[发明专利]一种用于薄壁筒形件的内外表面交叉筋热成型工艺和模具

说明书

本发明公开了一种用于薄壁筒形件的内外表面交叉筋热成型工艺和模具，本发明通过两种方式实现高温径向旋挤成形工艺，对比常温下的径向旋挤成形，可以实现对于薄壁筒形结构件双面任意交叉高筋特征一体化成形的目标。本发明的模具包括用作于承载构件的外模，在所述外模的内部内嵌有内膜，在所述内膜的内部设有若干加热电阻，在加热电阻的内侧设置有片模，薄壁筒形件安装在片模内，在片模的内外壁上设有交叉筋凹模，交叉筋凹模用于在薄壁筒形件的内外壁上形成交叉筋。

技术领域

本发明涉及金属热成型领域，具体地说，特别涉及到一种用于薄壁筒形件的内外表面交叉筋热成型工艺和模具。

背景技术

目前通过环轧技术能够在结构件外壁上成形出环筋特征，其方法主要是通过碾环机带动主动辊旋转和下压，实现坯料连续增量塑性成形，原理是将普通主动辊和被动辊换成带有环筋特征的轧辊，在初始阶段控制材料周向流动使整个环件直径增大，当环件外壁与被动辊接触后，坯料变形区金属径向流动将占据主导，材料会流向环筋位置，从而形成圆筒坯料外壁的环筋特征。

这种工艺的缺陷在于：

1)只适合于壁厚较厚，径厚比较小的厚壁结构件，无法在薄壁结构件上成形出环筋特征。若结构件的壁厚很薄，在环轧过程中，三向受力不均匀会严重影响结构件的尺寸精度，尤其是壁厚均匀性和圆度。

2)成形出环筋特征为单一筋，难以成形出交叉筋。因为交叉筋与单一筋相比，坯料变形区金属的三向流动规律将更加难以预测，并且成形过程的机理将更加复杂，相应的环轧参数也会随之变化。

另外，在环轧过程中，纵筋在成形过程中将会面临重叠问题，由于坯料直径与轧辊直径不同，因此很难保证筒形结构件纵筋的重复性。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种用于薄壁筒形件的内外面交叉筋热成型工艺及其模具，可在薄壁筒形件的内外表面形成交叉筋，从而解决了现有技术中存在的问题。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种用于薄壁筒形件的内外表面交叉筋热成型工艺，包括如下步骤：

1)组装径向旋挤模具，将薄壁筒形件安装到径向旋挤模具的内部，然后进行隔热处理，在径向旋挤模具的内外表面形成隔热涂层；

2)将径向旋挤模具安装到碾环机的芯轴上，通过设置在径向旋挤模具内部的加热电阻进行加热，待工件温度达到目标温度时，停止加热；

3)启动碾环机，依靠碾轮的转动和下压实现多道次径向旋挤成形；当工件温度低于250℃时，关闭碾环机，通过加热电阻将工件温度再次加热到目标温度；

4)重复步骤3)，直至进给量累积达到目标厚度；

所述隔热处理的工艺为：采用高压喷枪对径向旋挤模具进行喷涂，直至在径向旋挤模具的内外表面和片模的内表面形成厚度为0.5mm的隔热涂层，喷涂完毕后放置48小时固化；

所述径向旋挤模具包括用作于承载构件的外模，在所述外模的内部内嵌有内膜，在所述内膜的内部设有若干加热电阻，在加热电阻的内侧设置有片模，薄壁筒形件安装在片模内，在片模的内外壁上设有交叉筋凹模，交叉筋凹模用于在薄壁筒形件的内外壁上形成交叉筋；

所述片模包括若干组外片模和内片模，在每组片模的内片模上设有一加热电阻。

一种用于薄壁筒形件的内外表面交叉筋热成型工艺，包括如下步骤：

1)组装径向旋挤模具，将薄壁筒形件安装到径向旋挤模具的内部，并将径向旋挤模具安装到碾环机的芯轴上，然后将开口感应加热器安装到径向旋挤模具的下方；

2)启动开口感应加热器，对径向旋挤模具进行预热；