[发明专利]一种钢制不同壁厚“H”形连接件同步挤压成形方法

说明书

本发明公开的一种钢制不同壁厚“H”形连接件同步挤压成形方法，该方法涉及一种钢制不同壁厚“H”形连接件同步挤压成形模具，该模具包括上模具组件，下模具组件以及导向和顶出装置组件；该方法经历成形前预热模具和坯料、然后凹凸模挤压时的三个变形过程以及最终成形后导出。本发明采用温挤压同步成形来实现不同壁厚“H”形连接件的精密塑性成形，目的在于有效克服现有传统加工制造方法所带来的问题，改善合金的成形性，提高成形件的综合力学性能，大大提高材料利用率和生产效率，节能减排。

技术领域

本发明属于金属材料塑性加工及成形技术领域，特别涉及一种钢制不同壁厚“H”形连接件同步挤压成形方法。

背景技术

随着我国航空航天技术、高新技术武器装备以及海洋开发的快速发展，不同壁厚“H”形连接件(是指工件上下内部中空，中间存在间隔壁，并且上下两壁壁厚不同)在军民各个领域的应用越来越广泛。如用于武器装备的导弹弹头内，飞机、汽车等部位的连接，各类不同直径管的连接处，在日常生活也随处可见。“H”形零件内部会存在不同程度的台阶和凹角并且壁薄，传统的成形方法，如将两个“U”形件中间进行焊接、铸造或者是最常见的机械加工的方式生产零件。焊接件在焊接缝处会存在不同程度的焊缝开裂、缩孔和脱落等缺陷，并且很多材料焊接性能不好；铸造同样存在着铸件组织不致密、缩孔和气泡以及晶粒粗细不均匀等；单纯的机械加工生产效率低、原材料浪费严重并且耗时耗力。这些方法存在的不足之处以及难以满足此零件服役要求。

该类零件的成形难点一是在于上下不同壁厚成形的同时还要防止杯壁在轴向发生失稳，二是保证最终成形的壁厚的均匀一致性和下壁较薄要易于取出并保持完好不断裂。

发明内容

针对现有加工技术现状，本发明提出一种钢制不同壁厚“H”形连接件同步挤压成形方法，采用温挤压同步成形来实现不同壁厚“H”形连接件的精密塑性成形，目的在于有效克服现有传统加工制造方法所带来的问题，改善合金的成形性，提高成形件的综合力学性能，大大提高材料利用率和生产效率，节能减排。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种钢制不同壁厚“H”形连接件同步挤压成形方法，该方法涉及一种钢制不同壁厚“H”形连接件同步挤压成形模具，该模具包括与压力机的上部连接的上模具组件，与压力机的下部连接的下模具组件，以及导向和顶出装置组件；所述上模具组件包括与压力机的上工作台连接的上模板、与上模板相接的镶件和上模底座、与所述镶件相接的凸模和上模套板，以及与所述上模底座相接的螺圈和退件环；所述下模具组件包括与压力机的下工作台连接的底芯和凹模；所述凹模的内部形成内凸缘，所述底芯和凸模形成过渡圆角和倾斜度；所述导向和顶出装置组件包括顶杆、底板和拉杆，该方法具体为：

(1)成形前准备：将坯料预热并均匀喷涂水基石墨润滑剂，在凸模、退件环、凹模和底芯的表面均匀的涂抹水基石墨润滑剂并预热，待预热完毕后，将坯料放在底芯上，上模板向下运动，同时拉杆下降，顶杆和底芯下降，底芯回到凹模底部坯料也到预挤压位置，准备挤压成形；

(2)成形过程：压力机带动上模具组件向下运动，凸模接触到坯料继续向下挤压，随着凸模的向下挤压，退件环也会进入到凹模内，坯料在凸模的作用下，经历三个阶段的变形：

一是“H”雏形成形阶段，刚开始挤压时，坯料被凹模的内凸缘限制，坯料受到的径向阻力大于轴向，先向底芯和凹模型腔内流动，底芯带有倾斜度越往下空间越小阻力越大，坯料此时径向阻力小于轴向，致使坯料镦粗作用加剧，坯料充满凹模内凸缘部分并顺着凸模的倾斜壁向上运动，呈现出一个“H”预形；