛坯放入凹模的模腔内并固定；启动转动驱动装置，带动凹模在下模座上旋转，凹模带动毛坯旋转；启动压力机，压力机通过上模组件将凸模下行至模腔内毛坯的加工位置，并对毛坯内侧壁进行加工；当毛坯加工成型后，压力机通过上模组件将凸模上行至预设位置；发明提供的方案，避免切削加工，提升材料利用率，减少后期加工消耗，从而降低生产成本，提高生产效率，减少壁厚差的产生。
Description
技术领域
本发明属于挤压成型模具技术领域，具体涉及一种舱段工件旋转挤压成型方法。
背景技术
异形薄壁舱段工件作为一种薄壁承载结构，在航空航天、土木建筑、化工、造船等领域被广泛地使用；现有塑性成型工艺中，对于壁厚不一致的异形薄壁舱段工件，无法通过正挤压和反挤压成型壁厚不一致的主体部分，其一般采用的成型方式是：先挤压等厚壁锥形筒形件，其次车削薄壁部分；但是这样的成型方式存在以下缺点：
第一、筒体壁厚必须满足最大成型尺寸，浪费材料；
第二、流线全部切断，降低薄壁部分的承载能力；
第三、生产流程过长。
基于上述异形薄壁舱段工件加工成型中存在的技术问题，尚未有相关的解决方案；因此迫切需要寻求有效方案以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述技术中存在的不足之处，提出一种舱段工件旋转挤压成型方法，旨在解决现有异形薄壁舱段工件加工成型过程中浪费材料的问题。
本发明提供一舱段工件旋转挤压成型方法，包括凸模、凹模、上模组件、下模座以及转动驱动装置；凸模设置于上模组件上，上模组件可带动凸模沿竖直方向和水平方向运行；凹模绕竖直轴线可转动设置于下模座上；转动驱动装置与凹模传动连接，并可驱动凹模绕竖直轴线转动；还包括以下步骤：
S1：制备中空圆台状的毛坯；
S2：将制备好的毛坯加热到成型温度并保温，并将凹模和凸模整体预热至成型温度以上并保温；
S3：将上模组件装配在压力机上；
S4：对凹模和凸模涂抹润滑剂，将毛坯放入凹模的模腔内并固定；
S5：启动转动驱动装置，带动凹模在下模座上旋转，使凹模带动毛坯旋转；启动压力机，利用压力机通过上模组件使凸模下行至模腔内毛坯的加工位置，并对毛坯内侧壁进行加工；
S6：当毛坯加工成型后，压力机通过上模组件将凸模上行至预设位置。
进一步地，当凸模退出模腔且上行至预设位置后，还包括以下步骤：
S7：模腔底部的顶料板由顶杆向上顶起，从而将成型的工件脱模。
进一步地，S2步骤中，毛坯加热的成型温度为该毛坯材质的再结晶温度；毛坯加热至成型温度后保温4至6小时。
进一步地，凸模包括左半凸模和右半凸模，上模组件包括推拉装置、上模座和压力机接头，左半凸模和右半凸模沿水平方向可移动设置于；上模座上左半凸模和右半凸模之间设有楔块，楔块与压力机接头连接；上模座和压力机接头分别与压力机传动连接；推拉装置设置于上模座上，用于驱动左半凸模和右半凸模沿水平方向左右移动；S5至所述S6步骤中，凸模对毛坯内侧壁加工具体包括：
当上模座带动左半凸模和右半凸模下行至模腔内毛坯的加工位置时，压力机接头带动楔块下行，并在推拉装置的驱动下使得左半凸模和右半凸模分离进给，对毛坯内侧壁进行挤压；
当左半凸模和右半凸模对毛坯内侧壁挤压达到第一次成型位置后，楔块保持不动，上模座带动左半凸模和右半凸模上行达到第二次成型位置后，压力机接头带动楔块上行，推拉装置驱动左半凸模和右半凸模合并，达到指定位置后，上模座带动左半凸模和右半凸模上行至预设位置。
进一步地，楔块的两侧分别形成有斜面；左半凸模和右半凸模之间分别形成有斜面；楔块可滑动设置于左半凸模和右半凸模之间的斜面上；楔块左侧的斜面与左半凸模的斜面相适配，楔块右侧的斜面与右半凸模的斜面相适配；楔块通过在左半凸模和右半凸模之间的斜面上上下滑动，带动左半凸模和右半凸模打开或合并。
进一步地，楔块两侧的斜面与毛坯外侧壁的倾斜角度一致；和/或，楔块两侧的斜面与左半凸模和右半凸模斜面的倾斜角度一致。
进一步地，凹模内设有模腔，模腔的内壁与毛坯的外侧壁倾斜角度一致。
进一步地，下模座上设有圆形凹腔，圆形凹腔底部设有浮动装置；凹模可转动设置于圆形凹腔内，并通过浮动装置在圆形凹腔内上下浮动；下模座上端面上设有限位器；限位器的内侧面上设有向内凹的凹槽；凹模的外侧壁上设有环形筋条；凹模通过环形筋条夹紧在凹槽内，并可在凹槽内上下浮动。
进一步地，还包括止推轴承板，止推轴承板包括上止推轴承板和下止推轴承板，上止推轴承板设置于凹模的底部，下止推轴承板设置于圆形凹腔的底部；当凹模下沉至凹槽的下限位置时，上止推轴承板和下止推轴承板相互锁紧，从而限制凹模移动。
进一步地，毛坯为镁合金、铝合金或钛合金。
