CN110743929A - 一种镁合金环件挤压成形方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种镁合金环件挤压成形方法，包括下料制备镁合金毛坯，将镁合金毛坯套设于内凹模外壁面上，并位于型腔内，通过压力机使上模组件下压内凹模外壁面上的镁合金毛坯，使镁合金毛坯沿内凹模的外壁面向下滑动，镁合金毛坯受内凹模外壁面的曲母线挤压成型，通过型腔底部的顶出机构将成型的工件顶出，完成脱模；本发明提供的成形方法，能够实现近等温成形，避免材料开裂，极大地提高了大规格镁合金环件的成形的良品率，缩短了大规格镁合金环件的制造流程，降低生产成本，且模具简单、便于操作，能够大大缩短挤压成形流程，有效改善镁合金的成形性、方便较大程度的扩孔变形。
Description
技术领域
本发明属于镁合金环件挤压成形技术领域，具体涉及一种镁合金环件挤压成形方法。
背景技术
镁合金是一种轻质合金材料，密度小(为铝的2/3、钛的1/2)，是最轻的金属结构材料，具有良好的比强度、比刚度、导热导电性、电磁屏蔽性、阻尼减震性等优点，被广泛应用于航空航天、交通运输、电子通讯、国防军工等领域；但是镁合金为密排六方晶体结构，同样存在塑性差、易失稳的问题。
现有的大规格镁合金环件挤压成形工艺一般是镦粗-冲孔-马架扩孔-机加-碾环，这样加工使得工序较长，并且无法保证温度，容易在加工的过程中出现开裂的现象；对于环形件扩孔，现有工艺一般采用冲头扩孔，是使用直径大于毛坯孔径的冲头将毛坯孔胀大，扩孔冲头前段一般有带锥度的引导段以便于插入毛坯孔；但是由于孔扩张时毛坯受到很大的周向拉应力，很容易胀裂，所以每次扩孔量不宜过大，需要多次操作才能完成较大程度的扩孔，而且其减薄能力有限，只能成形厚壁环件，无法满足薄壁环境的需求。
基于上述镁合金环件加工过程中存在的技术问题，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，提出一种镁合金环件挤压成形方法，旨在解决现有镁合金环件加工过程中容易胀裂的问题。
本发明提供一种镁合金环件挤压成形方法，包括上模组件、凹模组件以及下模组件；凹模组件固定设置于下模组件上；凹模组件包括内凹模和外凹模，内凹模和外凹模之间形成有型腔，内凹模的外壁面上可用于放置毛坯；上模组件与压力机连接；具体还包括以下步骤：
S1：下料制备镁合金毛坯；
S2：将镁合金毛坯套设于内凹模外壁面上，并位于型腔内；
S3：通过压力机使上模组件下压内凹模外壁面上的镁合金毛坯，使镁合金毛坯沿内凹模的外壁面向下滑动，镁合金毛坯受内凹模外壁面的曲母线挤压成型；
S4：通过型腔底部的顶出机构将成型的工件顶出，完成脱模。
进一步地，S1步骤中还包括：
对镁合金坯料进行均匀化热处理；和/或，
将制备好的镁合金毛坯加热到成形温度并保温；和/或，
将上模组件、凹模组件以及下模组件整体预热至镁合金坯料成形温度以上并保温；和/或，
上模组件包括上模板、环形连杆以及L形压环；环形连杆固定设置于上模板底部；将上模组件装配在压力机上，并将L形压环与环形连杆用圆柱销固定连接，并沿着内凹模的外壁面涂抹油基石墨润滑剂；和/或，
S3步骤中还包括：通过更换不同型号的L形压环重复对镁合金毛坯进行挤压。
进一步地，上模组件包括上模板、环形连杆以及多种型号的L形压环；上模板用于和压力机连接；环形连杆固定设置于上模板的底部；L形压环通过圆柱销可拆卸设置于环形连杆上；外凹模上设有外凹模通槽，内凹模上设有内凹模通槽，内凹模通槽上设有可拆卸的挡块；S3步骤中，镁合金毛坯具体加工成型过程为：
