径向连续挤压制备轴向变截面管材的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114260327A(43)申请公布日2022.04.01(21)申请号202111567852.5B21C33/00(2006.01)(22)申请日2021.12.20(71)申请人大连理工大学地址116024辽宁省大连市甘井子区凌工路２号(72)发明人陈浩阮祥钢何祝斌(74)专利代理机构辽宁鸿文知识产权代理有限公司21102代理人苗青(51)Int.Cl.B21C23/00(2006.01)B21C23/08(2006.01)B21C23/21(2006.01)B21C25/02(2006.01)B21C25/08(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称径向连续挤压制备轴向变截面管材的方法(57)摘要本发明提供了一种径向连续挤压制备轴向变截面管材的方法。本发明的方法在管坯沿轴向进给的过程中，径向进给单元中各滚轮模具实时进行径向进给，使原始圆截面管坯的截面发生实时变化，从而加工出异形变截面管材，在加工目标零件的过程中灵活可控，只需要各滚轮模具连续进行径向进给动作，不需要复杂工序，不需要大尺寸模具，加工成本低，操作简单，加工效率高。同时，加工管材的状态不同，可以用不同材料的滚轮模具对应加工，且方便拆卸更换。对于制备室温强度较高、塑性较差的管件时，通过将其加热，在材料具备较好的变形能力的情况下完成管材的制备，避免了材料加工种类受限等问题，该发明扩宽了材料的应用范围，具有较好的生产前景。CN114260327ACN114260327A权利要求书1/1页1.一种径向连续挤压制备轴向变截面管材的方法，该方法所用的系统包括径向进给单元、夹持单元和轴向送料单元；所述径向进给单元包括夹具(6)、滚轮模具(7)和推力机构(8)；滚轮模具(7)固定在夹具(6)上，推力机构(8)推动夹具(6)和滚轮模具(7)作径向进给运动；所述夹持单元即夹具(6)；所述轴向送料单元包括夹管机构(3)、卡轮(4)和导轨(5)；卡轮(4)通过连杆固定连接在夹管机构(3)上，卡轮(4)与管坯接触，辅助管坯轴向进给，夹管机构(3)进给时夹紧管坯，退回时松开管坯；夹管机构(3)在导轨(5)上进行往复运动实现连续送料；步骤如下：步骤一、确定异形截面管材特征；通过对所需异形截面管材的不同截面形状和尺寸进行分析，根据各截面的等效周长最大值选取原始圆形截面管坯，根据异形截面管材截面的连续变化确定径向进给单元的工作位置及其工作时的动作、工作参数，包括进给距离、进给速度、进给时刻；径向进给单元的进给距离为异形截面管材的始末两端等效半径的差值；径向进给单元的进给速度等于进给距离除以预计的加工时间；若异形截面管材为连续变截面管，则径向进给单元的进给时刻即为加工开始时刻；若异形截面管材一部分为等截面管，另一部分为连续变截面管，则径向进给单元的进给时刻为等截面部分长度除以管材的送料速度；步骤二、模具工装设计加工；根据步骤一中对各截面的分析结果，设计径向进给单元中各零件的形状及尺寸并加工；径向进给单元的组成部件个数根据异形截面管的棱面个数进行调整；步骤三、原始管坯的装配与定位；将步骤二中设计加工的径向进给单元的各零件固定到夹持单元上；将步骤一中所选取的管坯置于轴向送料单元与径向进给单元中夹紧定位，使管坯两端处于同一直线上；步骤四、异形截面管材连续挤压成形；轴向送料单元将管坯向前推送，径向进给单元由初始位置开始按照步骤一中确定的参数带动各滚轮进行径向进给，使圆截面管坯的截面发生连续变形，得到所需的异形截面管材；步骤五、取出异形截面管材；径向挤压单元退回到初始位置，轴向送料单元退回，取出成形后的异形截面管材。2CN114260327A说明书1/4页径向连续挤压制备轴向变截面管材的方法技术领域[0001]本发明涉及一种异形截面管的制备方法，具体涉及采用径向连续挤压制备轴向变截面管材的方法。背景技术[0002]随着汽车、航空航天工业的迅速发展，对材料的使用性能及可靠性提出了更高的要求。管材相对于板材具有更高的刚度和承弯能力，金属薄壁管的需求不断加大。由于需要满足不同的使用条件，金属薄壁管的形状、材料种类和力学性能等都存在一定差异，其制备方法也各不相同。金属薄壁管常被加工成具有异形截面的管材/管件。根据材料不同，主要分为铝、镁合金管及钢管等。[0003]对于铝、镁合金异形截面管，通常采用拉拔、挤压等方法制备。拉拔制备的管件，其截面形状与模具形状一致，每道次变形量小、成形道次多，生产效率低，且每次只能成形特定形状尺寸的管件。挤压方法可以制备规则截面和各种非规则截面的管件，但是所制备的管件沿长度方向都是相同的截面形状，无法获得沿长度方向连续变化的截面形状。对于钢管，主要采用拉拔、轧制、卷焊工艺制造。拉拔、