本发明提供的舱段工件旋转挤压成型方法，避免了切削加工，大幅度提升材料利用率，减少后期加工消耗，从而降低生产成本，提高了生产效率；另一方面，还可以提升主体部分的力学性能，避免因流线切断造成的承载能力下行问题；进一步地，采用本发明提供的方案，工件在成型过程中采用等温成型方式，即毛坯在成型过程中始终封闭在凹模内，从而避免了毛坯温度降低，消除因毛坯与空气通过热交换而造成的变形不均匀，进一步改善变形均匀程度，减少壁厚差的产生。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
以下将结合附图对本发明作进一步说明：
图1为本发明一种舱段工件旋转挤压成型模具装配示意图；
图2为本发明异形薄壁舱段零件示意图；
图3为本发明毛坯主视图；
图4为本发明毛坯俯视图；
图5为本发明顶料板主视图；
图6为本发明顶料板俯视图；
图7为本发明凹模主视图；
图8为本发明凹模俯视图；
图9为本发明左半凸模、右半凸模未下行示意图；
图10为本发明左半凸模、右半凸模下行示意图；
图11为本发明左半凸模、右半凸模左右步进及凹模带毛坯旋转示意图；
图12为本发明左半凸模、右半凸模上行及凹模带毛坯旋转示意图；
图13为本发明左半凸模、右半凸模相向运动示意图；
图14为本发明左半凸模、右半凸模上行及凹模带毛坯旋转示意图；
图15为本发明凹模停止转动及左半凸模、右半凸模合并并上行示意图；
图16为本发明成型工件被顶出示意图。
图中：10、压力机接头；11、上模座；12、楔块；121、斜面；122、斜面；13、左半凸模；131、斜面；14、右半凸模；141、斜面；15、左半凸模固定板；16、右半凸模固定板；17、左固定板液压缸；18、右固定板液压缸；19、凹模；191、外侧壁；192、环形筋条；193、模腔；195、短筋；20、转动驱动装置；201、第一齿轮；202、第一皮带轮；203、第二齿轮；204、第二皮带轮；205、离合器；206、电机；21、限位器；210、环形油沟；22、下模座；221、圆形凹腔；222、环形油沟；23、止推轴承板；24、钢珠轴承架；241、容置腔；25、钢珠；251、环形槽；26、弹簧；27、顶出杆；28、通孔；29、顶料板；291、第一卡槽；292、第二卡槽；3、毛坯；31、内侧壁；32、外侧壁；33、凸起。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1至图16所示，本发明提供一种舱段工件旋转挤压成型模具，其主要用于异形薄壁的舱段工件进行挤压成型；成型模具包括凸模、凹模19、上模组件以及下模座22；其中，凹模19为浮动式凹模，其可以在下模座22上转动且可上下浮动；具体地，凹模19内设有模腔193，模腔193可用于放置毛坯3；凹模19绕竖直轴线可转动设置于下模座22上，即凹槽19可在上模座22上水平转动；凸模设置于上模组件上，并可随上模组件伸入模腔193内，上模组件可带动凸模沿竖直方向和水平方向运行，从而对模腔193内的毛坯3进行挤压成型，从而使毛坯3加工形成异形薄壁结构的舱段工件，该异形薄壁结构指的是舱段工件的加工面是非直壁面的薄壁结构；采用上述方案，克服了传统车削成型技术不足，能够在基于在大批量生产条件下，采用一次加热，主体部分一次旋转挤压成型工件，避免切削加工，大幅度提升材料利用率，减少后期加工消耗，从而降低生产成本，提高生产效率，能够有效缩短生产流程。
优选地，结合上述方案，如图1至图16所示，本实施例中，凸模包括左半凸模13和右半凸模14；上模组件包括上模座11和推拉装置；其中，左半凸模13和右半凸模14沿水平方向可移动设置于上模座11上；推拉装置设置于上模座11上并分别与左半凸模13和右半凸模14连接，从而驱动左半凸模13和右半凸模14沿水平方向左右移动；上模座11与压力机连接，从而带动左半凸模13和右半凸模14沿竖直方向上下移动，从而对毛坯3进行挤压加工成型。
优选地，结合上述方案，如图1至图16所示，本实施例中，上模组件还包括压力机接头10和楔块12，该楔块12的两侧分别形成有斜面121；左半凸模13和右半凸模14之间分别形成有斜面，其中，左半凸模13一侧设有斜面131，右半凸模14一侧设有斜面141，楔块12两侧的斜面121分别与左半凸模13的斜面131和右半凸模14的斜面141贴合；进一步地，楔块12可滑动设置于左半凸模13和右半凸模14之间的斜面上，楔块12左侧的斜面与左半凸模13的斜面131相适配，楔块12右侧的斜面与右半凸模14的斜面141相适配；楔块12顶部还与压力机接头10连接；压力机接头10穿过上模座11与压力机连接，从而带动楔块12上下移动；压力机为双动力压力机，可分别带动上模座11和楔块12运动；采用上述方案，压力机接头10一方面作用于上模座11，以带动上模座11上下移动，由此带动左半凸模13和右半凸模14上下移动；另一方面，压力机接头10作用于楔块12，以带动楔块12上下移动，这样使得推拉装置在驱动左半凸模13和右半凸模14开合到预设宽度时，楔块12用于对左半凸模13和右半凸模14水平移动进行定位，这样在凸模挤压毛坯3过程中，左半凸模13和右半凸模14之间受水平径向的压力可以抵消，提高工件加工的稳定性。
