一种深杯形薄壁零件电流辅助复合旋压成形装置及方法.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CN111408650A(43)申请公布日2020.07.14(21)申请号202010211625.8(22)申请日2020.03.24(71)申请人华南理工大学地址510640广东省广州市天河区五山路381号(72)发明人夏琴香陈灿程秀全肖刚锋(74)专利代理机构广州市华学知识产权代理有限公司44245代理人蔡克永(51)Int.Cl.B21D22/16(2006.01)B21D37/16(2006.01)B21D51/02(2009.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称一种深杯形薄壁零件电流辅助复合旋压成形装置及方法(57)摘要本发明公开了一种深杯形薄壁零件电流辅助复合旋压成形装置及方法，包括旋压芯模和尾顶，以及均等分布在旋压芯模圆周的多个旋轮；每个旋轮在旋压芯模的轴向和径向上均错距布置；每个旋轮的旋压面包括拉深旋压面、流动旋压段、整形旋压面；错距布置是每个旋轮的拉深旋压面、流动旋压段和整形旋压面在旋压芯模的轴向和径向上均错距分布。旋压工艺中由于各个旋轮用于拉深旋压的弧形型面形状结构的不同，在旋压芯模每旋转一圈的周期内，各旋轮侧重对坯料的不同部位施加压力，有利于增加道次压下量，减少旋压道次，不仅能提高生产效率，还有利于减小由于材料加工过程不连续，最终导致工件硬化导致材料破裂和无法使用等缺陷。CN111408650ACN111408650A权利要求书1/2页1.一种深杯形薄壁零件电流辅助复合旋压成形装置，包括旋压芯模(4)和尾顶(6)，以及均等分布在旋压芯模(4)圆周的多个旋轮(3)；其特征在于：每个旋轮(3)在旋压芯模(4)的轴向和径向上均错距布置；每个旋轮(3)的旋压面包括拉深旋压面(1)、流动旋压段、整形旋压面(2)；所述错距布置是每个旋轮(3)的拉深旋压面(1)、流动旋压段和整形旋压面(2)在旋压芯模(4)的轴向和径向上均错距分布。2.根据权利要求1所述深杯形薄壁零件电流辅助复合旋压成形装置，其特征在于，所述旋轮(3)的数量为至少三个，所述错距分布体现如下：各旋轮(3)的拉深旋压面(1)的剖面线为圆弧线，且各拉深旋压面(1)的圆弧半径依次逐渐减小；各旋轮(3)的整形旋压面(2)的剖面形状为直线；根据旋转顺序，其中前两个相邻的旋轮(3)的整形旋压面(2)相对于旋压芯模(4)轴线的倾斜角度相同或者依次减小，而第三个旋轮(3)的整形旋压面(2)相对于旋压芯模(4)轴线的倾斜角度均小余前两个旋轮(3)的倾斜角度；各流动旋压段为锥形结构，是指拉深旋压面(1)的圆弧线与整形旋压面(2)直线衔接处的尖端圆角，且各流动旋压段的尖端圆角依次逐渐错开。3.根据权利要求2所述深杯形薄壁零件电流辅助复合旋压成形装置，其特征在于：所述前两个相邻的旋轮(3)的倾斜角度相同是指在2°～3°范围内相同，依次减小是指在2°～3°范围内依次减小；所述第三个旋轮(3)的倾斜角度为0.5°～1°。4.根据权利要求3所述深杯形薄壁零件电流辅助复合旋压成形装置，其特征在于：所述深杯形薄壁零件电流辅助复合旋压成形装置，还包括一抵触在坯料(7)边缘的反推板(5)；在反推板(5)和尾顶(6)上分别设有电极，其中尾顶(6)上为正电极，反推板(5)为负电极；在旋压过程中，通过尾顶(6)和反推板(5)将脉冲电流由坯料(7)的中心区域流向边缘，作为电流辅助旋压。5.根据权利要求4所述深杯形薄壁零件电流辅助复合旋压成形装置，其特征在于：所述坯料(7)采用合金结构钢，电流辅助旋压时脉冲电流为1100A～1400A。6.根据权利要求5所述深杯形薄壁零件电流辅助复合旋压成形装置，其特征在于：当旋轮(3)的数量为三个时，呈120°均布在旋压芯模(4)的圆周。7.一种深杯形薄壁零件电流辅助复合旋压成形方法，其特征在于采用权利要求1-6中任一项所述装置实现，其包括如下步骤：用尾顶(6)将圆板形的坯料(7)对中顶紧在旋压芯模(4)上；给反推板(5)施加一个沿旋压芯模(4)轴向方向的推力，即向毛坯7方向，以使反推板(5)顶紧在坯料(7)的边缘；在尾顶(6)和反推板(5)上施加一个脉冲电流，脉冲电流由坯料(7)的中心区域流向边缘，作为电流辅助旋压；旋轮(3)的拉深旋压面(1)处于工作工位；当旋轮(3)为三个时，每个拉深旋压面(1)的圆弧半径以及整形旋压面(2)的倾斜角度依次逐渐减小；相应地，流动旋压段锥形结构的尖端圆角与旋压芯模(4)之间的间隙也逐渐减小；旋压芯模(4)旋转；根据旋轮圆弧半径由大致小的排列顺序，拉深旋压面(1)依次逐渐对坯料(7)进行拉深旋压，当拉深旋压至流动旋压段的尖端圆角时完成对坯料(7)流动旋压，以完成坯料(7)的拉深、减薄；接着进入整形旋压面(2)，再对减薄的坯料(7)的表面逐