[发明专利]薄壁多边形环类构件柔性生长成形方法

权利要求书

1.一种薄壁多边形环类构件柔性生长成形方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、装配薄壁多边形环类构件柔性生长成形装置，其包括约束模、环形毛坯、驱动芯辊和顶出环；环形毛坯放置于约束模内部，环形毛坯外表面与约束模内表面相切；驱动芯辊放置于环形毛坯内部，其轴线与环形毛坯轴线平行；顶出环位于环形毛坯下端面，且与约束模内表面贴合；约束模为环形构件，其内表面与目标多边形环类构件外表面形状完全一致；约束模固定在基座上，成形过程中保持固定不动；驱动芯辊为实心棒，其外表面与目标多边形环类构件内表面形状匹配，其直径不大于目标多边形环类构件内表面拐角圆弧直径；顶出环外表面为多边形，其外表面轮廓略小于目标多边形环类构件外表面轮廓；顶出环内表面为环形，其内径略小于目标多边形环类构件内表面内接圆直径；

S2、驱动芯辊在环形毛坯内表面作多道次多边形进给运动：首先驱动芯辊由初始中心位置移动到约束模内表面拐角对应位置，并与环形毛坯内表面贴合，然后驱动芯辊沿径向进给至第一道次进给量位置，并按照目标多边形环类构件内表面多边形轮廓运动一周；随后，驱动芯辊沿径向进给至第二道次进给量位置，并按照目标多边形环类构件内表面多边形轮廓运动一周；驱动芯辊重复上述进给路径，直至获得目标多边形环类构件；

驱动芯辊在成形过程中绕自身轴线被动自转，同时在环形毛坯内表面沿预定路径作进给运动；通过约束模和驱动芯辊的共同作用，使得环形毛坯金属主要沿周向流动，环形毛坯周长不断扩大，截面轮廓不断成形，但轴向高度基本不变；当环形毛坯外表面与约束模内表面完全贴合后，驱动芯辊继续进给，环形毛坯外表面周长保持不变，轴向高度不断增加；

S3、成形完成后，位于约束模内的顶出环推动目标多边形环类构件向上运动，直至目标多边形环类构件与约束模分离。

2.根据权利要求1所述的薄壁多边形环类构件柔性生长成形方法，其特征在于，所述环形毛坯的几何尺寸按公式(1)计算；

其中，H₀为环形毛坯高度，D₀为环形毛坯外圆直径，d₀为环形毛坯内圆直径；H为目标多边形环类构件高度，D为目标多边形环类构件外表面内接圆直径，d为目标多边形环类构件内表面内接圆直径；r₁为目标多边形环类构件外表面拐角圆弧半径，r₂为目标多边形环类构件内表面拐角圆弧半径，λ为轴向高度生长率。

3.根据权利要求2所述的薄壁多边形环类构件柔性生长成形方法，其特征在于，所述步骤S2中，当驱动芯辊到约束模内表面最短距离大于S₀时，驱动芯辊每道次进给量较小，当驱动芯辊到约束模内表面最短距离小于S₀时，驱动芯辊每道次进给量较大，S₀按公式(2)计算；

其中，r₀为芯辊半径。