优选地，结合上述方案，如图1至图16所示，本实施例中，推拉装置包括左半凸模固定板15、左固定板液压缸17、右半凸模固定板16以及右固定板液压缸18；左半凸模13通过左半凸模固定板15设置于上模座11上；左固定板液压缸17设置于上模座11上，用于驱动左半凸模13左右移动；同样地，右半凸模14通过右半凸模固定板16设置于上模座11上，右固定板液压缸18设置于上模座11上，用于驱动右半凸模14左右移动；具体地，左固定板液压缸17的一端固定在上模座11上，其另一端固定在左半凸模固定板15上，右固定板液压缸18的一端固定在上模座11上，其另一端固定在右半凸模固定板16上，左半凸模固定板15和右半凸模固定板16分别通过左固定板液压缸17和右固定板液压缸18在上模座11上左、右滑动；进一步地，为了紧固配合，左半凸模固定板15和右半凸模固定板16通过截面为T形的导向槽安装在上模座11上，并可在T形的导向槽上左右滑动；进一步地，左固定板液压缸17和右固定板液压缸18分别同步驱动左半凸模13和右半凸模14运行，并且在左固定板液压缸17和上模座11的连接端设有弹性缓冲件，在右固定板液压缸18和上模座11的连接端设有弹性缓冲件，起到缓冲的作用。
优选地，结合上述方案，如图1至图16所示，本发明提供的舱段工件旋转挤压成型模具还包括转动驱动装置20，该转动驱动装置20设置于凹模19的侧面，用于驱动凹模19绕竖直轴线转动；具体地，转动驱动装置20包括第一齿轮201、第一皮带轮202、第二齿轮203、第二皮带轮204以及电机206；凹模19的外侧壁191上设有键槽，该键槽镶有平键，该键槽通过该平键于第一齿轮201连接；第一齿轮201与第二齿轮203相啮合；第二齿轮203与第一皮带轮202传动连接；第一皮带轮202通过皮带与第二皮带轮204传动连接；电机206通过离合器205与第二皮带轮204传动连接，从而带动第二皮带轮204转动；具体地，该离合器205为齿嵌离合器，电机206的功率通过联轴器、离合器205、第二皮带轮204、第一皮带轮202、第二齿轮203、第一齿轮201传递到凹模19，通过控制离合器205可以随机连接和断开电机206与凹模19之间的功率传递，根据实际挤旋功能所需功率，通过更换电机206和传动比机构达到挤压、旋转各种尺寸的毛坯。
优选地，结合上述方案，如图1至图16所示，本发明提供的舱段工件旋转挤压成型模具还包括浮动装置；下模座22上设有圆形凹腔221，浮动装置设置于圆形凹腔221底部，用于驱使凹模19上下浮动；具体地，凹模19可转动设置于圆形凹腔221内，并位于浮动装置上端；浮动装置用于带动凹模19上下浮动；进一步地，浮动装置包括多个，多个浮动装置均匀分布于圆形凹腔221底部，分别用于驱使凹模19上下浮动，并且可保持平衡。
优选地，结合上述方案，如图1至图16所示，本实施例中，浮动装置包括钢珠轴承架24、钢珠25以及弹簧26；具体地，钢珠轴承架24通过螺钉固定设置于下模座22内，钢珠轴承架24内设有容置腔241，弹簧26设置于容置腔241内；钢珠25设置于容置腔241内，并位于弹簧26顶部；钢珠25可随弹簧26上下伸缩；凹模19底部相应设有环形槽251，钢珠25通过弹簧的作用力可滚动设置于环形槽251内；采用上述方案，使得浮动装置可带动凹模19在下模座22上实现上下浮动，并且由于凹模19底部相应设有环形槽251，使得浮动装置与凹模19之间的连接更加可靠，不容易脱落。
优选地，结合上述方案，如图1至图16所示，为了使该成型模具结构更加稳定，本发明提供的舱段工件旋转挤压成型模具还包括限位器21；该限位器21固定设置于下模座22上端面，并位于圆形凹腔221的侧边；限位器21的内侧面上沿凹模19的径向设有向内凹的凹槽；在凹模19的外侧壁191上设有环形筋条192；该凹模19通过环形筋条192伸入凹槽内，并可在凹槽内上下浮动；限位器21在凹模19的径向起到限位的作用；采用上述方案，使得凹模19可在限位器21内稳定上下浮动，凹模19的浮动高度H受限位器21所限制，不容易脱落，并且该限位器21可以起到导向的作用，提高加工精度。