S31：上模板通过压力机带动环形连杆和第一号L形压环向型腔内下压，镁合金毛坯在第一号L形压环的挤压下沿内凹模的外壁面向下滑动变形至第一位置，完成第一次挤压；压力机停止向下运动，并带动上模组件向上运动；
S32：将挡块从内凹模通槽取出，穿过外凹模通槽和内凹模通槽顶起第一次挤压后的镁合金毛坯，将挡块密封于内凹模通槽上；
S33：将第一次挤压后的镁合金毛坯翻转180°后再次套设于内凹模外壁面上；
S34：将第一号L形压环拆卸，更换第二号L形压环，继续沿内凹模的外壁面挤压镁合金毛坯下滑变形至第二位置，完成第二次挤压；压力机再次停止向下运动，并开始带动上模板、环形连杆以及第二号L形压环向上运动；
S35：将挡块从内凹模通槽取出，再穿过外凹模通槽和内凹模通槽顶起第二次挤压后的镁合金毛坯，再将挡块密封于内凹模通槽上；
S36：再次将第二次挤压后的镁合金毛坯翻转180°后再次套设于内凹模外壁面上；
S37：将第二号L形压环拆卸，更换第三号L形压环，继续沿内凹模的外壁面挤压镁合金毛坯下滑变形至第三位置，完成第三次挤压；压力机再次停止向下运动，并开始带动上模板、环形连杆以及第三号L形压环向上运动；
S38：重复S35至S37，并更换不同内径的L形压环，直至镁合金毛坯挤压成型。
进一步地，S38步骤后还包括：拆卸L形压环，直接通过环形连杆下压镁合金毛坯沿内凹模的外壁面下滑变形至型腔的底部，从而形成镁合金环件。
进一步地，S32或所述S35步骤中，通过挡块上的沉头螺钉将挡块从内凹模通槽取出具体包括：先转动沉头螺钉，使沉头螺钉外漏出一部分，然后通过沉头螺钉外漏出的一部分将挡块取出；在将挡块密封于内凹模通槽上时，通过转动沉头螺钉，直至沉头螺钉与挡块平齐，并保持整个挡块与内凹模的外壁面平齐。
进一步地，L形压环为中空结构，L形压环的底部向外折弯形成有L形限位部。
进一步地，第一号L形压环、第二号L形压环以及第三号L形压环的内径依次变大；第一号L形压环、第二号L形压环以及第三号L形压环的外径不变；第一号L形压环、第二号L形压环以及第三号L形压环的外径与外凹模的内径相适配，并可在型腔内上下滑动。
进一步地，内凹模的外壁面沿上之下包括倾斜面、弧形面以及竖直平面；倾斜面沿上至下向外倾斜，弧形面沿上至下向外凸出，竖直平面与弧形面的最底端的切线相平齐。
进一步地，顶出机构包括顶板、顶块以及顶杆；内凹模中心位置沿竖直方向设有通孔，内凹模底部设有滑槽，顶板沿竖直方向可滑动设置于滑槽内；顶杆沿竖直方向穿过通孔抵接于顶板的底部；顶块设置于顶板的上端面；S4步骤中具体包括：顶杆沿竖直方向顶动顶板在所述滑槽内沿竖直方向运动，顶板带动顶块在型腔内沿竖直方向运动，从而将型腔底部加工成型的镁合金环件顶起。
进一步地，顶出机构包括顶环，顶环设置于顶块的顶部；顶板为十字形顶板，滑槽为十字形滑槽；十字形顶板可上下滑动设置于十字形滑槽内，从而带动顶块上下运动。
采用上述方案，通过将环形坯料沿内凹模的曲母线回转形封闭通道挤压扩孔的技术，利用压力机通过上模组件下压形坯料，并利用内凹模外壁面上的锥形部-弧形部-直壁部的曲母线外形，使得大规格镁合金环形坯料实现较大程度的减径扩孔；采用本发明提供的成形方法，能够实现近等温成形，避免材料开裂，极大地提高了大规格镁合金环件的成形的良品率，缩短了大规格镁合金环件的制造流程，降低生产成本，且模具简单、便于操作，能够大大缩短挤压成形流程，有效改善镁合金的成形性、方便较大程度的扩孔变形。
