[发明专利]微槽道振动辅助犁挤-锻造复合成形装置及方法

权利要求书

1.一种微槽道振动辅助犁挤-锻造复合成形装置，其特征在于，该装置包括机架和设置在该机架上的工作台、超声振动机构、纵向进给机构和轴向进给机构，其中：

所述工作台用于夹紧待加工坯料，并在多道次成形中携带待加工坯料横向进给，所述超声振动机构的末端连接有凸模(4-4)，该超声振动机构设置在待加工坯料的上方，用于沿纵向对待加工坯料施加超声振动，该超声振动机构设置在所述纵向进给机构上，所述纵向进给机构设置在所述轴向进给机构上，用于在纵向改变所述凸模相对待加工坯料的纵向位置，所述轴向进给机构用于带动所述凸模进行轴向运动，其中：

所述凸模为多个刃齿结构，在加工过程中，所述凸模沿轴向进给的同时，坯料经凸模刃齿劈分后受挤压面挤压隆起沿内侧面向上流动充型，同时凸模在超声振动装置作用下产生纵向超声振动，对坯料予以镦锻，以此实现振动辅助犁挤-锻造复合成形。

2.如权利要求1所述的一种微槽道振动辅助犁挤-锻造复合成形装置，其特征在于，所述微槽道的宽度和深度范围均为0.2mm～1mm。

3.如权利要求1所述的一种微槽道振动辅助犁挤-锻造复合成形装置，其特征在于，所述凸模(4-4)的单个刃齿的截面形状为矩形、梯形或燕尾形。

4.如权利要求1所述的一种微槽道振动辅助分形-锻造复合成形装置，其特征在于，所述轴向进给机构带动所述超声振动机构沿轴向运动的同时进行频率在0～50Hz的进退式振动进给，以促进坯料充型并减小成形阻力。

5.如权利要求1所述的一种微槽道振动辅助犁挤-锻造复合成形装置，其特征在于，所述机架包括机架平台(1-1)、机头架(1-2)、机尾架(1-3)和水平导柱(1-4)，其中，所述机头架(1-2)和机尾架(1-3)相对设置在所述机架平台(1-1)的两端，所述水平导柱(1-4)设置在所述机头架和机尾架之间，作为所述轴向进给机构的导轨，所述机架上还设置有工作台，该工作台包括工作台垫板(5-1)、滚珠丝杆(5-2)和下模座(5-3)，所述工作台垫板(5-1)设置在机架平台(1-1)上，通过所述滚珠丝杆(5-2)和滑轨结构在所述机架平台上横向移动，所述下模座(5-3)设置在所述工作台垫板上，用于夹紧坯料。

6.如权利要求5所述的一种微槽道振动辅助犁挤-锻造复合成形装置，其特征在于，所述轴向进给机构包括轴向伺服液压油缸(2-1)、滑块固定板(2-2)和轴向滑块(2-3)，所述轴向伺服液压油缸(2-1)用于驱动所述轴向滑块(2-3)在所述水平导柱上轴向移动，所述滑块固定板(2-2)用于将所述轴向滑块连接在所述水平导柱上。

7.如权利要求6所述的一种微槽道振动辅助犁挤-锻造复合成形装置，其特征在于，所述纵向进给机构包括纵向伺服液压油缸(3-1)、纵向导柱(3-2)和滑块下垫板(3-3)，所述纵向伺服液压油缸(3-1)用于驱动所述超声振动机构沿纵向上下移动，所述纵向导柱(3-2)设置在所述轴向滑块(2-3)和所述滑块下垫块(3-3)之间，用于为所述超声振动机构的纵向位置调整进行导向。

8.如权利要求7所述的一种微槽道振动辅助犁挤-锻造复合成形装置，其特征在于，所述超声振动机构包括振动机构垫板(4-1)、超声换能器(4-2)和变幅杆(4-3)，所述振动机构垫块(4-1)与所述滑块下垫块(3-3)连接，用于固定超声振动机构，所述超声换能器(4-2)与所述振动机构垫块(4-1)连接，用于产生超声振动，所述变幅杆(4-3)与所述超声换能器(4-2)连接，用于调整所述超声换能器产生的超声振动的振幅。

9.一种应用权利要求1-8任一项所述的犁挤-锻造复合成形装置加工微型槽道的方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：

S1将待加工坯料进行定位和夹紧，调节所述凸模与待加工坯料之间的纵向和横向相对位置，并设定所述凸模的轴向初始位置；

S2所述凸模在待加工坯料上轴向进给，对板料进行犁挤-锻造复合成形，成形过程中对凸模施加超声振动，以此完成单道次成形；

S3所述凸模纵向抬起后回到所述初始位置，坯料按照预设步长沿横向进给，进行下一道次的成形，以此实现多道次的微型槽道的成形。