优选地，结合上述方案，如图1至图16所示，本实施例中，环形筋条192与凹槽接触处设有环形油沟210，采用该方案，凹槽与环形筋条192的相接触面设有环形油沟210，可以减小凹槽与环形筋条192的摩擦；同样地，凹模19的侧壁与圆形凹腔221接触处设有环形油沟210，同样可以减小凹模19的侧壁与圆形凹腔221的摩擦。
优选地，结合上述方案，如图1至图16所示，本发明提供的舱段工件旋转挤压成型模具还包括止推轴承板23，该止推轴承板23包括上止推轴承板和下止推轴承板；其中，上止推轴承板设置于凹模19的底部，下止推轴承板设置于圆形凹腔221的底部；当凹模19下沉至凹槽的下限位置时，上止推轴承板和下止推轴承板之间可通过锁紧结构相互锁紧，从而限制凹模19移动；具体地，该锁紧结构可以是凸块和凹槽结构。
优选地，结合上述方案，如图1至图16所示，本发明提供的舱段工件旋转挤压成型模具还包括脱模装置，该脱模装置包括顶出杆27和顶料板29，模腔193中心位置设有通孔28，顶料板29设置于模腔193的底部，毛坯3位于顶料板29的上端，顶出杆27可伸缩设置于通孔28内；具体地，顶出杆27一端穿过通孔28与顶料板29抵接，顶出杆27另一端与驱动件连接；进一步地，顶料板29周向上设有多个卡槽，该卡槽用于和凹模上的短筋195相互卡紧，卡槽可为五个、六个或七个；进一步地，凹模上的短筋195与卡槽相互对应，可为五个、六个或七个；采用上述方案，顶出杆27可通过顶起顶料板29，从而使成型的工件脱离模腔193，方便出料脱模。
优选地，结合上述方案，如图1至图16所示，本实施例中，为了便于毛坯3跟随凹模19旋转，毛坯3为空心结构，凸模可伸入其内部，对其内侧壁31进行挤压成型，毛坯3的外侧壁32贴合于模腔193内，毛坯3的底部设有凸起33，顶料板29上设有第一卡槽291和第二卡槽292，模腔193底部设有与第一卡槽291相适配的短筋195，毛坯3通过凸起33卡紧在第二卡槽292内，避免其在转动过程中存在自转。
本发明提供的舱段工件旋转挤压成型模具，避免了切削加工，大幅度提升材料利用率，减少后期加工消耗，从而降低生产成本，提高了生产效率；另一方面，还可以提升工件主体部分的力学性能，避免因流线切断造成的承载能力下行问题；进一步地，采用本发明提供的方案，工件在成型过程中采用等温成型方式，即毛坯在成型过程中始终封闭在凹模内，从而避免了毛坯温度降低，消除因毛坯与空气通过热交换而造成的变形不均匀，进一步改善变形均匀程度，减少壁厚差的产生。
相应地，结合上述方案，如图1至图16所示，本发明还相应提供一种舱段工件旋转挤压成型方法，可应用于上述舱段工件旋转挤压成型模具；进一步地，具体包括凸模、凹模、上模组件、下模座以及转动驱动装置；凸模设置于上模组件上，上模组件可带动凸模沿竖直方向上下运行和水平方向左右运行；凹模绕竖直轴线可转动设置于下模座上；转动驱动装置与凹模传动连接，并可驱动凹模绕竖直轴线转动；还包括以下步骤：
S1：下料，制备坯料，以形成中空圆台状的毛坯；具体地，毛坯优选为轻合金，该轻合金为铝合金、钛合金或镁合金等；
S2：成型准备，将制备好的毛坯加热到成型温度并保温，加热的成型温度为该毛坯材质的再结晶温度，保温时间优选为毛坯加热至到成型温度(即再结晶温度)后保温4至6小时，最佳为4小时，并将凹模和凸模整体预热至成型温度以上并保温；
S3：模具装配，将上模组件装配在压力机上；进一步地，模组件包括上模座和压力机接头，将上模座和压力机接头分别与压力机传动连接，压力机为双动力压力机；凸模包括左半凸模和右半凸模，上左半凸模和右半凸模沿水平方向可移动设置于上模座上；左半凸模和右半凸模之间设有楔块，楔块与压力机接头连接；上模座和压力机接头分别与压力机传动连接；
S4：分别在凹模19的模腔193、左半凸模13、右半凸模14上均匀涂抹润滑剂，并将经过热处理的毛坯放入凹模19的模腔193内并固定；涂抹润滑剂主要起到方便出模，同时能够避免凸模在挤压毛坯过程中，毛坯与模腔193之间存在变形，提高加工精度；
S5：成型过程，启动转动驱动装置，带动凹模在下模座上旋转，使凹模带动毛坯旋转；启动压力机，利用压力机通过上模组件使凸模下行至模腔内毛坯的加工位置，并对毛坯内侧壁进行加工；
S6：当毛坯加工成型后，压力机通过压力机接头使凸模上行至预设位置。
S7：模腔底部的顶料板由顶杆向上顶起，从而将成型的工件脱模；
S8：继续涂抹润滑油，进行下一种异形薄壁舱段工件旋转挤压成型过程。
