一种薄壁带筋筒形件连续生产挤压模具及方法技术

一种薄壁带筋筒形件连续生产挤压模具及其方法，包括上模板、下模板、凸模、组合式凹模、顶杆、加热套，组合式凹模包括起模板、上凹模、下凹模与外凹模，上凹模内腔形成放料腔，上凹模、下凹模与外凹模之间形成两个变通道转角结构的成形型腔，成形型腔设有整口和导流结构。连续生产挤压方法，步骤：进行棒材下料，并通过均匀化处理制成坯料；成形前模具组装；将坯料加热至成形温度并保温，同时将模具通过加热套预热至成形温度并持续保温；挤压成形：将预热好的坯料放入上凹模的内腔，挤压机带动凸模向下运动，完成筒形件挤压成形；成形后进行取件；连续挤压生产。本发明专利技术模具结构合理，方法工艺流程短、效率高、能耗低，筒形件变形均匀，取件方便。方便。方便。

【技术实现步骤摘要】
一种薄壁带筋筒形件连续生产挤压模具及方法


[0001]本专利技术属于金属精密塑性成形
，涉及一种薄壁带筋筒形件连续生产挤压模具及方法。

技术介绍

[0002]筒形件广泛应用于交通运输、航空航天、武器装备等领域，随着航天工业不断进步，对零件性能与轻量化要求的不断提高，其中薄壁带筋结构的筒形件不仅能有效提高强度与刚度，同时能有效减轻零件质量，能较好地满足零件要求。目前，该类构件常采用铸造成形、焊接成形、旋压成形、挤压成形等工艺。采用铸造成形可实现壳体整体成形、材料利用率较高，但容易产生气孔、缩松等铸造缺陷、筋部成形效果不佳，造成零件合格率低、力学性能差；采用焊接成形的带筋壳体，焊缝强度低，使得零件疲劳性能差，结构安全性能低；采用旋压工艺成形，其工艺过程复杂，成形难度较大，成形的筋高度有限，零件生产周期长，且旋压设备昂贵，生产成本也相应提高。
[0003]目前具有强塑变效果的新型挤压成形工艺，可将金属内部组织细化，获得更好的内部组织性能，是一种有效的高性能带筋筒形件成形方法。经查，现有专利申请号为CN202011273662.8的中国专利技术专利《一种薄壁带内环筋壳体整体挤压成形模具及方法》及专利号为ZL201810287671.9的中国专利技术专利《一种镁合金带筋筒形件强塑变挤压成形装置及方法》都提供了带筋筒形件强塑变挤压方法及成形装置，但都未能完全解决难取件的问题，且两次生产之间必须进行整套模具拆装与加热保温工序，不能达到连续生产的要求，造成生产周期长与人力与物力浪费问题。
[0004]综上所述，目前加工成形方法难以满足高性能薄壁带内环筋壳体的生产需求。因此，开发出一种新型成形工艺，实现高性能薄壁带内环筋壳体短流程、高效率、低能耗制备成形具有重大意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的第一个技术问题是提供一种结构设计合理、拆装取件方便的薄壁带筋筒形件连续生产挤压模具。
[0006]本专利技术所要解决的第二个技术问题是提供一种薄壁带筋筒形件连续生产方法，具有工艺流程短、效率高、能耗低的特点。
[0007]本专利技术解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种薄壁带筋筒形件连续生产挤压模具，其特征在于：包括上模板、下模板、凸模、组合式凹模和顶杆，凸模竖直固定在上模板的下端中心位置，组合式凹模包括起模板、上凹模、下凹模与外凹模，其中外凹模套设在上凹模、下凹模外，外凹模的下端与下模板固定、上端与起模板相连接，上凹模的上端与起模板的下端固定连接，下凹模的下端与外凹模固定连接，起模板、上凹模的中部贯穿开设有供凸模压入的内腔，顶杆的上端穿过下模板、外凹模与下凹模的上端面相齐平，顶杆、凸模、上凹模、下凹模和外凹模同轴设置，上凹模内腔形成放料腔，上凹模、下凹模与外