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为本发明一种镁合金环件挤压成形模具实施例一结构示意图；
图2为本发明一种镁合金环件挤压成形模具实施例二结构示意图；
图3为本发明上模板结构示意图；
图4为本发明环形连杆结构示意图；
图5为本发明第一号L形压环结构示意图；
图6为本发明第二号L形压环结构示意图；
图7为本发明第三号L形压环结构示意图；
图8为本发明内凹模和外凹模结构示意图；
图9为本发明下模板和顶料机构结构示意图；
图10为本发明镁合金环件结构示意图；
图11为本发明内凹模结构示意图；
图12为本发明镁合金环件挤压成形第一阶段示意图；
图13为本发明镁合金环件挤压成形第二阶段示意图；
图14为本发明镁合金环件挤压成形第三阶段示意图；
图15为本发明镁合金环件挤压成形第四阶段示意图；
图16为本发明镁合金环件挤压成形第五阶段示意图；
图17为本发明镁合金环件挤压成形第六阶段示意图；
图18为本发明镁合金环件挤压成形第七阶段示意图；
图19为本发明镁合金环件挤压成形第八阶段示意图；
图20为本发明镁合金环件挤压成形第九阶段示意图。
图中：1、上模板；2、环形连杆；3、圆柱销；4、L形压环；5、锥形部；6、弧形部；7、直壁部；8、顶块；9、顶板；10、顶环；11、下模板；12、销钉；13、沉头螺栓；14、顶杆；15、沉头螺钉；16、十字形滑槽；17、外凹模；18、外凹模通槽；19、挡块；20、沉头螺钉；21、内凹模通槽；22、内凹模；23、毛坯；24、插杆。
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20所示，本发明提供一种镁合金环件挤压成形模具，其主要用于镁合金环件的加工成型，具体可以是镁合金薄壁环件等加工；成形模具包括上模组件、凹模组件以及下模组件；其中，凹模组件固定设置于下模组件上；凹模组件包括内凹模22和外凹模17，内凹模22和外凹模17同轴设置，且在内凹模22和外凹模17之间形成有型腔，该型腔为回转体型腔；内凹模22的外壁面上可用于放置毛坯23，该毛坯为圆环形坯料；进一步地，上模组件与压力机(未示出)连接，并通过该压力机的作用下压毛坯沿内凹模22外壁面的曲母线将圆环形坯料挤压成型，从而形成镁合金环件；采用上述成形模具，能有效改善镁合金的成形性、方便较大程度的扩孔变形，可有效避免镁合金环件在挤压过程中发生胀裂。
优选地，结合上述方案，如图1至图20所示，本实施例中，上模组件包括上模板1、连杆以及多个压环；其中，上模板1用于和压力机连接，从而带动连杆以及压环下压；连杆固定设置于上模板1上，具体可以位于上模板1的底部；多个压环分别可拆卸设置于连杆上；进一步地，在S3步骤中还包括：通过更换不同型号的L形压环重复对镁合金毛坯进行挤压，以确保压环能够将镁合金毛坯下压至型腔的最底部(即内凹模22的底部)；采用上述方案，该上模组件可以通过压环对毛坯23进行下压下滑，使得毛坯23在受到内凹模22的外壁面作用挤压成型。
