一種低塑性難變形材料管材旋壓成形模具的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種低塑性難變形材料管材旋壓成形模具，主要針對鋁基復合材料、鎂合金以及鎂、鈦/鋁層狀復合材料等低塑性難變形材料管材的旋壓成形，屬于難變形材料加工成形技術領域。
【背景技術】
[0002]鋁基復合材料、鎂合金以及鎂、鈦/鋁層狀復合材料等低塑性難變形材料具有輕質(zhì)、高比剛度、高比強度等優(yōu)異性能，其管材在航空航天、飛行器、潛艇、交通運輸及先進武器系統(tǒng)等領域高性能化、輕量化方面具有良好的應用前景。管材強力旋壓(強旋)具有靈活、省料、能成形大徑厚比管材等優(yōu)勢，是加工高精度、高性能大直徑管材的有效方法。強旋是一個多因素耦合下的復雜成形過程，局部加載引起材料非均勻變形，對材料的可加工性要求高。但鋁基復合材料等低塑性難變形材料的塑性和韌性較低，其可加工性差，室溫難以旋壓成形，一般需要熱旋壓成形，傳統(tǒng)的熱旋壓，主要采用乙炔火焰加熱，火焰直接加熱的管坯外表面與芯模接觸內(nèi)表面的溫差較大，管坯在厚度方向受熱非常不均勻，導致旋壓過程中不均勻變形程度顯著增大，非常復雜的非均勻變形，顯著降低材料的成形能力，低塑性難變形材料旋壓時極易開裂，導致旋壓失敗，低塑性難變形材料管材的旋壓成形相當困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服鋁基復合材料、鎂合金以及鎂、鈦/鋁層狀復合材料等低塑性難變形材料旋壓溫度不均勻，解決低塑性難變形材料旋壓成形難題，本實用新型提出了一種低塑性難變形材料管材旋壓成形模具，采用本實用新型旋壓成形模具，管坯受熱均勻，降低了材料變形的不均勻性，提高了低塑性難變形材料的旋壓成形能力，保證了旋壓順利進行，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和成材率。
[0004]本實用新型的技術方案如下:
[0005]一種低塑性難變形材料管材旋壓成形模具，主要包括模芯、卸料盤、齒盤、加熱體、軸承、連接軸、尾頂桿和尾頂壓環(huán)等；所述的模芯為空心芯模，所述的齒盤連接在模芯尾部，所述的卸料盤連接在旋壓機的卸料器上，所述的連接軸安裝于模芯頭部的空心內(nèi)，所述的連接軸通過軸承與模芯連接，所述的連接軸與尾頂桿之間采用移動滑塊方式連接，所述的尾頂壓環(huán)通過軸承與尾頂桿連接，所述的尾頂壓環(huán)通過導向角與模芯的帶導向角的圓形凹槽對正定位，所述的加熱體為多根電加熱管，固定安裝在連接軸的通孔內(nèi)。
[0006]所述的模芯與齒盤之間采用圓柱銷連接，所述的模芯與軸承、連接軸與軸承之間采用鍵連接。
[0007]所述的連接軸上設置有通孔、環(huán)形引線槽和引線槽，多根電加熱管插入通孔后通過螺栓固定在連接軸上；電加熱管的引線通過環(huán)形引線槽和引線槽引出，引線與電源連接。
[0008]所述的連接軸上還設置有方形凹槽，所述的尾頂桿的前端為方形，尾頂桿前端插入方形凹槽內(nèi)以移動滑塊方式連接。當模芯轉動時，軸承的外圈同模芯一起轉動，而連接軸及軸承的內(nèi)圈不能發(fā)生轉動。
[0009]所述的模具還包含絕熱墊，所述的絕熱墊一個安裝在連接軸沒有電加熱管引線的一端，另一個通過螺栓固定在模芯尾部的凸臺上。所述的絕熱墊材料為陶瓷纖維。
[0010]所述的模具還設置壓蓋，所述的壓蓋通過固定螺栓安裝在模芯頭部。
[0011]所述的尾頂壓環(huán)焊接到軸承的外圈上，所述的尾頂桿通過固定螺栓連接到軸承的內(nèi)圈上。
[0012]所述的尾頂壓環(huán)上設置導向角，所述的模芯上設置帶導向角的圓形凹槽，所述的導向角與帶導向角的圓形凹槽對正定位。旋壓模芯轉動時，通過圓形凹槽帶動尾頂壓環(huán)和軸承的外圈隨模芯一起轉動，軸承的內(nèi)圈和尾頂桿不發(fā)生轉動，保證了引線不發(fā)生轉動。實現(xiàn)對模芯的加熱。