采用上述方案，克服了传统车削成型技术不足，能够在基于在大批量生产条件下，采用一次加热，主体部分一次旋转挤压成型工件，避免切削加工，大幅度提升材料利用率，减少后期加工消耗，从而降低生产成本，提高生产效率，能够有效缩短生产流程。
优选地，结合上述方案，本实施例中，工件的加工过程为：转动驱动装置20启动，带动凹模19在下模座22上旋转，凹模19带动毛坯3旋转，左半凸模13和右半凸模14在上模座11上合并，并固定在压力机接头10下；上模座11带动左半凸模13和右半凸模14下行，左半凸模13和右半凸模14下行至毛坯3内的加工位置时，压力机接头10带动楔块12下行，并在推拉装置的驱动下使左半凸模13和右半凸模14分离进给，从而开始挤压毛坯3的内侧壁31，到达第一次成型位置后，楔块12位置保持不动，上模座11带动左半凸模13和右半凸模14上行，到达第二次成型位置后，压力机接头10带动楔块12上行，左半凸模13和右半凸模14中间留下的缝隙由推拉装置推动左半凸模13和右半凸模14实现左右运动，到达指定位置后，上模座11带动左半凸模13和右半凸模14上行，停留在凹模19内成型的工件、顶料板29由顶杆27向上顶出，从而完成脱模。
优选地，结合上述方案，本实施例中，楔块的两侧分别形成有斜面；左半凸模和右半凸模之间分别形成有斜面；楔块可滑动设置于左半凸模和右半凸模之间的斜面上；楔块左侧的斜面与左半凸模的斜面相适配，楔块右侧的斜面与右半凸模的斜面相适配；楔块通过在左半凸模和右半凸模之间的斜面上上下滑动，带动左半凸模和右半凸模打开或合并。
优选地，结合上述方案，如图1至图16所示，本实施例中，楔块12两侧的斜面121与毛坯外侧壁32的倾斜角度一致；和/或，楔块12两侧的斜面121与左半凸模13和右半凸模14斜面的倾斜角度一致；进一步地，凹模19内设有模腔193，模腔193的内壁与毛坯的外侧壁32倾斜角度一致。
优选地，结合上述方案，如图1至图16所示，本实施例中，下模座22上设有圆形凹腔221，圆形凹腔221底部设有浮动装置；凹模19可转动设置于圆形凹腔221内，并通过浮动装置在圆形凹腔221内上下浮动；下模座22上端面上设有限位器21；限位器21的内侧面上设有向内凹的凹槽；凹模19的外侧壁191上设有环形筋条192；凹模19通过环形筋条192夹紧在凹槽内，并可在凹槽内上下浮动。
优选地，结合上述方案，如图1至图16所示，本实施例中，还包括止推轴承板23，止推轴承板23包括上止推轴承板和下止推轴承板，上止推轴承板设置于凹模19的底部，下止推轴承板设置于圆形凹腔221的底部；当凹模19下沉至凹槽的下限位置时，上止推轴承板和下止推轴承板之间可通过锁紧结构相互锁紧，从而限制凹模19移动；具体地，该锁紧结构可以是凸块和凹槽结构。
采用上述方案，可通过现成毛坯锯切下料，一次加热，一次旋转挤压成型工件主体部分，避免了切削加工，大幅度提升材料利用率，减少后期加工消耗，从而降低生产成本，提高了生产效率。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述所述技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术对以上实施例所做的任何改动修改、等同变化及修饰，均属于本技术方案的保护范围。
Claims (10)
1.一种异形薄壁结构的舱段工件旋转挤压成型方法，该异形薄壁结构指的是舱段工件的加工面是非直壁面的薄壁结构；其特征在于，包括凸模、凹模、上模组件、下模座以及转动驱动装置；所述凸模设置于所述上模组件上，所述上模组件能够带动所述凸模沿竖直方向和水平方向同时运行；所述凸模包括左半凸模(13)和右半凸模(14)；所述上模组件还包括楔块(12)，所述楔块的两侧分别形成有斜面；所述左半凸模和所述右半凸模之间分别形成有斜面；所述楔块可滑动设置于所述左半凸模和所述右半凸模之间的斜面上；所述楔块左侧的斜面与所述左半凸模的斜面相适配，所述楔块右侧的斜面与所述右半凸模的斜面相适配；所述凹模绕竖直轴线可转动设置于所述下模座上；所述转动驱动装置与所述凹模传动连接，并能够驱动所述凹模绕竖直轴线转动；还包括以下步骤：
S1：制备中空圆台状的毛坯；
S2：将制备好的毛坯加热到成型温度并保温，并将凹模和凸模整体预热至成型温度以上并保温；
S3：将上模组件装配在压力机上；
S4：对凹模和凸模涂抹润滑剂，将毛坯放入凹模的模腔内并固定；