优选地，结合上述方案，如图1至图20所示，本实施例中，连杆为环形连杆2；压环为L形压环4；L形压环4为中空结构；具体地，L形压环4包括上环部和下环部；上环部的上端面通过圆柱销3可拆卸设置于环形连杆2的内壁上，L形压环4的下环部向外折弯从而形成有L形限位部；进一步地，在实际操作过程中，第一次下压毛坯23沿内凹模22的外壁面下滑变形至第一位置时采用的是第一号L形压环，第二次下压毛坯23沿内凹模22的外壁面下滑变形至第二位置时采用的是第二号L形压环，第三次下压毛坯23沿内凹模22的外壁面下滑变形至第三位置时采用的是第三号L形压环；进一步地，第一号L形压环、第二号L形压环以及第三号L形压环的内径依次变大；进一步地，第一号L形压环、第二号L形压环以及第三号L形压环的外径不变；第一号L形压环、第二号L形压环以及第三号L形压环的外径与型腔的内径相适配，并可在型腔没上下滑动。
优选地，结合上述方案，如图1至图20所示，本实施例中，外凹模17采用直壁筒状结构；内凹模22包括锥形部5、弧形部6以及直壁部7；其中，锥形部5位于内凹模22的顶部，弧形部6位于内凹模22的中部，直壁部7位于内凹模22的底部；锥形部5的外壁面为倾斜面，弧形部6的外壁面为弧形面，并与倾斜面平滑连接；直壁部7的外壁面为竖直平面，并与弧形面平滑连接；采用上述方案，使得该内凹模22外壁面从上至下可划分为斜线、弧形线以及直线的曲母线。
优选地，结合上述方案，如图1至图20所示，本实施例中，内凹模22还包括毛坯定位部，毛坯定位部设置于锥形部5的顶部；毛坯定位部的外壁面为竖直平面，并与倾斜面平滑过渡；毛坯定位部的外壁面还与毛坯23的内径相适配；毛坯23可套接于毛坯定位部的外壁面上；进一步地，锥形部5的倾斜面沿上至下向外倾斜，即倾斜面的母线沿上之下向内凹模22的外侧倾斜；进一步地，弧形部6的弧形面沿上至下向外凸出，即弧形面的弧形母线沿上至下向内凹模22的外侧平滑凸出；进一步地，竖直平面与弧形面的最底端的切线平齐，竖直平面与弧形面的最底端的切线直接平滑连接；采用上述方案，使得镁合金环件能够在内凹模22的外壁面上平滑挤压，能够有效避免在挤压过程中发生胀裂。
优选地，结合上述方案，如图1至图20所示，本实施例中，外凹模17上设有外凹模通槽18，内凹模22上设有内凹模通槽21，内凹模通槽21，沿水平方向贯穿于整个内凹模22的外壁面；外凹模通槽18与内凹模通槽21位于同一高度，其主要作用是可以取出下压至各个高度位置上的毛坯；内凹模通槽21上设有挡块19；两个挡块19可拆卸设置于内凹模通槽21的两侧，并且挡块19与内凹模22的外壁面相平齐，挡块19主要用于封堵内凹模通槽21，避免毛坯23在挤压下滑过程中存在变形，通过方便取出挤压后的毛坯；进一步地，挡块19的壁面上设有沉头螺钉20；沉头螺钉20通过转动可伸缩设置于挡块19的壁面上，即该沉头螺钉20在未使用时拧入挡块19的壁面上，当毛坯23下压下滑至弧形面上需要取出翻转时，转动沉头螺钉20向外伸出一小段，通过该小段可将挡块19取出，从而将挤压后的毛坯取出。
优选地，结合上述方案，如图1至图20所示，本实施例中，内凹模通槽21沿水平方向贯穿整个内凹模22的弧形部6，挡块19分别卡接在内凹模通槽21的两个端口，且与内凹模22的外壁面相平齐，即该挡块19卡紧在弧形部6外壁面的局部，并与外壁面相平齐；内凹模通槽21的宽度为50mm，高度为255mm；具体地，该内凹模通槽21为内凹模22在圆弧部分上沿径向开的通槽，这样便于拆卸挤压后的毛坯。
优选地，结合上述方案，如图1至图20所示，本实施例中，本发明提供一种镁合金环件挤压成形模具还包括顶出机构；该顶出机构设置于型腔的底部，并可在型腔内沿竖直方向上下伸缩运动，从而可以将型腔内挤压成型的工件顶出。