[0013]所述的模芯的材料為3Cr2W8V或GH13等熱作模具鋼。
[0014]本實用新型的低塑性難變形材料管材旋壓成形模具的加熱體為多根電加熱管，其安裝在連接軸的通孔上，連接軸上開有環(huán)形引線槽和引線槽，電加熱管的引線通過環(huán)形引線槽和引線槽引出。軸承與模芯和連接軸之間采用鍵連接，連接軸與尾頂桿之間采用滑塊移動方式連接；尾頂壓環(huán)通過導向角與模芯的圓形凹槽對正定位，尾頂壓環(huán)通過軸承與尾頂桿連接。尾頂壓環(huán)通過圓形凹槽隨模芯一起轉動，連接軸、尾頂桿和引線不發(fā)生轉動。
[0015]本實用新型的模具主要針對鋁基復合材料、鎂合金以及鎂、鈦/鋁層狀復合材料等低塑性難變形材料管材的旋壓成形。
[0016]本實用新型的優(yōu)點和效果為:采用加熱體對旋壓模芯加熱，減小了旋壓管坯內(nèi)外表面的溫度差，改善了旋壓管坯溫度的均勻性，減緩了旋壓過程中的不均勻變形，提高了材料的成形能力，抑制或減小旋壓開裂，顯著提高了鋁基復合材料等低塑性難變形材料的可旋性；解決了鋁基復合材料等低塑性難變形材料的旋壓成形問題，提高了成材率和生產(chǎn)效率。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型模具的結構示意圖。
[0018]圖2為模芯、軸承、連接軸和電加熱管裝配后左視圖。
[0019]主要附圖標記:
[0020]1 卸料盤2 齒盤
[0021]3 模芯4 軸承一
[0022]5 鍵6 連接軸
[0023]7 壓蓋8 引線槽
[0024]9 尾頂壓環(huán)10 軸承二
[0025]11 尾頂桿12 引線
[0026]13 尾座14 絕熱墊
[0027]15 螺栓16 電加熱管(加熱體)
[0028]17 凸臺18 圓柱銷
[0029]19 通孔20 環(huán)形引線槽
[0030]21 方形凹槽22 帶導向角的圓形凹槽
【具體實施方式】
[0031]為進一步說明本低塑性難變形材料管材旋壓成形模具，結合附圖對本實用新型進行詳細說明。
[0032]如圖1和圖2所示，本實用新型的低塑性難變形材料管材旋壓成形模具，主要包括卸料盤1、齒盤2、模芯3、軸承4、連接軸6、壓蓋7、尾頂壓環(huán)9、軸承10、尾頂桿11、尾座13、絕熱墊14及電加熱管(加熱體)16等部件。模芯3為空心芯模，模芯3的材料為3Cr2W8V或GH13熱作模具鋼。卸料盤1連接在旋壓機的卸料器上，齒盤2安裝在模芯3尾部，模芯3和齒盤2之間通過圓柱銷18連接。連接軸6位于模芯3頭部的空心內(nèi)，模芯3、連接軸6與軸承一 4之間采用鍵5連接；連接軸6上開有方形凹槽21，尾頂桿11的前端結構為方形，尾頂桿11前端插入方形凹槽21內(nèi)可滑動，即采用移動滑塊方式連接。尾頂桿11與尾座13內(nèi)活塞桿連接。當模芯3轉動時，軸承一 4的外圈同模芯3—起轉動。由于尾頂桿11無轉動功能，連接軸6與尾頂桿11的滑塊移動連接方式，限制了連接軸6的轉動，使得與連接軸6通過鍵5連接的軸承一 4的內(nèi)圈不能發(fā)生轉動。
[0033]連接軸6上面開有多個通孔19，將多根電加熱管(加熱體)16插入連接軸6上的通孔19，采用螺栓將電加熱管16固定在連接軸6上，將電加熱管16的引線12沿連接軸6上的環(huán)形引線槽20，集中到一起，并通過連接軸6上的引線槽8引出與電源連接，實現(xiàn)對模芯3的加熱。將一個絕熱墊14從電加熱管16的另一端(沒有引線12的一頭)壓入，使其緊貼連接軸6。將裝有電加熱管16的連接軸6和軸承一 4通過鍵5連接裝配到旋壓模芯3的頭部，通過固定螺栓將壓蓋7安裝在模芯3的頭部。采用螺栓15將另一個絕熱墊14固定在旋壓模芯3尾部(旋壓機連接端)的凸臺17上，絕熱墊14材料為陶瓷纖維。將尾頂壓環(huán)9焊接到軸承二 10的外圈上，采用固定螺栓將軸承二 10的內(nèi)圈固定到尾頂桿11上。