S5：启动转动驱动装置，带动凹模在下模座上旋转，使凹模带动毛坯旋转；启动压力机，利用压力机通过上模组件使凸模下行至模腔内毛坯的加工位置，楔块(12)下行，左半凸模(13)和右半凸模(14)分离进给，挤压毛坯内侧壁；到达第一次成型位置后，楔块(12)位置保持不动，左半凸模(13)和右半凸模(14)沿着所述楔块(12)的斜面(121)向上运行，挤压毛坯(3)的内壁面，到达第二次成型位置后，楔块上行，左半凸模和右半凸模合并，从而将中空圆台状毛坯加工形成异形薄壁结构的舱段工件；
S6：当毛坯加工成型后，压力机通过上模组件使凸模上行至预设位置。
2.根据权利要求1所述的异形薄壁结构的舱段工件旋转挤压成型方法，其特征在于，当凸模退出模腔且上行至预设位置后，还包括以下步骤：
S7：模腔底部的顶料板由顶杆向上顶起，从而将成型的工件脱模。
3.根据权利要求1所述的异形薄壁结构的舱段工件旋转挤压成型方法，其特征在于，所述S2步骤中，毛坯加热的成型温度为该毛坯材质的再结晶温度；毛坯加热至成型温度后保温4至6小时。
4.根据权利要求1所述的异形薄壁结构的舱段工件旋转挤压成型方法，其特征在于，所述上模组件包括推拉装置、上模座和压力机接头，所述左半凸模和所述右半凸模沿水平方向可移动设置于所述上模座上；所述左半凸模和所述右半凸模之间设有所述楔块，所述楔块与所述压力机接头连接；所述上模座和所述压力机接头分别与所述压力机传动连接；所述推拉装置设置于所述上模座上，用于驱动所述左半凸模和所述右半凸模沿水平方向左右移动；所述S5至所述S6步骤中，凸模对毛坯内侧壁加工具体包括：
当所述上模座带动所述左半凸模和所述右半凸模下行至模腔内毛坯的加工位置时，所述压力机接头带动所述楔块下行，并在所述推拉装置的驱动下使得所述左半凸模和所述右半凸模分离进给，对毛坯内侧壁进行挤压；
当所述左半凸模和所述右半凸模对毛坯内侧壁挤压达到第一次成型位置后，所述楔块保持不动，所述上模座带动所述左半凸模和所述右半凸模上行达到第二次成型位置后，所述压力机接头带动所述楔块上行，所述推拉装置驱动所述左半凸模和所述右半凸模合并，达到指定位置后，所述上模座带动所述左半凸模和所述右半凸模上行至预设位置。
5.根据权利要求4所述的异形薄壁结构的舱段工件旋转挤压成型方法，其特征在于，所述楔块通过在所述左半凸模和所述右半凸模之间的斜面上上下滑动，带动所述左半凸模和所述右半凸模打开或合并。
6.根据权利要求5所述的异形薄壁结构的舱段工件旋转挤压成型方法，其特征在于，所述楔块两侧的斜面与所述毛坯外侧壁的倾斜角度一致；和/或，所述楔块两侧的斜面与所述左半凸模和所述右半凸模斜面的倾斜角度一致。
7.根据权利要求1所述的异形薄壁结构的舱段工件旋转挤压成型方法，其特征在于，所述凹模内设有模腔，所述模腔的内壁与所述毛坯的外侧壁倾斜角度一致。
8.根据权利要求1所述的异形薄壁结构的舱段工件旋转挤压成型方法，其特征在于，所述下模座上设有圆形凹腔，所述圆形凹腔底部设有浮动装置；所述凹模可转动设置于所述圆形凹腔内，并通过所述浮动装置在所述圆形凹腔内上下浮动；所述下模座上端面上设有限位器；所述限位器的内侧面上设有向内凹的凹槽；所述凹模的外侧壁上设有环形筋条；所述凹模通过所述环形筋条夹紧在所述凹槽内，并能够在所述凹槽内上下浮动。
9.根据权利要求8所述的异形薄壁结构的舱段工件旋转挤压成型方法，其特征在于，还包括止推轴承板，所述止推轴承板包括上止推轴承板和下止推轴承板，所述上止推轴承板设置于所述凹模的底部，所述下止推轴承板设置于所述圆形凹腔的底部；当所述凹模下沉至所述凹槽的下限位置时，所述上止推轴承板和所述下止推轴承板相互锁紧，从而限制所述凹模移动。
10.根据权利要求1至9任一项所述的异形薄壁结构的舱段工件旋转挤压成型方法，其特征在于，所述毛坯为镁合金、铝合金或钛合金。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911024770.9A CN110743928B (zh) | 2019-10-25 | 2019-10-25 | 一种舱段工件旋转挤压成型方法 |
| US17/077,896 US11858023B2 (en) | 2019-10-25 | 2020-10-22 | Rotary extrusion forming method for cabin section workpiece |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911024770.9A CN110743928B (zh) | 2019-10-25 | 2019-10-25 | 一种舱段工件旋转挤压成型方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110743928A CN110743928A (zh) | 2020-02-04 |