优选地，结合上述方案，如图1至图20所示，本实施例中，顶出机构包括顶板9、顶块8以及顶杆14；具体地，顶板9、顶块8以及顶杆14位于同一中心轴线上；内凹模22中心位置沿竖直方向设有通孔，内凹模22的底部设有滑槽，顶板9沿竖直方向可上下滑动设置于滑槽内；顶杆14沿竖直方向穿过通孔抵接于顶板9的底部；顶块8设置于顶板9的上端面，并可随顶板9一通上下运动，从而推动挤压成型的工件脱模。
优选地，结合上述方案，如图1至图20所示，本实施例中，顶出机构包括顶环10，顶环10设置于顶块8的顶部，这样能够有效保证挤压工件的质量；顶板9为十字形顶板，滑槽16为十字形滑槽；十字形顶板9可上下滑动设置于十字形滑槽16内，从而带动顶块8上下运动；采用十字形顶板9和十字形滑槽16相互适配，主要可以起到平衡的作用。
相应地，如图1至图20所示，本发明提供一种镁合金环件挤压成形方法，可应用于上述镁合金环件挤压成形模具，该成形模具主要用于加工镁合金薄壁环件；具体包括上模组件、凹模组件以及下模组件；凹模组件固定设置于下模组件上；凹模组件包括内凹模22和外凹模17，内凹模22和外凹模17之间形成有型腔，内凹模22的外壁面上可用于放置毛坯23，该毛坯23为圆环形坯料；上模组件与压力机连接；成形方法具体还包括以下步骤：
S1：下料制备镁合金毛坯；
S2：将镁合金毛坯套设于内凹模22的外壁面上，并位于型腔内；
S3：通过压力机使上模组件下压内凹模22外壁面上的镁合金毛坯，使镁合金毛坯沿内凹模22的外壁面向下滑动，镁合金毛坯受内凹模22外壁面的曲母线逐步挤压成型，这样可有效避免镁合金毛坯一下子冲压成型产生胀裂；具体地，该内凹模22外壁面从上至下可划分为斜线、弧形线以及直线的曲母线；
S4：通过型腔底部的顶出机构将成型的工件顶出，完成脱模；继续放料，重复整个挤压过程。
优选地，结合上述方案，如图1至图20所示，本实施例中，S1步骤中还包括：
对镁合金坯料进行均匀化热处理；和/或，
将制备好的镁合金毛坯加热到成形温度并保温；该成形温度为380°；和/或，
将上模组件、凹模组件以及下模组件整体预热至镁合金坯料成形温度以上并保温；和/或，
上模组件包括上模板1、环形连杆2以及L形压环4；环形连杆2固定设置于上模板1的底部；将上模组件装配在压力机上，并将L形压环4与环形连杆2用圆柱销3固定连接，并沿着内凹模33的外壁面涂抹油基石墨润滑剂；和/或，
在S3步骤中还包括：通过更换不同型号的L形压环重复对镁合金毛坯进行挤压，以确保压环能够将镁合金毛坯下压至型腔的最底部(即内凹模的底部)。
优选地，结合上述方案，如图1至图20所示，本实施例中，上模组件包括上模板1、环形连杆2以及多种型号的L形压环4；上模板1用于和压力机连接；环形连杆2固定设置于上模板1的底部；L形压环4通过圆柱销3可拆卸设置于环形连杆2上；外凹模17上设有外凹模通槽18，内凹模22上设有内凹模通槽21，内凹模通槽21上设有可拆卸的挡块19；S3步骤中，镁合金毛坯具体加工成型过程为：
S31：上模板1通过压力机带动环形连杆2和第一号L形压环向型腔内下压，镁合金毛坯在第一号L形压环的挤压下沿内凹模22的外壁面向下滑动变形至第一位置，完成第一次挤压；压力机停止向下运动，并带动上模组件向上运动；
S32：通过挡块19上的沉头螺钉20将挡块19从内凹模通槽21取出，穿过外凹模通槽18和内凹模通槽21顶起第一次挤压后的镁合金毛坯，再将挡块19密封于内凹模通槽21上；进一步地，挡块19上设有沉头螺钉20，便于通过沉头螺钉20将挡块19取出；进一步地，可通过插杆24穿过外凹模通槽18和内凹模通槽21顶起第一次挤压后的镁合金毛坯；
