[发明专利]大高径比筒体变薄引伸挤压复合成形方法

说明书

本发明公开大高径比筒体变薄引伸挤压复合成形方法，包含：步骤一，下料，圆柱形坯料置入挤压腔内，步骤二，反挤压凸模开始向下运动，正挤压凸模开始向下运动，正挤压凸模先进入挤压腔内，与坯料上表面接触后停止，限制坯料上移；接着，反挤压凸模向下运动，从坯料中间挤压，当坯料中部金属充满顶杆的凹槽后，坯料开始向上流动，直到坯料上部与正挤压凸模下表面接触，坯料开始横向流动，逐渐填充内型腔，反挤压凸模停止，步骤三，拆除顶杆和下模组件，反挤压凸模沿贯通孔内壁向下引伸，正挤压凸模下表面与转折腔底部内壁接触合并，最后得到大高径比筒体成形件。本案通过一道工序完成三个工艺，解决传统加工尺寸受限、成本高、效率低的问题。

技术领域

本发明属于金属复合材料的加工设备技术领域，具体涉及一种大高径比筒体变薄引伸、挤压复合成形方法。

背景技术

目前，传统反挤压的孔深较短，一般合金钢的内孔高径比在3左右，传统反挤压高径比太大，冲头容易失稳。传统正挤压虽然可以将坯料的盲孔高径比增大，但芯模的高径比也不能太大，否则芯模会失稳。成形材料均匀性、力学性能还有待优化。传统的正反挤压的方法，均不能满足具有一定高径比的筒体构件成形，也不能保证其质量。尽管采用一次反挤压+变薄引伸的工艺，则对于大高径比的构件，受变薄引伸系数的影响，需多次引伸才能成形。成本增加的同时，会使由于变形道次的增加，成形软化抵消前面的强化效果。生产效率较低。

引伸和挤压是合金零件的常用成形方法。在零件的生产中，常以引伸工艺生产壁厚较均匀的合金筒类零件，而挤压工艺则用来成形壁厚有变化要求的零件。传统的生产工艺及设备，一般只能在一个工序内完成一种成形工艺，当需要用多个工艺来加工零件时，增加工序意味着增加另外的设备及模具，零件的生产周期随之增加，在增加生产成本的同时大大降低了生产效率。因此，当需要通过引伸与挤压工艺来生产一个合金零件时，传统的工艺设备不能在单一的设备上同时进行正挤压、反挤压、引伸三个工艺，严重阻碍了这一类产品成本的下降与效率的提升。

发明内容

本发明的目的在于提供大高径比筒体变薄引伸挤压复合成形方法，克服现有技术的不足，通过一道工序完成三个工艺的大高径比筒体变薄引伸，解决传统挤压复合成形加工尺寸受限、成本高、效率低的问题。

为达成上述目的，本发明的解决方案为：大高径比筒体变薄引伸挤压复合成形方法，包含以下步骤：

步骤一，成形前准备：下料，将棒料加工成圆柱形坯料，并均匀化保温，然后，将大高径比筒体变薄引伸挤压复合成形模具装配、加热保温、取出，所述大高径比筒体变薄引伸挤压复合成形模具包括上模组件、反挤压凸模、下模组件、凹模、第一伸缩缸、中模组件、正挤压凸模、第二伸缩缸和顶杆；所述中模组件位于所述上模组件和下模组件之间，所述反挤压凸模固定于上模组件的下部，所述正挤压凸模固定于中模组件的下部，且所述中模组件和正挤压凸模同轴开设贯通孔供反挤压凸模穿过，所述凹模固定于下模组件的上部，所述第一伸缩缸和第二伸缩缸均包括固定端和伸缩端，第一伸缩缸和第二伸缩缸的固定端固定在所述下模组件上，第一伸缩缸的伸缩端连接所述上模组件以带动上模组件和反挤压凸模上下移动，第二伸缩缸的伸缩端连接所述中模组件以带动中模组件和正挤压凸模上下移动，所述凹模设有内型腔，内型腔由上至下依次分为挤压腔、转折腔和引伸腔，所述挤压腔供坯料放置，引伸腔的直径小于挤压腔的直径，反挤压凸模和引伸腔位于同一轴线上，反挤压凸模半径和引伸腔半径之差为待成形筒体壁厚，引伸腔底部开设出料口，下模组件对应出料口的位置开设出料通道，下模组件上安装所述顶杆，顶杆贯穿在出料通道内，顶杆上部与所述凹模相抵，顶杆上表面在对应引伸腔的下方形成凹槽；所述转折腔收拢过渡连接在挤压腔和引伸腔之间，正挤压凸模直径与挤压腔直径相同，正挤压凸模下表面形状与转折腔形状相配合，圆柱形坯料置入挤压腔内；