CN115228959B - 一种大尺寸构件整体挤压成形设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大尺寸构件整体挤压成形设备，属于金属材料成形技术领域，包括机身，机身固定设置多个旋转轮和多个压轮，多个旋转轮围成圆形设置，旋转轮和压轮成对设置，旋转轮和压轮之间供坯料入料；所述机身内设置多个料流通道，多个料流通道在垂直于挤压方向的平面上呈环形分布或呈直线形布设；其中，环形分布时料流通道数量N_c大于等于C/(12D)，直线形分布时料流通道数量N_c大于等于W/(15D)，D为坯料直径，C为空心构件的横截面外围周长，W为壁板的宽幅尺寸。该设备可解决现有技术无法整体成形大尺寸空心构件/超大幅宽壁板以及材料利用率低的问题。

Description

一种大尺寸构件整体挤压成形设备

技术领域

本发明属于金属材料成形技术领域，具体涉及一种大尺寸构件整体挤压成形设备。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

高强度铝合金、镁合金及钛合金材料的大尺寸筒形、框型、多边形及异形空心构件是制造客机、战斗机、运载火箭、高速列车等的关键零部件。采用分段成形后焊接、机械加工等传统方式制造该类大尺寸空心构件时存在焊接缺陷难以控制、材料纤维连续性遭到破坏、加工周期长、材料浪费严重等各种弊端。分流挤压、反挤压以及连续挤压等传统挤压成形方法可制造空心构件，但受设备吨位限制，无法实现大尺寸(外接圆1.5m以上)空心构件的整体成形。目前世界上挤压力为150MN(1.5万吨)的超大型挤压机也仅能生产直径小于750mm的筒形构件，要实现外接圆1.5m以上空心构件的整体成形必须制造具有更大挤压力的挤压机。然而，大型挤压机的制作难度极大、成本极高，目前世界范围内挤压力达200MN以上的挤压机屈指可数，这严重制约了航空、航天、军用装备等高端制造产业的发展。

宽幅壁板(宽度超过1000mm)是飞机机身、运载火箭舱段、舰船甲板以及高速列车车体的关键承力构件。目前制造宽幅壁板的常用方法主要包括薄板筋条铆接成形、厚板铣削加工以及挤压成形。薄板筋条铆接成形存在铆钉数量极多、工序周期长、质量稳定性差、设计和管理成本高等显著问题。厚板铣削加工存在机械加工量大、材料浪费高达70％、破坏金属流线以及制造成本高等缺点。挤压成形对挤压机吨位提出了严苛要求，例如，采用挤压成形制造幅宽800mm的壁板需要125MN(1.25万吨)大型挤压机，制造幅宽1000mm壁板需要225MN(2.25万吨)超大型挤压机。由于大型挤压机的制作难度极大、成本极高，目前世界范围内挤压力200MN以上的挤压机屈指可数，国内尚未有能够挤压幅宽1300mm壁板的超大型挤压机。在航空、航天、舰船、高速列车等领域，常常需要幅宽达几米甚至十几米的超大幅宽壁板，目前只能通过多个壁板拼接组合而成，无法实现整体成形。

因此，大尺寸空心构件和宽幅壁板通过现有的挤压成型设备无法进行整体成形，且材料利用率低。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种大尺寸构件整体挤压成形设备，该设备可解决现有技术无法整体成形大尺寸空心构件/超大幅宽壁板以及材料利用率低的问题。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明提供了一种大尺寸空心构件整体挤压成形设备，包括机身，机身固定设置多个旋转轮和多个压轮，多个旋转轮围成圆形设置，旋转轮和压轮成对设置，旋转轮和压轮之间供坯料入料；所述机身内设置多个料流通道，多个料流通道在垂直于挤压方向的平面上呈环形分布；

其中，料流通道数量N_c大于等于C/(12D)，D为坯料直径，C为空心构件的横截面外围周长。

作为进一步的技术方案，所述料流通道包括相连通的入料通道和出料通道，入料通道和出料通道的轴线角度为θ，θ的范围在0°到90°之间。

作为进一步的技术方案，所述旋转轮中部开设凹槽，旋转轮凹槽与机身之间形成弧形通道，入料通道和旋转轮的凹槽连通。

作为进一步的技术方案，所述机身对应于旋转轮凹槽处设置挡料块以阻挡旋转轮凹槽内的坯料使其进入入料通道。

作为进一步的技术方案，所述机身内设置挤压模具，挤压模具包括与料流通道连通的引流通道，引流通道和融合腔贯通，融合腔中部设置芯轴，融合腔呈环形，融合腔与出料口连通；旋转轮和压轮的对数N_r、料流通道的数量N_c、同时使用的坯料数量N_b满足以下关系：N_r＝N_b＝N_c≥3。

第二方面，本发明还提供了一种超大幅宽壁板整体挤压成形设备，包括机身，机身固定设置多个旋转轮和多个压轮，多个旋转轮呈直线并列设置，旋转轮和压轮成对设置，旋转轮和压轮之间供坯料入料；所述机身内设置多个料流通道，多个料流通道在垂直于挤压方向的平面上呈直线形布设；

其中，料流通道数量N_c大于等于W/(15D)，D为坯料直径，W为壁板的宽幅尺寸。

作为进一步的技术方案，所述料流通道包括相连通的入料通道和出料通道，入料通道和出料通道的轴线角度为θ，θ的范围在0°到90°之间。

作为进一步的技术方案，所述旋转轮中部开设凹槽，旋转轮凹槽与机身之间形成弧形通道，入料通道和旋转轮的凹槽连通。

作为进一步的技术方案，所述机身对应于旋转轮凹槽处设置挡料块以阻挡旋转轮凹槽内的坯料使其进入入料通道。

作为进一步的技术方案，所述机身内设置挤压模具，挤压模具包括与料流通道连通的融合腔，融合腔呈直线形，融合腔与出料口连通；旋转轮和压轮的对数N_r、料流通道的数量N_c、同时使用的坯料数量N_b满足以下关系：N_r＝N_b＝N_c≥3。

上述本发明的有益效果如下：

本发明的大尺寸空心构件整体挤压成形设备，在机身中采用多个呈环形分布的料流通道，且料流通道数目大于等于C/(12D)，采用旋转轮的旋转运动实现坯料输送和挤压，可以达到以下效果：一是坯料从环形分布的料流通道流入到挤压模具后，既能有效地沿着模具芯轴的周向扩展，又能使得坯料与坯料在融合室内有效地融合；二是旋转轮所需要的驱动力相比于传统分流挤压和反挤压所需要的挤压力大幅度减小，通过各个驱动轮分别挤压各自对应的坯料，实现了小吨位设备制造大型构件的“以小制大”效果；三是料流通道(或坯料)数目越多、直径越大，挤压所获得的空心构件的尺寸就越大，本发明中提升旋转轮的驱动力、增加机身的料流通道的直径和料流通道的数目均易于实现，特别适用于直径几米甚至十几米大尺寸空心构件的整体制造，而现有的连续挤压工艺仅能制造尺寸小于1m的空心构件。

本发明的超大幅宽壁板整体挤压成形的设备中，在机身中采用数目大于等于3的呈直线分布的料流通道，限定料流通道数目大于等于W/(15D)，且采用旋转轮的旋转运动实现坯料输送和挤压，可以达到以下效果：一是坯料从呈直线分布的料流通道流入到挤压模具后，既能有效地沿着型材的宽度方向扩展，又能使得坯料与坯料在融合室内有效地融合；二是旋转轮所需要的驱动力相比于传统分流挤压和反挤压所需要的挤压力大幅度减小，通过各个驱动轮分别挤压各自对应的坯料，实现了小吨位设备制造大型构件的“以小制大”效果；三是料流通道(或坯料)数目越多、直径越大，挤压所获得的壁板的宽度就越大，本发明中提升旋转轮的驱动力、增加机身上料流通道的直径和料流通道的数目均易于实现，特别适用于幅宽达几米甚至十几米的超大幅宽壁板的整体制造，而现在最先进的“挤压+展平”的成形方法也仅能制造尺寸小于2.5m的宽幅壁板。

本发明的整体挤压成形设备中，在机身的每个料流通道由入料通道和出料通道组成，且二者的轴线的角度在0°到90°之间，这种特殊的结构设计主要有两个方面的优点：一是使得与每个入料通道配合的旋转轮和压轮有足够的装配空间，多个旋转轮在空间上不相互干涉，可提高坯料数目的上限值；二是可根据实际需求调整入料通道和出料通道二者之间的角度，当角度趋于或等于0°时，旋转轮所需的驱动力最小，有利于减少动力消耗，充分发挥设备的制造潜能；当角度趋于或等于90°时，坯料在料流通道中的剪切作用最为强烈，有利于促进挤出构件的晶粒细化和力学性能增强，满足特殊构件对高强度、高硬度的要求。

本发明的整体挤压成形设备中，坯料呈丝状或杆状，长度可达几十米甚至几百米，通过多个旋转轮的同时旋转，使得各个坯料分别进入机身上对应的料流通道中。相比于传统的多坯料半连续挤压，这种特殊的送料挤压方式，既没有压余，也不存在横向焊缝，材料成形率可达95％，解决了传统的多坯料半连续挤压工艺中材料成形率不达65％的问题。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明实施例1空心构件整体挤压成形设备的轴测图；

图2是本发明实施例1空心构件整体挤压成形设备的正视图；

图3是图2中的A-A剖面图；

图4是本发明实施例1出料通道和挤出构件的位置关系图；

图5是本发明实施例1可制造的典型空心构件示意图；

图6是本发明实施例2超大幅宽壁板整体挤压成形设备的轴测图；

图7是本发明实施例2超大幅宽壁板整体挤压成形设备的正视图；

图8是本发明图7中的A-A剖面图；

图9是本发明图7中的B-B剖面图；

图10是本发明实施例2可制造的典型宽幅壁板示意图；

图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用；

其中，1、机身，1-001、第一挡料块，1-002、第一入料通道，1-003、第一出料通道，1-006、第二出料通道，1-009、第三出料通道，1-010、第四挡料块，1-011、第四入料通道，1-012、第四出料通道，1-015第五出料通道，1-018第六出料通道；

2-001、第一旋转轮，2-002、第二旋转轮，2-003、第三旋转轮，2-004、第四旋转轮，2-005、第五旋转轮，2-006、第六旋转轮；

3-001、第一压轮，3-002、第二压轮，3-003、第三压轮，3-004、第四压轮，3-005、第五压轮，3-006、第六压轮；

4-001、第一坯料，4-002、第二坯料，4-003、第三坯料，4-004、第四坯料，4-005、第五坯料，4-006、第六坯料；

5、挤压模具，5-001、第一引流通道，5-004、第四引流通道，5-007、融合腔，5-008、芯轴；

6、空心构件，6-001、矩形空心构件，6-002、多边形空心构件，6-003、异形空心构件，6-004、框型多腔体构件；

7、宽幅壁板，7-001、微弯曲宽幅壁板，7-002、多腔体宽幅壁板。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

实施例1

本发明的一种典型的实施方式中，如图1-图4所示，提出一种大尺寸空心构件整体挤压成形设备，包括机身1、挤压机构和挤压模具。

其中，挤压机构包括配合设置的多个旋转轮、多个压轮，多个旋转轮均固定于机身1，多个旋转轮围成圆形设置，多个旋转轮和多个压轮一一相对设置，也即旋转轮和压轮成对使用，旋转轮和压轮之间供坯料进入进行挤压。

旋转轮中部开设凹槽，旋转轮凹槽与机身之间形成弧形通道；旋转轮提供输送和挤压坯料的动力，通过自身的旋转运动将坯料输送入机身的料流通道；旋转轮和压轮之间为坯料的进料处，压轮用于将坯料压入旋转轮的凹槽内。

机身主要用于接收和输送材料、固定和支撑挤压模具。机身1设置挡料块、料流通道、出料口等结构。挡料块和料流通道配合使用。料流通道由入料通道和出料通道两个通道组成，二者的轴线角度为θ，θ的范围在0°到90°之间。

料流通道设置于机身内部，入料通道设置多个，每一入料通道和旋转轮的凹槽连通，也即入料通道的数量与旋转轮的数量相同；

挡料块设置于旋转轮处，且挡料块和旋转轮的凹槽卡接配合，具体可将挡料块设置于旋转轮凹槽和入料通道连通处，挡料块可对旋转轮凹槽内的坯料进行限位，在坯料送至入料通道连通口处，阻挡坯料继续随旋转轮转动，将坯料引导进入入料通道。

多个出料通道在垂直于挤压方向的平面上呈环形分布，通过本实施例的成形设备，坯料通过多入流通道入料，而后由挤压模具处同一引流通道、融合腔挤出成型为空心构件。

挤压模具主要包括引流通道、芯轴、融合腔。挤压模具的引流通道与机身的出料通道贯通，融合腔与模具的引流通道贯通，芯轴位于融合腔的中心区域，融合腔与出料口连通，由芯轴的设置，使得引流通道和融合腔形成环形，进而在坯料经过引流通道、融合腔，由出料口输出时成型为空心构件。

挤压模具的芯轴外表面可设置为不同形状，进而挤压成形所获得的零部件可为大尺寸筒形、框型、多边形或异形空心构件。

旋转轮和压轮的数量均大于等于3，也即旋转轮和压轮的对数N_r大于等于3。料流通道的数目Nc与旋转轮的数目相同，即N_c＝C_r，料流通道的数目Nc大于等于3。

在本实施例中，设置六个旋转轮和六个压轮，以下结合六个旋转轮、压轮的具体设置进行说明。

六个旋转轮分别为：第一旋转轮2-001、第二旋转轮2-002、第三旋转轮2-003、第四旋转轮2-004、第五旋转轮2-005、第六旋转轮2-006；六个压轮分别为：第一压轮3-001、第二压轮3-002、第三压轮3-003、第四压轮3-004、第五压轮3-005、第六压轮3-006。

第一旋转轮2-001与第一压轮3-001配合，用于驱动和挤压第一坯料4-001；第二旋转轮2-002与第二压轮3-002配合，用于驱动和挤压第二坯料4-002；第三旋转轮2-003与第三压轮3-003配合，用于驱动和挤压第三坯料4-003；第四旋转轮2-004与第四压轮3-004配合，用于驱动和挤压第四坯料4-004；第五旋转轮2-005与第五压轮3-005配合，用于驱动和挤压第五坯料4-005；第六旋转轮2-006与第六压轮3-006配合，用于驱动和挤压第六坯料4-006。

机身1外形设置为正六边形，每一边设置一个旋转轮，多个旋转轮围成圆形；机身设置六个挡料块、六个入料通道、六个出料通道，入料通道和出料通道组成料流通道，图3中示出了上、下对称的第一挡料块1-001、第一入料通道1-002、第一出料通道1-003和第四挡料块1-010、第四入料通道1-011、第四出料通道1-012。每个入料通道和与之相贯通的出料通道的轴线之间的角度为θ，θ的范围在0°到90°之间，例如第一入料通道1-002与第一出料通道1-003轴线之间的角度为θ，θ的范围在0°到90°之间。

第一挡料块1-001用于阻挡第一坯料4-001使其进入第一入料通道，第一入料通道1-002用于接收第一坯料4-001，第一出料通道1-003用于输运出第一坯料4-001，第一入料通道1-002和第一出料通道1-003贯通；第四挡块1-010用于阻挡第四坯料4-004使其进入第四入料通道，第四入料通道1-011用于接收第四坯料4-004，第四出料通道1-012用于输运出第一坯料4-004，第四入料通道1-011与第四出料通道1-012贯通。相对应的，机身还设置第二挡料块、第二入料通道、第二出料通道、第三挡料块、第三入料通道、第三出料通道、第五挡料块、第五入料通道、第五出料通道、第六挡料块、第六入料通道、第六出料通道；第二挡料块用于阻挡第二坯料4-002使其进入第二入料通道，第二入料通道用于接收第二坯料4-002，第二出料通道1-006用于输运出第二坯料4-002，第二入料通道和第二出料通道贯通；第三挡料块用于阻挡第三坯料4-003使其进入第三入料通道，第三入料通道用于接收第三坯料4-003，第三出料通道1-009用于输运出第三坯料4-003，第三入料通道和第三出料通道贯通；第五挡料块用于阻挡第五坯料4-005使其进入第五入料通道，第五入料通道用于接收第五坯料4-005，第五出料通道1-015用于输运出第五坯料4-005，第五入料通道和第五出料通道贯通；第六挡料块用于阻挡第六坯料4-006使其进入第六入料通道，第六入料通道用于接收第六坯料4-006，第六出料通道1-018用于输运出第六坯料4-006，第六入料通道和第六出料通道贯通。

第一出料通道1-003、第二出料通道1-006、第三出料通道1-009、第四出料通道1-012、第五出料通道1-015、第六出料通道1-018呈环形分布，相互之间的周向角度为60°。

与第一出料通道1-003、第二出料通道1-006、第三出料通道1-009、第四出料通道1-012、第五出料通道1-015、第六出料通道1-018分别配套的第一旋转轮2-001、第二旋转轮2-002、第三旋转轮2-003、第四旋转轮2-004、第五旋转轮2-005、第六旋转轮2-006呈环形分布，第一压轮3-001、第二压轮3-002、第三压轮3-003、第四压轮3-004、第五压轮3-005、第六压轮3-006也呈环形分布，相互之间的周向角度为60°。

本实施例中，所有坯料呈丝状或杆状，长度可达几十米或几百米。旋转轮和压轮的对数N_r、料流通道的数目N_c、一台设备同时使用的坯料数量N_b均为6个，但本发明中N_r、N_c、N_b不限定为6，其数量由以下公式计算确定：

N_r＝N_b＝N_c≥C/(12D)

其中，D为坯料的直径，C为构件的横断面外围周长。

采用如上所述的挤压成形设备进行大尺寸空心构件挤压成形的方法，包括以下步骤：

将各个坯料分别放入各旋转轮的凹槽中：第一坯料4-001放入第一旋转轮2-001的凹槽中，第二坯料4-002放入第二旋转轮2-002的凹槽中，第三坯料4-003放入第三旋转轮2-003的凹槽中，第三四坯料4-004放入第四旋转轮2-004的凹槽中，第五坯料4-005放入第五旋转轮2-005的凹槽中，第六坯料4-006放入第六旋转轮2-006的凹槽中；

各个压轮对相应的坯料分别施压压力：第一压轮3-001对第一坯料4-001施加压力，第二压轮3-002对第二坯料4-002施加压力，第三压轮3-003对第三坯料4-003施加压力，第四压轮3-004对第四坯料4-004施加压力，第五压轮3-005对第五坯料4-005施加压力，第六压轮3-006对第六坯料4-006施加压力，以防止坯料从旋转轮的凹槽中脱落；

各个旋转轮同时旋转，使得各个坯料逐渐进入与之匹配的旋转轮凹槽与机身之间的弧形通道；坯料运动至机身的挡料块时，被挡块阻挡，从而进入对应的料流通道，例如，第一旋转轮2-001旋转，使得第一坯料4-001逐渐进入旋转轮凹槽与机身之间的弧形通道，第一坯料4-001运动至机身1的第一挡料块1-001时，被第一挡料块阻挡，从而进入机身上对应的第一入料通道1-002和第一出料通道1-003；

机身1中的各个出料通道内的坯料进入挤压模具5，并在挤压模具的融合腔5-007内融合，例如机身1中的第一出料通道1-003内的第一坯料4-001进入挤压模具5，并在模具的融合腔5-007内融合，第四出料通道1-012内的第四坯料4-004进入挤压模具5，并在模具的融合腔5-007内融合；

融合后的坯料从模具芯轴5-008的前端出料口流出，从而获得空心构件6。

此实施例中，设备的主要参数已经确定，即旋转轮和压轮的对数N_r、料流通道的数目N_c、坯料数量N_b已经被设计为6个，省去了选择设备型号的过程。在实际生产中，需要根据产品的尺寸选择与之最匹配的设备型号进行生产，因此，在挤压成形之前，还包括以下步骤：

根据空心构件的横截面形状计算外围周长C；

选定坯料直径D；

计算料流通道的数目Nc，Nc≥C/(12D)；

根据料流通道的数目Nc选择相应设备。

举例说明，如果空心构件的横截面外围周长C为2m，坯料直径D为25mm，那么料流通道的数目Nc需大于等于2000/(12×25)＝6.7，因此，可以选择料流通道的数目Nc大于等于7的设备进行挤压生产。

采用本发明的设备和成形方法，可以制造图4所示的筒形、图5中所示矩形空心构件6-001、多边形空心构件6-002、异形空心构件6-003以及框型多腔体构件6-004等，构件外接圆半径可大于1.5m。

实施例2

本实施例公开了一种超大幅宽壁板整体挤压成形设备，包括机身1、挤压机构和挤压模具。

其挤压机构的设置形式与实施例1相同，也设置多个旋转轮和多个压轮，但在本实施例中，多个旋转轮呈直线并列设置，旋转轮和压轮仍为成对使用。

本实施例中，出料通道在垂直于挤压方向的平面上呈直线分布，坯料在由挤压模具输出时形成壁板构件。

本实施例中，机身中设置的料流通道呈直线形布设，挤压模具中的融合腔也呈直线形布设。料流通道由入料通道和出料通道连通而成，融合腔与机身的出料通道贯通。

上述设备所使用的坯料呈丝状或杆状，长度可达几十米甚至几百米，坯料的直径为D，一台设备上同时使用的坯料的数量为N_b；挤压成形所获得的零部件为超幅宽实心或空心壁板，壁板的幅宽为W。旋转轮和压轮的对数N_r、料流通道的数目N_c、坯料数量N_b与挤出的壁板的幅宽W需满足如下关系：

N_r＝N_b＝N_c≥W/(15D)。

本实施例中，其他结构的设置与实施例1相同。

在本实施例中，设置五个旋转轮和五个压轮，以下结合五个旋转轮、压轮的具体设置进行说明。

五个旋转轮分别为：第一旋转轮2-001、第二旋转轮2-002、第三旋转轮2-003、第四旋转轮2-004、第五旋转轮2-005；五个压轮分别为：第一压轮3-001、第二压轮3-002、第三压轮3-003、第四压轮3-004、第五压轮3-005。

第一旋转轮2-001与第一压轮3-001配合，用于驱动和挤压第一坯料4-001；第二旋转轮2-002与第二压轮3-002配合，用于驱动和挤压第二坯料4-002；第三旋转轮2-003与第三压轮3-003配合，用于驱动和挤压第三坯料4-003；第四旋转轮2-004与第四压轮3-004配合，用于驱动和挤压第四坯料4-004；第五旋转轮2-005与第五压轮3-005配合，用于驱动和挤压第五坯料4-005；所有坯料呈丝状或杆状，长度可达几十米或几百米。

机身1外形设置为长方体，并排设置五个旋转块；机身设置五个挡料块、五个入料通道、五个出料通道，入料通道和出料通道组成料流通道，图8中显示了图7中A-A剖面上的第一挡料块1-001、第一入料通道1-002、第一出料通道1-003。每个入料通道和与之相贯通的出料通道的轴线之间的角度为θ，θ的范围在0°到90°之间，例如第一入料通道1-002与第一出料通道1-003轴线之间的角度为θ，θ的范围在0°到90°之间。第一挡料块1-001用于阻挡第一坯料4-001使其进入第一入料通道，第一入料通道1-002用于接收第一坯料4-001，第一出料通道1-003用于输运出第一坯料4-001，第一入料通道1-002和第一出料通道1-003贯通。第一出料通道1-003、第二出料通道1-006、第三出料通道1-009、第四出料通道1-012、第五出料通道1-015呈直线分布，如图7所示。

与第一出料通道1-003、第二出料通道1-006、第三出料通道1-009、第四出料通道1-012、第五出料通道1-015分别配套的第一旋转轮2-001、第二旋转轮2-002、第三旋转轮2-003、第四旋转轮2-004、第五旋转轮2-005呈直线分布；第一压轮3-001、第二压轮3-002、第三压轮3-003、第四压轮3-004、第五压轮3-005也呈直线分布。

此实施例中，旋转轮和压轮的对数N_r、料流通道的数目N_c、坯料数量N_b均为5个，但本发明中N_r、N_c、N_b不限定为5，其数量由以下公式计算确定：

N_r＝N_b＝N_c≥W/(15D)；

其中，D为坯料的直径，W为壁板的宽度。

采用如上所述挤压成形设备进行宽壁板挤压成形的方法，包括以下步骤：

将各个坯料分别放入旋转轮的凹槽中：第一坯料4-001放入第一旋转轮2-001的凹槽中，第二坯料4-002放入第二旋转轮2-002的凹槽中，第三坯料4-003放入第一旋转轮2-003的凹槽中，第三四坯料4-001放入第四旋转轮2-004的凹槽中，第五坯料4-005放入第五旋转轮2-005的凹槽中；

各个压轮对相应的坯料分别施压压力：第一压轮3-001对第一坯料4-001施加压力，第二压轮3-002对第二坯料4-002施加压力，第三压轮3-003对第三坯料4-003施加压力，第四压轮3-004对第四坯料4-004施加压力，第五压轮3-005对第五坯料4-005施加压力，以防止坯料从旋转轮的凹槽中脱落；

各个旋转轮同时旋转，使得各个坯料逐渐进入与之匹配的旋转轮凹槽与机身之间的弧形通道；坯料运动至机身的挡料块时，被挡料块阻挡，从而进入机身上对应的料流通道，例如，第一旋转轮2-001旋转，使得第一坯料4-001逐渐进入旋转轮凹槽与机身之间的弧形通道；

机身1中的各个出料通道内的坯料进入挤压模具5，并在挤压模具的融合腔5-007内融合，例如机身1中的第一出料通道1-003内的第一坯料4-001进入挤压模具5，并在挤压模具的融合腔5-007内融合；

融合后的坯料从模具出料口流出，从而获得宽幅壁板7。

此实施例中，设备的主要参数已经确定，即旋转轮和压轮的对数N_r、料流通道的数目N_c、坯料数量N_b已经被设计为5个，省去了选择设备型号的过程。在实际生产中，需要根据产品的尺寸选择与之最匹配的设备型号进行生产，因此，在挤压成形之前，还包括以下步骤：

确定壁板的宽度W；

选定坯料直径D；

计算料流通道的数目Nc，Nc≥W/(15D)；

根据料流通道的数目Nc选择相应设备。

举例说明，如果壁板的幅宽为3m，坯料直径D为20mm，那么料流通道的数目Nc需大于等于3000/(15×20)＝10，因此，可以选择料流通道的数目Nc大于等于10的设备进行挤压生产。

采用本发明的设备和成形方法，可以制造图7中所示的壁板、图10中微弯曲宽幅壁板7-001、多腔体宽幅壁板7-002等，壁板幅宽可大于3m。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种大尺寸空心构件整体挤压成形设备，其特征是，包括机身，机身固定设置多个旋转轮和多个压轮，多个旋转轮围成圆形设置，旋转轮和压轮成对设置，旋转轮和压轮之间供坯料入料；所述机身内设置多个料流通道，多个料流通道在垂直于挤压方向的平面上呈环形分布；

其中，料流通道数量N_c大于等于C/(12D)，D为坯料直径，C为空心构件的横截面外围周长；

旋转轮和压轮的对数N_r、料流通道的数量N_c、同时使用的坯料数量N_b满足以下关系：N_r＝N_b＝N_c≥3；

所述料流通道包括相连通的入料通道和出料通道，入料通道和出料通道的轴线角度为θ，θ的范围在0°到90°之间。

2.如权利要求1所述的大尺寸空心构件整体挤压成形设备，其特征是，所述旋转轮中部开设凹槽，旋转轮凹槽与机身之间形成弧形通道，入料通道和旋转轮的凹槽连通。

3.如权利要求2所述的大尺寸空心构件整体挤压成形设备，其特征是，所述机身对应于旋转轮凹槽处设置挡料块以阻挡旋转轮凹槽内的坯料使其进入入料通道。

4.如权利要求1所述的大尺寸空心构件整体挤压成形设备，其特征是，所述机身内设置挤压模具，挤压模具包括与料流通道连通的引流通道，引流通道和融合腔贯通，融合腔中部设置芯轴，融合腔呈环形，融合腔与出料口连通。

5.一种超大幅宽壁板整体挤压成形设备，其特征是，包括机身，机身固定设置多个旋转轮和多个压轮，多个旋转轮呈直线并列设置，旋转轮和压轮成对设置，旋转轮和压轮之间供坯料入料；所述机身内设置多个料流通道，多个料流通道在垂直于挤压方向的平面上呈直线形布设；

其中，料流通道数量N_c大于等于W/(15D)，D为坯料直径，W为壁板的宽幅尺寸；

旋转轮和压轮的对数N_r、料流通道的数量N_c、同时使用的坯料数量N_b满足以下关系：N_r＝N_b＝N_c≥3；

所述料流通道包括相连通的入料通道和出料通道，入料通道和出料通道的轴线角度为θ，θ的范围在0°到90°之间。

6.如权利要求5所述的超大幅宽壁板整体挤压成形设备，其特征是，所述旋转轮中部开设凹槽，旋转轮凹槽与机身之间形成弧形通道，入料通道和旋转轮的凹槽连通。

7.如权利要求6所述的超大幅宽壁板整体挤压成形设备，其特征是，所述机身对应于旋转轮凹槽处设置挡料块以阻挡旋转轮凹槽内的坯料使其进入入料通道。

8.如权利要求5所述的超大幅宽壁板整体挤压成形设备，其特征是，所述机身内设置挤压模具，挤压模具包括与料流通道连通的融合腔，融合腔呈直线形，融合腔与出料口连通。

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