S33：将第一次挤压后的镁合金毛坯翻转180°后再次套设于内凹模22外壁面上；
S34：将第一号L形压环拆卸，更换第二号L形压环，继续沿内凹模22的外壁面挤压镁合金毛坯下滑变形至第二位置，完成第二次挤压；压力机再次停止向下运动，并开始带动上模板1、环形连杆2以及第二号L形压环向上运动；
S35：再次将挡块19从内凹模通槽21取出，再穿过外凹模通槽18和内凹模通槽21顶起第二次挤压后的镁合金毛坯，再将挡块19密封于内凹模通槽21上；
S36：再次将第二次挤压后的镁合金毛坯翻转180°后再次套设于内凹模22外壁面上；
S37：将第二号L形压环拆卸，更换第三号L形压环，继续沿内凹模22的外壁面挤压镁合金毛坯下滑变形至第三位置，完成第三次挤压；压力机再次停止向下运动，并开始带动上模板、环形连杆以及第三号L形压环向上运动；
S38：重复S35至S37，并更换不同内径的L形压环4，重复下压镁合金毛坯，直至镁合金毛坯挤压成型。
优选地，结合上述方案，如图1至图20所示，本实施例中，S38步骤后还包括：拆卸L形压环，直接通过环形连杆2下压镁合金毛坯沿内凹模22的外壁面下滑变形至型腔的底部，从而形成镁合金环件。
优选地，结合上述方案，如图1至图20所示，本实施例中，S32或所述S35步骤中，通过挡块19上的沉头螺钉20将挡块19从内凹模通槽21取出具体包括：先转动沉头螺钉20，使沉头螺钉20外漏出一部分，然后通过沉头螺钉20外漏出的一部分将挡块19拽出来；在将挡块19密封于内凹模通槽21上时，通过转动沉头螺钉20，直至沉头螺钉20与挡块19平齐，避免影响毛坯成型；同时保持整个挡块19与内凹模22的外壁面平齐。
优选地，结合上述方案，如图1至图20所示，本实施例中，L形压环4为中空结构，L形压环4的底部向外折弯形成有L形限位部。
优选地，结合上述方案，如图1至图20所示，本实施例中，第一号L形压环、第二号L形压环以及第三号L形压环的内径依次变大；第一号L形压环、第二号L形压环以及第三号L形压环的外径不变；第一号L形压环、第二号L形压环以及第三号L形压环的外径与外凹模的的内径相适配，并可在型腔内上下滑动。
优选地，结合上述方案，如图1至图20所示，本实施例中，内凹模22的外壁面沿上之下包括倾斜面、弧形面以及竖直平面；倾斜面沿上至下向外倾斜，弧形面沿上至下向外凸出，竖直平面与弧形面的最底端的切线相平齐；采用上述方案，使得该内凹模22外壁面从上至下可划分为斜线、弧形线以及直线的曲母线，使得毛坯23在倾斜面、弧形面以及竖直平面上滑动并受挤压从而形成镁合金环件。
优选地，结合上述方案，如图1至图20所示，本实施例中，顶出机构包括顶板9、顶块8以及顶杆14；内凹模22中心位置沿竖直方向设有通孔，内凹模22底部设有滑槽，顶板9沿竖直方向可滑动设置于滑槽内；顶杆14沿竖直方向穿过通孔抵接于顶板9的底部；顶块8设置于顶板9的上端面；S4步骤中具体包括：顶杆14沿竖直方向顶动顶板9在滑槽内沿竖直方向运动，顶板9带动顶块8在型腔内沿竖直方向运动，从而将型腔底部加工成型的镁合金环件顶起。
优选地，结合上述方案，如图1至图20所示，本实施例中，顶出机构包括顶环10，顶环10设置于顶块8的顶部，这样能够有效保证挤压工件的质量；顶板9为十字形顶板，滑槽为十字形滑槽16；十字形顶板9可上下滑动设置于十字形滑槽16内，从而带动顶块8上下运动；采用十字形顶板9和十字形滑槽16相互适配，主要可以起到平衡的作用。