凹模之间形成两个变通道转角结构的成形型腔，成形型腔设有整口和导流结构，外凹模外设有加热套。
[0008]作为改进，所述上凹模为圆筒形，上凹模的上端设有向外延伸的凸沿，凸沿的外缘向下设有翻折部，起模板的下端面中部设有供上凹模的上端置入的凹槽，上凹模的上端设置在凹槽内与起模板楔形配合并通过内六角螺钉固定连接；外凹模的中部为圆筒形，外凹模的内径与上凹模的上端翻折部的内径一致，外凹模的上端中部围绕中心开口凹设有具有一定斜度的环形台阶，上凹模的上端翻折部设置在环形台阶内与外凹模楔形配合相抵，外凹模的上端设有向外延伸的延伸部，延伸部上开设有若干沉头通孔，起模板上设有对应的通孔，通过锤式螺栓将外凹模与起模板连接固定。
[0009]进一步，所述下模板的上端设有下模垫板，外凹模的下端为与下模垫板对应的底板，外凹模、下模垫板与下模板通过连接件固定，外凹模的圆筒结构底面上设有供下凹模的下端置入的圆形凹面，下凹模的下端设置在外凹模的圆形凹面中通过内六角螺钉与外凹模固定连接。
[0010]再进一步，所述外凹模、下模垫板与下模板之间的连接结构是这样的：外凹模的底板内圆周上设置若干螺纹孔，对应位置的下模垫板上设置通孔，下模板设置沉头通孔，三者通过内六角螺栓固定连接，外凹模的底板外圆周上设置若干连接孔，对应位置的下垫模板设置连接通孔，下模板设置沉头连接通孔，三者通过锤式螺栓固定连接。
[0011]进一步，所述成形型腔内的整口结构具体为：在上凹模、下凹模、外凹模的定径带后设置3～5mm深度的退刀槽，上凹模的退刀槽与向下距筒形件上沿1/5～1/10L处之间进行光滑过渡，下凹模的退刀槽与向上距筒形件下沿1/5～1/10L处之间进行光滑过渡，外凹模的退刀槽为直退刀槽，其中筒形件整体高度为L；
[0012]导流结构具体为：上凹模从内壁开始向下设3
°
～7
°
的导流斜度，下凹模从坯料外径处开始设3
°
～7
°
的导流斜度，上凹模与下凹模的导流斜度可单独取值，且至少有一方设置导流斜度。
[0013]进一步，：所述顶杆为纵截面呈T形的圆柱杆，下凹模的上端面中部设有与顶杆的上端相抵的圆形凹槽；凸模的上端呈扩径的圆锥形结构，凸模的上端中部通过圆柱销与上模板的下端固定，凸模的上端圆锥形结构外套设有凸模固定板，凸模固定板与上模板之间通过内六角螺栓固定连接。
[0014]最后，所述上模板的下端沿圆周安装有四个第一吊耳，起模板的上端安装有对应的第二吊耳，第一吊耳与第二吊耳通过挂链连接，外凹模的上端延伸部的下端面上固定设有用于锤式螺栓垂直掉落的挡板。
[0015]本专利技术解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：一种薄壁带筋筒形件连续生产挤压方法，其特征在于：采用上述连续生产挤压模具进行生产，具体步骤为：
[0016]1)进行棒材下料，并通过均匀化处理制成坯料；
[0017]2)成形前模具组装；
[0018]3)将坯料加热至成形温度并保温，同时将模具通过加热套预热至成形温度并持续保温；
[0019]4)挤压成形：将预热好的坯料放入上凹模的内腔，设置挤压机挤压行程，挤压机带动凸模向下运动，完成筒形件挤压成形；
[0020]5)成形后进行取件；
[0021]6)连续挤压生产。
[0022]进一步，所述步骤2)模具组装具体步骤为：
[0023]a)分别将上凹模的内腔、外壁，外凹模的内壁、下凹模的表面、顶杆上表面涂抹润滑剂；
[0024]b)根据楔形配合，将凸模安装于凸模固定板中，并和上模板通过圆柱销与内六角螺钉定位与固定连接；