| CN110743928B true CN110743928B (zh) | 2021-07-27 |
Family
ID=69280049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201911024770.9A Active CN110743928B (zh) | 2019-10-25 | 2019-10-25 | 一种舱段工件旋转挤压成型方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11858023B2 (zh) |
| CN (1) | CN110743928B (zh) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112547891A (zh) * | 2020-11-19 | 2021-03-26 | 江苏德博金属制品有限公司 | 一种金属热挤成型装置 |
| CN113790268B (zh) * | 2021-09-01 | 2024-08-30 | 浙江东溟科技有限公司 | 深水蓄能控制舱 |
| CN114769590B (zh) * | 2022-05-11 | 2022-11-22 | 淄博元绪冶金机械有限公司 | 顶头加工用粉末冶金压力机阴模浮动调整机构 |
| CN115709244B (zh) * | 2022-11-09 | 2023-06-09 | 珠海信城智能制造有限公司 | 一种具有自动脱模功能的层级分离式成型模具 |
| CN116329395B (zh) * | 2023-04-11 | 2023-09-22 | 清远市拓远汽车零部件有限公司 | 一种组合式铝合金板材多级拉深模具 |
| CN116727521B (zh) * | 2023-08-11 | 2023-12-08 | 辽宁华天航空科技股份有限公司 | 一种钛合金薄壁零件用热成型模具及成型方法 |
| CN116944817A (zh) * | 2023-09-20 | 2023-10-27 | 成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司 | 一种钛合金多楔带轮的制备方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2414206A (en) * | 2004-05-18 | 2005-11-23 | Tsubakimoto Chain Co | Cylindrical bearing member and method and apparatus for manufacturing same |
| CN104399771A (zh) * | 2014-12-02 | 2015-03-11 | 中北大学 | 一种筒形件的内横筋挤压模具 |
| CN108580622A (zh) * | 2018-03-19 | 2018-09-28 | 武汉理工大学 | 一种i型纵筋环件模内径向挤压成形工艺设计方法 |
| CN109590348A (zh) * | 2019-01-08 | 2019-04-09 | 中北大学 | 一种筒形件多内环筋旋转挤压成形模具 |
| CN208758353U (zh) * | 2018-09-07 | 2019-04-19 | 佛山市三水鸿安联铝合金制品有限公司 | 一种带有冷却系统的铝型材加工用成型机 |
| CN109692907A (zh) * | 2019-01-08 | 2019-04-30 | 中北大学 | 一种筒形件多内环筋旋转挤压成形方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104624694B (zh) * | 2014-12-02 | 2016-09-07 | 中北大学 | 一种筒形件的内横筋挤压方法 |
| CN106607468B (zh) * | 2017-01-07 | 2018-06-05 | 中北大学 | 一种镁合金高性能杯形件的差速挤压成形方法 |
-
2019
- 2019-10-25 CN CN201911024770.9A patent/CN110743928B/zh active Active
-
2020