优选地，结合上述方案，如图1至图20所示，本实施例中，，以成形外径1000mm，内径920mm的大规格镁合金环件为例，镁合金毛坯的尺寸为高H＝100mm，内径D1＝460mm，外径D2＝710mm；内凹模22的锥形部5角度取70°，弧形部6半径为700mm,直壁部7直径为920mm；内凹模弧形部6开有内凹模通槽21，内凹模通槽21处放置与通槽相配合的挡块19；外凹模17对应开有外凹模通槽1；直壁部分7开有十字形通槽，方便顶板9沿贯通孔随着顶杆14上下移动，通过顶块9、顶环10顶出成形工件。
采用上述方案，通过将环形坯料沿内凹模的曲母线回转形封闭通道挤压扩孔的技术，利用压力机通过上模组件下压形坯料，并利用内凹模外壁面上的锥形部-弧形部-直壁部的曲母线外形，使得大规格镁合金环形坯料实现较大程度的减径扩孔；采用本发明提供的成形方法，能够实现近等温成形，避免材料开裂，极大地提高了大规格镁合金环件的成形的良品率，缩短了大规格镁合金环件的制造流程，降低生产成本，且模具简单、便于操作，能够大大缩短挤压成形流程，有效改善镁合金的成形性、方便较大程度的扩孔变形。
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)
1.一种镁合金环件挤压成形方法，其特征在于，包括上模组件、凹模组件以及下模组件；所述凹模组件固定设置于所述下模组件上；所述凹模组件包括内凹模和外凹模，所述内凹模和所述外凹模之间形成有型腔，所述内凹模的外壁面上可用于放置毛坯；所述上模组件与压力机连接；还包括以下步骤：
S1：下料制备镁合金毛坯；
S2：将镁合金毛坯套设于内凹模外壁面上，并位于型腔内；
S3：通过压力机使上模组件下压所述内凹模外壁面上的镁合金毛坯，使镁合金毛坯沿内凹模的外壁面向下滑动，镁合金毛坯受内凹模外壁面的曲母线挤压成型；
S4：通过型腔底部的顶出机构将成型的工件顶出，完成脱模。
2.根据权利要求1所述的镁合金环件挤压成形方法，其特征在于，所述S1步骤中还包括：
对镁合金坯料进行均匀化热处理；和/或，
将制备好的镁合金毛坯加热到成形温度并保温；和/或，
将上模组件、凹模组件以及下模组件整体预热至镁合金坯料成形温度以上并保温；
和/或，
所述上模组件包括上模板、环形连杆以及L形压环；所述环形连杆固定设置于所述上模板底部；将上模组件装配在压力机上，并将L形压环与环形连杆用圆柱销固定连接，并沿着内凹模的外壁面涂抹油基石墨润滑剂；和/或，
所述S3步骤中还包括：通过更换不同型号的L形压环重复对镁合金毛坯进行挤压。
3.根据权利要求1所述的镁合金环件挤压成形方法，其特征在于，所述上模组件包括上模板、环形连杆以及多种型号的L形压环；所述上模板用于和所述压力机连接；所述环形连杆固定设置于所述上模板的底部；所述L形压环通过圆柱销可拆卸设置于所述环形连杆上；所述外凹模上设有外凹模通槽，所述内凹模上设有内凹模通槽，所述内凹模通槽上设有可拆卸的挡块；所述S3步骤中，镁合金毛坯具体加工成型过程为：
S31：上模板通过压力机带动环形连杆和第一号L形压环向型腔内下压，镁合金毛坯在第一号L形压环的挤压下沿所述内凹模的外壁面向下滑动变形至第一位置，完成第一次挤压；压力机停止向下运动，并带动上模组件向上运动；
S32：将挡块从内凹模通槽取出，穿过外凹模通槽和内凹模通槽顶起第一次挤压后的镁合金毛坯，将挡块密封于内凹模通槽上；
