[发明专利]含钛层状复合管自增量旋压热力耦合同步成形装置及方法有效

专利信息
申请号: 201810019258.4 申请日: 2018-01-09
公开(公告)号: CN108246902B 公开(公告)日: 2023-09-19
发明(设计)人: 靳凯;陶杰;王建华;王浩;郭训忠;袁奇炜 申请(专利权)人: 南京航空航天大学
主分类号: B21D39/04 分类号: B21D39/04;B21D22/16;B21D37/16;B21D37/18;B23P23/00
代理公司: 江苏圣典律师事务所 32237 代理人: 贺翔
地址: 210016 江*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 层状 复合 管自 增量 热力 耦合 同步 成形 装置 方法
【权利要求书】:

1.一种含钛层状复合管自增量旋压热力耦合同步成形装置,其特征在于:包括钛管毛坯(5)、钛管毛坯固定装置、加工刀具组、自阻加热工装和旋压成形装置;

所述的旋压成形装置包括依次套在旋压主轴前端的移动顶尖(9)、转动顶尖(8)和尾顶(3);

所述的钛管毛坯(5)为凹形结构,钛管毛坯(5)的凸口与尾顶连接并跟随尾顶旋转,钛管毛坯(5)外面涂抹高温润滑剂,钛管毛坯(5)外缘处设有加工刀具组;

所述的加工刀具组包括旋压轮和砂轮;

所述的钛管毛坯固定装置包括三爪卡盘(16)、芯模(1)和内衬管(2),芯模(1)的一端经绝缘处理安装在三爪卡盘上,另一端套有内衬管(2),内衬管(2)伸入凹形钛管毛坯(5)凹口中;

所述的自阻加热工装包括高频低压电源(14)、碳刷架总成(12)、碳刷杆(11)、磁性固定架(10)、导线(13),其中,碳刷杆(11)一端通过绝缘处理与碳刷架总成(12)过盈配合,另一端通过螺纹配合与磁性固定架(10)固定,磁性固定架(10)与移动顶尖(9)固定;高频低压电源(14)正极通过导线(13)与碳刷架总成(12)相接,负极与旋压轮(4)的接线柱(15)相连,高频低压电源(14)、钛管毛坯(5)、旋压轮(4)、尾顶(3)、导线(13)和碳刷架总成(12)构成电流回路。

2.根据权利要求1所述的含钛层状复合管自增量旋压热力耦合同步成形装置,其特征在于:所述的尾顶(3)通过螺栓(7)固定在转动顶尖(8)上,尾顶(3)和转动顶尖(8)之间通过3mm耐高温绝缘材料(6)隔开;所述的旋压轮与加工刀具组其余结构之间通过2mm耐高温绝缘材料隔开。

3.根据权利要求2所述的含钛层状复合管自增量旋压热力耦合同步成形装置,其特征在于:所述的耐高温绝缘材料为高铝型硅酸铝纤维纸。

4.根据权利要求1所述的含钛层状复合管自增量旋压热力耦合同步成形装置,其特征在于:所述的高频低压电源输出电流大小为0-800A,电压大小为0-15V。

5.根据权利要求1所述的含钛层状复合管自增量旋压热力耦合同步成形装置,其特征在于:所述的高温润滑剂为二硫化钼润滑剂。

6.一种含钛层状复合管自增量旋压热力耦合同步成形方法,其特征在于包括以下步骤:

1)制备芯模:根据金属内衬管的内径尺寸,设计出相同直径尺寸的芯模;

2)内衬管坯的旋压:根据需要选择合适金属材质的一端封底的内衬管坯,在芯模表面和内衬管的内壁涂油润滑剂,设定道次减薄率、主轴转速和进给率,对内衬管进行减薄旋压至1-1.5mm;

3)安装外管:选择一端封底的钛管毛坯套在内衬管的末端,钛管毛坯内径比内衬管外径大0.05-0.1mm;

4)安装自阻加热工装:高频低压电源、钛管、旋压轮、尾顶、导线和碳刷架总成构成电流回路;

5)外管坯旋压:在钛管毛坯外面涂抹高温润滑剂,接通回路电流,旋压轮同步加热减薄旋压;主轴的转速为80-90r/min,旋压轮进给率1-1.5mm/r;第一道次减薄的电流大小为600A,剩余道次减薄旋压的电流为500A;钛管旋压温度保持在550-600摄氏度;钛管的每道次减薄率为8%-15%,将钛管减薄至2-2.5mm;

6)复合管后处理:待复合管温度降到室温时,在加工刀具组上安装砂轮对复合管表面进行修整、脱模、用线切割机床切除复合管的头部和末端,获得含钛层状复合管。

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