[0034]將安裝電加熱管(加熱體)16的旋壓模芯3安裝到旋壓機上，通過連接軸6上的方形凹槽21和尾頂桿11前端(形狀為方形塊)連接，尾頂壓環(huán)9通過導向角與模芯3的帶導向角的圓形凹槽22對正定位。將引線12沿著尾頂桿11部分的引線槽8引出。旋壓模芯3轉動時，通過帶導向角的圓形凹槽22帶動尾頂壓環(huán)9和軸承二 10的外圈隨模芯3一起轉動，軸承二 10的內(nèi)圈和尾頂桿11不發(fā)生轉動，保證了引線12不發(fā)生轉動。
[0035]本實用新型采用多根電加熱管對旋壓模芯加熱，加熱效率高，改善了旋壓管坯溫度的均勻性，顯著提高材料的可旋性；解決了鋁基復合材料等低塑性難變形材料旋壓成形難題，提高了成材率和生產(chǎn)效率。
【主權項】
1.一種低塑性難變形材料管材旋壓成形模具，其特征在于:主要包括模芯、卸料盤、齒盤、加熱體、軸承、連接軸、尾頂桿和尾頂壓環(huán)；所述的模芯為空心芯模，所述的齒盤連接在模芯尾部，所述的卸料盤連接在旋壓機的卸料器上，所述的連接軸安裝于模芯頭部的空心內(nèi)，通過軸承與模芯連接，所述的連接軸與尾頂桿之間采用移動滑塊方式連接，所述的尾頂壓環(huán)通過軸承與尾頂桿連接，所述的尾頂壓環(huán)通過導向角與模芯的帶導向角的圓形凹槽對正定位，所述的加熱體為多根電加熱管，固定安裝在連接軸的通孔內(nèi)。
2.根據(jù)權利要求1所述的低塑性難變形材料管材旋壓成形模具，其特征在于:所述的模芯與齒盤之間采用圓柱銷連接，所述的模芯與軸承、連接軸與軸承之間采用鍵連接。
3.根據(jù)權利要求1所述的低塑性難變形材料管材旋壓成形模具，其特征在于:所述的連接軸上設置通孔、環(huán)形引線槽和引線槽，多根電加熱管插入通孔后通過螺栓固定在連接軸上，電加熱管的引線通過環(huán)形引線槽和引線槽引出，與電源連接。
4.根據(jù)權利要求1所述的低塑性難變形材料管材旋壓成形模具，其特征在于:所述的連接軸上還設置有方形凹槽，所述的尾頂桿的前端為方形，所述的尾頂桿的前端插入方形凹槽內(nèi)以移動滑塊方式連接。
5.根據(jù)權利要求1所述的低塑性難變形材料管材旋壓成形模具，其特征在于:所述的模具還包含絕熱墊，一個安裝在連接軸沒有電加熱管引線的一端，另一個通過螺栓固定在模芯尾部的凸臺上。
6.根據(jù)權利要求5所述的低塑性難變形材料管材旋壓成形模具，其特征在于:所述的絕熱墊材料為陶瓷纖維。
7.根據(jù)權利要求1所述的低塑性難變形材料管材旋壓成形模具，其特征在于:所述的模具還設置壓蓋，所述的壓蓋通過固定螺栓安裝在模芯頭部。
8.根據(jù)權利要求1所述的低塑性難變形材料管材旋壓成形模具，其特征在于:所述的尾頂壓環(huán)焊接到軸承的外圈上，所述的尾頂桿通過固定螺栓連接到軸承的內(nèi)圈上。
9.根據(jù)權利要求1所述的低塑性難變形材料管材旋壓成形模具，其特征在于:所述的模芯的材料為3Cr2W8V或GHl3熱作模具鋼。
【專利摘要】本實用新型涉及一種低塑性難變形材料管材旋壓成形模具，屬于難變形材料加工成形領域。該模具主要包括模芯、卸料盤、齒盤、加熱體、軸承、連接軸、尾頂桿和尾頂壓環(huán)；模芯為空心芯模，齒盤連接在模芯尾部，卸料盤連接在卸料器上，連接軸安裝于模芯頭部通過軸承與模芯連接，連接軸與尾頂桿之間采用移動滑塊方式連接，尾頂壓環(huán)通過軸承與尾頂桿連接，尾頂壓環(huán)通過導向角與模芯的帶導向角的圓形凹槽對正定位，加熱體為多根電加熱管，固定安裝在連接軸的通孔內(nèi)。本實用新型采用電加熱管對旋壓模芯加熱，加熱效率高，改善了旋壓管坯溫度的均勻性，顯著提高材料的可旋性；解決了鋁基復合材料等低塑性難變形材料旋壓成形難題，提高了成材率和生產(chǎn)效率。
【IPC分類】B21D37-10, B21D22-14
【公開號】CN204396685
【申請?zhí)枴緾N201420868822
【發(fā)明人】郭勝利, 劉賢鈣, 鄔小萍, 李德富
【申請人】北京有色金屬研究總院
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2014年12月31日