S33：将第一次挤压后的镁合金毛坯翻转180°后再次套设于内凹模外壁面上；
S34：将第一号L形压环拆卸，更换第二号L形压环，继续沿所述内凹模的外壁面挤压镁合金毛坯下滑变形至第二位置，完成第二次挤压；压力机再次停止向下运动，并开始带动上模板、环形连杆以及第二号L形压环向上运动；
S35：再次将挡块从内凹模通槽取出，再穿过外凹模通槽和内凹模通槽顶起第二次挤压后的镁合金毛坯，再将挡块密封于内凹模通槽上；
S36：再次将第二次挤压后的镁合金毛坯翻转180°后再次套设于内凹模外壁面上；
S37：将第二号L形压环拆卸，更换第三号L形压环，继续沿所述内凹模的外壁面挤压镁合金毛坯下滑变形至第三位置，完成第三次挤压；压力机再次停止向下运动，并开始带动上模板、环形连杆以及第三号L形压环向上运动；
S38：重复S35至S37，并更换不同内径的L形压环，直至镁合金毛坯挤压成型。
4.根据权利要求3所述的镁合金环件挤压成形方法，其特征在于，所述S38步骤后还包括：拆卸L形压环，直接通过环形连杆下压镁合金毛坯沿所述内凹模的外壁面下滑变形至所述型腔的底部，从而形成镁合金环件。
5.根据权利要求3所述的镁合金环件挤压成形方法，其特征在于，所述S32或所述S35步骤中，通过挡块上的沉头螺钉将挡块从内凹模通槽取出具体包括：先转动沉头螺钉，使沉头螺钉外漏出一部分，然后通过沉头螺钉外漏出的一部分将挡块取出；在将挡块密封于内凹模通槽上时，通过转动沉头螺钉，直至沉头螺钉与挡块平齐，并保持整个挡块与内凹模的外壁面平齐。
6.根据权利要求3所述的镁合金环件挤压成形方法，其特征在于，所述L形压环为中空结构，所述L形压环的底部向外折弯形成有L形限位部。
7.根据权利要求6所述的镁合金环件挤压成形方法，其特征在于，所述第一号L形压环、所述第二号L形压环以及所述第三号L形压环的内径依次变大；所述第一号L形压环、所述第二号L形压环以及所述第三号L形压环的外径不变；所述第一号L形压环、所述第二号L形压环以及所述第三号L形压环的外径与所述外凹模的内径相适配，并可在所述型腔内上下滑动。
8.根据权利要求1所述的镁合金环件挤压成形方法，其特征在于，所述内凹模的外壁面沿上之下包括倾斜面、弧形面以及竖直平面；所述倾斜面沿上至下向外倾斜，所述弧形面沿上至下向外凸出，所述竖直平面与所述弧形面的最底端的切线相平齐。
9.根据权利要求1所述的镁合金环件挤压成形方法，其特征在于，所述顶出机构包括顶板、顶块以及顶杆；所述内凹模中心位置沿竖直方向设有通孔，所述内凹模底部设有滑槽，所述顶板沿竖直方向可滑动设置于所述滑槽内；所述顶杆沿竖直方向穿过所述通孔抵接于所述顶板的底部；所述顶块设置于所述顶板的上端面；所述S4步骤中具体包括：所述顶杆沿竖直方向顶动所述顶板在所述滑槽内沿竖直方向运动，所述顶板带动所述顶块在型腔内沿竖直方向运动，从而将型腔底部加工成型的镁合金环件顶起。
10.根据权利要求9所述的镁合金环件挤压成形方法，其特征在于，所述顶出机构包括顶环，所述顶环设置于所述顶块的顶部；所述顶板为十字形顶板，所述滑槽为十字形滑槽；所述十字形顶板可上下滑动设置于所述十字形滑槽内，从而带动所述顶块上下运动。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2019
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