- 2020-10-22 US US17/077,896 patent/US11858023B2/en active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2414206A (en) * | 2004-05-18 | 2005-11-23 | Tsubakimoto Chain Co | Cylindrical bearing member and method and apparatus for manufacturing same |
| CN104399771A (zh) * | 2014-12-02 | 2015-03-11 | 中北大学 | 一种筒形件的内横筋挤压模具 |
| CN108580622A (zh) * | 2018-03-19 | 2018-09-28 | 武汉理工大学 | 一种i型纵筋环件模内径向挤压成形工艺设计方法 |
| CN208758353U (zh) * | 2018-09-07 | 2019-04-19 | 佛山市三水鸿安联铝合金制品有限公司 | 一种带有冷却系统的铝型材加工用成型机 |
| CN109590348A (zh) * | 2019-01-08 | 2019-04-09 | 中北大学 | 一种筒形件多内环筋旋转挤压成形模具 |
| CN109692907A (zh) * | 2019-01-08 | 2019-04-30 | 中北大学 | 一种筒形件多内环筋旋转挤压成形方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110743928A (zh) | 2020-02-04 |
| US11858023B2 (en) | 2024-01-02 |
| US20210121928A1 (en) | 2021-04-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110743928B (zh) | 一种舱段工件旋转挤压成型方法 | |
| CN110624972A (zh) | 一种舱段工件旋转挤压成形模具 | |
| CN101332476B (zh) | 一种薄壁长管形零件坯料的精密挤压成形方法及专用模具 | |
| CN106216472B (zh) | 一种伞型壳体构件温挤压成形方法 | |
| CN211256499U (zh) | 一种可控进给加工纸浆杯盖环形扣的伺服成形装置 | |
| CN109530471B (zh) | 一种薄壁近等高山形轻合金构件挤压成形模具 | |
| CN113059016B (zh) | 大高径比筒体变薄引伸挤压复合成形模具 | |
| CN111572093A (zh) | 一种锡纸餐盒制作加工工艺 | |
| CN109530472B (zh) | 一种薄壁近等高山形轻合金构件挤压成形方法 | |
| CN118060472A (zh) | 一种薄壁壳轴套件半固态墩粗-反挤压复合成形工艺及模具 | |
| CN212384300U (zh) | 挤压成型用的模具及成型设备 | |
| CN113103490B (zh) | 一种塑料压注机 | |
| CN114054656B (zh) | 一种大投影面积的异形箱体挤压成形方法 | |
| CN114472573B (zh) | 一种汽车空气悬挂活塞筒挤压成形方法 | |
| CN211763289U (zh) | 一种涂布连线机 | |
| CN215941390U (zh) | 一种立式双工位挤压机 | |
| CN211915376U (zh) | 一种送料装配用开式双柱压力机装置 | |
| CN113617994A (zh) | 一种长颈轴管热挤压成形工艺及其模具 | |
| CN117753911B (zh) | 一种薄壁壳体合金零件的反挤压成形制造工装及制造方法 | |
| CN111468659A (zh) | 一种电机壳体成形模具 | |
| CN116060467A (zh) | 一种台阶轴毛坯成形方法 | |
| CN116901477B (zh) | 一种裁切装置以及使用该装置生产的组合密封圈 | |
| CN221817270U (zh) | 一种齿轨轮模具 | |
| CN114147162B (zh) | 一种大投影面积的异形箱体挤压成形模具 | |
| CN216832004U (zh) | 一种具有定位辅助装置的汽车配件注塑模具 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |