專(zhuān)利名稱(chēng)：?jiǎn)屋侐?qū)動(dòng)等通道角變形加工設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種機(jī)械加工技術(shù)領(lǐng)域的設(shè)備，具體是一種單輥驅(qū)動(dòng)等通道角變形加工設(shè)備。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的深度塑性變形法由于能夠加工具有超細(xì)晶粒尺寸、獨(dú)特缺陷結(jié)構(gòu)、優(yōu)異物理力學(xué)性能的金屬材料，以及能夠生產(chǎn)塊體超細(xì)晶材料而引起人們的極大關(guān)注，近幾年來(lái)發(fā)展迅速。等通道角擠壓法是目前最被看好的深度塑性變形法，也是目前唯一可以生產(chǎn)塊體亞微米、納米結(jié)構(gòu)材料的加工方法。
經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，李黎忱在《機(jī)械工程與自動(dòng)化》2004年第2期發(fā)表的文章《等截面?zhèn)葦D壓技術(shù)及其實(shí)驗(yàn)?zāi)＞咴O(shè)計(jì)》中，介紹了等通道角擠壓法的模具，等通道角擠壓模具是由兩部分組成擠壓桿和擠壓筒。擠壓過(guò)程中，在擠壓桿的擠壓下，試樣向下經(jīng)過(guò)兩個(gè)等截面通道按照一定的角度相互交截而成的交角時(shí)，試樣就會(huì)產(chǎn)生近似于純剪切的變形?？紤]到擠壓桿的失穩(wěn)性，擠壓桿總長(zhǎng)度不應(yīng)過(guò)長(zhǎng)，在該文獻(xiàn)中的擠壓桿的長(zhǎng)度為100mm長(zhǎng)，由于模具結(jié)構(gòu)原因，試樣的長(zhǎng)度是不可能超過(guò)擠壓桿的長(zhǎng)度的，因此擠壓桿的長(zhǎng)度制約了等通道角擠壓法可加工試樣的長(zhǎng)度。在該文獻(xiàn)中，擠壓筒的進(jìn)口、出口通道的橫截面形狀及面積相同，橫截面尺寸為12mm×12mm，因此可加工試樣的橫截面也是固定的。從上面的分析可以發(fā)現(xiàn)，等通道角擠壓法的這種模具設(shè)計(jì)尤其固有的缺點(diǎn)，擠壓桿的長(zhǎng)度制約了可加工試樣的長(zhǎng)度，不能生產(chǎn)長(zhǎng)尺寸試樣，只能生產(chǎn)短棒狀試樣，然而這種短小尺寸材料的可應(yīng)用范圍是很窄的，目前實(shí)際生產(chǎn)中經(jīng)等通道角擠壓的材料只能用來(lái)加工螺栓一類(lèi)的產(chǎn)品，因此這種等通道角擠壓法的模具設(shè)計(jì)限制了該技術(shù)的發(fā)展，束縛了該技術(shù)的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)等通道角擠壓法模具的不足，提出一種單輥驅(qū)動(dòng)等通道角變形加工設(shè)備，使其克服了以往等通道角擠壓法模具只能加工短尺寸材料的缺陷，理論上可以生產(chǎn)無(wú)限長(zhǎng)的材料。此外，本發(fā)明還具有另兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)可以加工板帶狀材料，而不僅僅是棒狀材料；加工材料的厚度可以調(diào)節(jié)。
本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括固定模具、活動(dòng)模具、大輥徑驅(qū)動(dòng)輥、導(dǎo)輥。固定模具和活動(dòng)模具組成了類(lèi)似于普通等通道角擠壓模具的進(jìn)口通道，而活動(dòng)模具和大輥徑驅(qū)動(dòng)輥組成了類(lèi)似于普通等通道角擠壓模具的出口通道。大輥徑驅(qū)動(dòng)輥固定于固定模具和活動(dòng)模具的下方；大輥徑驅(qū)動(dòng)輥的最高點(diǎn)和固定模具的最右端接觸；活動(dòng)模具可相對(duì)于固定模具、大輥徑驅(qū)動(dòng)輥上下左右自由活動(dòng)；導(dǎo)輥固定于進(jìn)口、出口通道的外側(cè)。本發(fā)明用固定模具、活動(dòng)模具、大輥徑驅(qū)動(dòng)輥取代了普通等通道角擠壓法的整體模具，其中大輥徑驅(qū)動(dòng)輥還提供了變形動(dòng)力，因而省去了普通等通道角擠壓模具中的壓頭，并增添了導(dǎo)輥。
固定模具約束被加工材料的寬度和通道的角度?；顒?dòng)模具可以調(diào)節(jié)材料的厚度，同時(shí)把材料壓向大輥徑驅(qū)動(dòng)輥，使驅(qū)動(dòng)輥和材料間產(chǎn)生足夠的摩擦力。大輥徑驅(qū)動(dòng)輥是變形過(guò)程的動(dòng)力源，它通過(guò)本身和材料的摩擦力帶動(dòng)材料運(yùn)動(dòng)，所以驅(qū)動(dòng)輥和材料的摩擦力越大越有益，所以可以通過(guò)一些毛化技術(shù)提高驅(qū)動(dòng)輥的表面摩擦系數(shù)，同時(shí)增大驅(qū)動(dòng)輥和材料下表面的接觸面積，例如提高驅(qū)動(dòng)輥的直徑。為了使材料和驅(qū)動(dòng)輥更好的接觸，活動(dòng)模具可以加工成和大輥徑驅(qū)動(dòng)輥的輥面一樣的弧度。導(dǎo)輥可以把材料導(dǎo)入和導(dǎo)出通道，當(dāng)加工難成形材料時(shí)還可對(duì)材料施加力，使變形順利進(jìn)行，因此導(dǎo)輥的數(shù)目是不定的，可以視情況而定。由于驅(qū)動(dòng)輥是通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)提供變形動(dòng)力的，因此不存在著等通道角擠壓法中擠壓桿的行程問(wèn)題，可以提供無(wú)限連續(xù)的變形力，因此可以加工無(wú)限長(zhǎng)的材料。同時(shí)可以通過(guò)調(diào)節(jié)活動(dòng)模具和驅(qū)動(dòng)輥間的距離來(lái)調(diào)節(jié)加工材料的尺寸，一套模具可以生產(chǎn)不同尺寸的材料。
本發(fā)明采用大輥徑驅(qū)動(dòng)輥代替普通等通道角擠壓法中的壓頭作為變形過(guò)程的動(dòng)力源，通過(guò)大輥徑驅(qū)動(dòng)輥的轉(zhuǎn)動(dòng)可以連續(xù)提供變形力，從而解決了普通等通道角擠壓模具中的壓頭行程過(guò)短的問(wèn)題，使原本只能加工棒狀、短尺寸材料的等通道角擠壓變成了能加工長(zhǎng)尺寸材料的連續(xù)等通道角變形，使等通道角變形具有了工業(yè)化生產(chǎn)的前景，可以連續(xù)加工具有超細(xì)晶、高性能的金屬材料，比如高強(qiáng)度的金屬線材、棒材和板材等。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖具體實(shí)施方式
如圖1所示，本發(fā)明包括固定模具1、活動(dòng)模具2、大輥徑驅(qū)動(dòng)輥3、導(dǎo)輥4，固定模具1和活動(dòng)模具2在同一水平上，兩者組成進(jìn)口通道，活動(dòng)模具2在大輥徑驅(qū)動(dòng)輥3的正上方，兩者組成出口通道，大輥徑驅(qū)動(dòng)輥3固定于固定模具1和活動(dòng)模具2的下面，大輥徑驅(qū)動(dòng)輥3的最高點(diǎn)和固定模具1的最右端接觸，導(dǎo)輥4固定于進(jìn)口、出口通道的外側(cè)。
活動(dòng)模具2設(shè)有和大輥徑驅(qū)動(dòng)輥3輥面一樣的弧度?；顒?dòng)模具2可相對(duì)于固定模具1、大輥徑驅(qū)動(dòng)輥3上下左右自由活動(dòng)；當(dāng)用于加工棒狀材料時(shí)，固定模具1和活動(dòng)模具2接觸的面設(shè)有凹槽，以便使被加工材料通過(guò)，限制被加工材料的尺寸，如果被加工材料的橫截面是正方形，其邊長(zhǎng)一般為1厘米，固定模具1和活動(dòng)模具2也為1厘米。
當(dāng)用于加工板狀材料時(shí)，固定模具1和活動(dòng)模具2接觸的面是平面，固定模具1和活動(dòng)模具2也為1厘米。
活動(dòng)模具2正對(duì)固定模具1、大輥徑驅(qū)動(dòng)輥3的面都比較光滑，減少和材料的摩擦阻力，其中正對(duì)于固定模具1的面和固定模具1對(duì)應(yīng)的面平行。
大輥徑驅(qū)動(dòng)輥3的輥徑較大，一般達(dá)到1米以上。
導(dǎo)輥4的數(shù)量不限，一般前、后導(dǎo)輥至少各有一對(duì)，其輥徑大小不限，其輥縫大小等于或略小于1厘米。
權(quán)利要求
1.一種單輥驅(qū)動(dòng)等通道角變形加工設(shè)備，包括固定模具(1)、活動(dòng)模具(2)，其特征在于還包括大輥徑驅(qū)動(dòng)輥(3)、導(dǎo)輥(4)，固定模具(1)和活動(dòng)模具(2)在同一水平上，兩者組成進(jìn)口通道，活動(dòng)模具(2)在大輥徑驅(qū)動(dòng)輥(3)的正上方，兩者組成出口通道，大輥徑驅(qū)動(dòng)輥(3)固定于固定模具(1)和活動(dòng)模具(2)的下面，大輥徑驅(qū)動(dòng)輥(3)的最高點(diǎn)和固定模具(1)的最右端接觸，導(dǎo)輥(4)固定于進(jìn)口、出口通道的外側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單輥驅(qū)動(dòng)等通道角變形加工設(shè)備，其特征是，所述的活動(dòng)模具(2)，設(shè)有和大輥徑驅(qū)動(dòng)輥(3)輥面一樣的弧度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單輥驅(qū)動(dòng)等通道角變形加工設(shè)備，其特征是，當(dāng)用于加工棒狀材料時(shí)，固定模具(1)和活動(dòng)模具(2)接觸的面設(shè)有凹槽；當(dāng)用于加工板狀材料時(shí)，固定模具(1)和活動(dòng)模具(2)接觸的面是平面。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的單輥驅(qū)動(dòng)等通道角變形加工設(shè)備，其特征是，當(dāng)被加工材料的橫截面是正方形時(shí)，其邊長(zhǎng)為1厘米，固定模具(1)和活動(dòng)模具(2)邊長(zhǎng)也為1厘米。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或者2或者3或者4所述的單輥驅(qū)動(dòng)等通道角變形加工設(shè)備，其特征是，所述的活動(dòng)模具(2)，其正對(duì)固定模具(1)、大輥徑驅(qū)動(dòng)輥(3)的面都為光滑面，其中正對(duì)于固定模具(1)的面和固定模具(1)對(duì)應(yīng)的面平行。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單輥驅(qū)動(dòng)等通道角變形加工設(shè)備，其特征是，所述的大輥徑驅(qū)動(dòng)輥(3)，其輥徑為1米以上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單輥驅(qū)動(dòng)等通道角變形加工設(shè)備，其特征是，所述的導(dǎo)輥(4)，前、后導(dǎo)輥至少各有一對(duì)，其輥縫等于或小于1厘米。
全文摘要
一種單輥驅(qū)動(dòng)等通道角變形加工設(shè)備，用于材料加工領(lǐng)域。本發(fā)明包括固定模具、活動(dòng)模具、大輥徑驅(qū)動(dòng)輥、導(dǎo)輥。固定模具和活動(dòng)模具在同一水平上，兩者組成進(jìn)口通道，活動(dòng)模具在大輥徑驅(qū)動(dòng)輥的正上方，兩者組成出口通道，大輥徑驅(qū)動(dòng)輥固定于固定模具和活動(dòng)模具的下面；大輥徑驅(qū)動(dòng)輥的最高點(diǎn)和固定模具的最右端接觸；導(dǎo)輥固定于進(jìn)口、出口通道的外側(cè)。本發(fā)明克服了以往等通道角擠壓法模具只能加工短尺寸材料的缺陷，理論上可以生產(chǎn)無(wú)限長(zhǎng)的材料。此外，本發(fā)明還具有另兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)可以加工板帶狀材料，而不僅僅是棒狀材料；加工材料的厚度可以調(diào)節(jié)。
文檔編號(hào)B21C23/02GK1712149SQ20051002772
公開(kāi)日2005年12月28日 申請(qǐng)日期2005年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月14日
發(fā)明者陳彬, 林棟樑, 曾小勤, 丁文江, 盧晨 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)