[0025]c)根据孔轴配合，将下凹模安装于外凹模上，并通过内六角螺钉进行固定连接；
[0026]d)在外凹模内圆周上，通过内六角螺钉与下模板、下模垫板固定连接，外圆周上通过锤式螺栓与下模板、下模垫板固定连接，根据孔轴配合，将顶杆安装在下凹模上，将锤式螺栓安装在外凹模沉头通孔内，并安装挡块，防止垂直掉落。最后将加热套套装在外凹模上；
[0027]e)根据楔形配合，将起模板与上凹模通过内六角螺钉固定连接，起模板与外凹模通过之前安装在外凹模上的锤式螺栓进行固定连接。
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种薄壁带筋筒形件连续生产挤压模具，其特征在于：包括上模板、下模板、凸模、组合式凹模和顶杆，凸模竖直固定在上模板的下端中心位置，组合式凹模包括起模板、上凹模、下凹模与外凹模，其中外凹模套设在上凹模、下凹模外，外凹模的下端与下模板固定、上端与起模板相连接，上凹模的上端与起模板的下端固定连接，下凹模的下端与外凹模固定连接，起模板、上凹模的中部贯穿开设有供凸模压入的内腔，顶杆的上端穿过下模板、外凹模与下凹模的上端面相齐平，顶杆、凸模、上凹模、下凹模和外凹模同轴设置，上凹模内腔形成放料腔，上凹模、下凹模与外凹模之间形成两个变通道转角结构的成形型腔，成形型腔设有整口和导流结构，外凹模外设有加热套。2.根据权利要求1所述的连续生产挤压模具，其特征在于：所述上凹模为圆筒形，上凹模的上端设有向外延伸的凸沿，凸沿的外缘向下设有翻折部，起模板的下端面中部设有供上凹模的上端置入的凹槽，上凹模的上端设置在凹槽内与起模板楔形配合并通过内六角螺钉固定连接；外凹模的中部为圆筒形，外凹模的内径与上凹模的上端翻折部的内径一致，外凹模的上端中部围绕中心开口凹设有具有一定斜度的环形台阶，上凹模的上端翻折部设置在环形台阶内与外凹模楔形配合相抵，外凹模的上端设有向外延伸的延伸部，延伸部上开设有若干沉头通孔，起模板上设有对应的通孔，通过锤式螺栓将外凹模与起模板连接固定。3.根据权利要求1所述的连续生产挤压模具，其特征在于：所述下模板的上端设有下模垫板，外凹模的下端为与下模垫板对应的底板，外凹模、下模垫板与下模板通过连接件固定，外凹模的圆筒结构底面上设有供下凹模的下端置入的圆形凹面，下凹模的下端设置在外凹模的圆形凹面中通过内六角螺钉与外凹模固定连接。4.根据权利要求3所述的连续生产挤压模具，其特征在于：所述外凹模、下模垫板与下模板之间的连接结构是这样的：外凹模的底板内圆周上设置若干螺纹孔，对应位置的下模垫板上设置通孔，下模板设置沉头通孔，三者通过内六角螺栓固定连接，外凹模的底板外圆周上设置若干连接孔，对应位置的下模垫板设置连接通孔，下模板设置沉头连接通孔，三者通过锤式螺栓固定连接。5.根据权利要求1所述的连续生产挤压模具，其特征在于：所述成形型腔内的整口结构具体为：在上凹模、下凹模、外凹模的定径带后设置3～5mm深度的退刀槽，上凹模的退刀槽与向下距筒形件上沿1/5～1/10L处之间进行光滑过渡，下凹模的退刀槽与向上距筒形件下沿1/5～1/10L处之间进行光滑过渡，外凹模的退刀槽为直退刀槽，其中筒形件整体高度为L；导流结构具体为：上凹模从内壁开始向下设3
°
～7
°
的导流斜度，下凹模从坯料外径处开始设3
°
～7
°
的导流斜度，上凹模与下凹模的导流斜度可单...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡文硕，闫发发，
申请(专利权)人：中国兵器科学研究院宁波分院，
类型：发明
国别省市：