[发明专利]一种成形大型锥筒的挤压拉伸复合成形设备

说明书

本发明公开一种成形大型锥筒的挤压拉伸复合成形设备，包括模具凹模、中轴压缸、环形压缸、中轴柱塞、环形柱塞、模具凸模和环形压圈，模具凹模中部为贯通的成形通道，成形通道的直径从上至下逐步收拢以供毛坯形变，中轴压缸和环形压缸同轴心设置且分别上下架设于成形通道上，中轴压缸和环形压缸下部分别连接中轴柱塞和环形柱塞，环形压缸中部为贯通的柱塞通道，中轴柱塞穿过柱塞通道，模具凸模、环形压圈与模具凹模构成毛坯上部的封闭空间，模具凸模和环形压圈带动毛坯从成形通道中向下挤出，模具凸模形状与锥筒的内腔一致，模具凸模与成形通道之间的间隙为毛坯成形锥筒的壁厚。本发明一次成形便可制造高性能薄壁筒的设备。

技术领域

本发明涉及大型构件成形技术领域，特别涉及一种成形大型锥筒的挤压拉伸复合成形设备。

背景技术

大型锥筒形类构件(见图1(a))作为常见的承力构件，在装备中应用量巨大。目前制备大型锥筒形类构件传统的成形工艺是冲压法、旋压法、铸造法以及挤压法。

如图1(b)，冲压法是把构件分段加工，直壁部分采用板料卷圆后焊接，锥形头部分采用板料拉伸，然后将直壁与锥形头焊接完成，但是这种工艺流程多，焊缝强度低，难以满足大压力容器高力学性能的要求。

如图1(c)，多道次旋压成形工艺采用管形件作为毛坯，边旋转边加热保温，旋轮对管体进行多次旋压，工艺时间长，效率低。

如图2，变薄拉伸法，棒料进行反挤预成形厚壁筒后，进行多次壁厚变薄拉伸，模具套数多，成本高，拉伸次数多，材料进行多次加热，晶粒粗大，构件性能低，生产效率低，不能用于大批量生产。

上述大型锥筒形类构件加工过程中存在的强度低，效率低的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种成形大型锥筒的挤压拉伸复合成形设备，克服上述缺陷，开发出一次成形方法高性能薄壁筒的设备。

为达成上述目的，本发明的解决方案为：一种成形大型锥筒的挤压拉伸复合成形设备，包括模具凹模、中轴压缸、环形压缸、中轴柱塞、环形柱塞、模具凸模和环形压圈，模具凹模中部为贯通的成形通道，成形通道的直径从上至下逐步收拢以供毛坯形变，中轴压缸和环形压缸同轴心设置且分别上下架设于成形通道上，中轴压缸和环形压缸下部分别连接中轴柱塞和环形柱塞，中轴压缸和环形压缸分别控制中轴柱塞和环形柱塞的下压速度，所述环形压缸中部为贯通的柱塞通道，所述中轴柱塞穿过柱塞通道。

中轴柱塞和环形柱塞下端分别连接并带动模具凸模和环形压圈向下运动并挤压毛坯成形，模具凸模、环形压圈与模具凹模构成毛坯上部的封闭空间，环形压圈套设在模具凸模外。

模具凸模和环形压圈带动毛坯从成形通道中向下挤出，模具凸模形状与锥筒的内腔一致，模具凸模与成形通道之间的间隙为毛坯成形锥筒的壁厚。

优选的，所述模具凹模设置在第一底座上，第一底座上对应成形通道处设置开口，第一底座下部设置有卸料环，卸料环与成形通道同轴心设置，卸料环外连接往复机构，卸料环通过往复机构在成形通道的径向扩展和收缩。

优选的，所述模具凹模悬设在第二底座上，第二底座上设置顶出缸，顶出缸向成形通道的轴心顶出。

优选的，所述柱塞通道和中轴柱塞的截面均为方形。

优选的，所述的中轴压缸和环形压缸分别通过第一悬架和第二悬架悬设在成形通道上。

优选的，所述成形通道上部和下部均为圆柱空腔，成形通道上部圆柱空腔的直径大于成形通道下部圆柱空腔的直径，成形通道中部为从上至下收缩的圆台空腔，成形通道下部的圆柱空腔与模具凸模之间的间隙为毛坯成形锥筒的壁厚。

优选的，所述环形压圈为底部凸起圆台环的圆环，环形压圈套接在所述成形通道上部的圆柱空腔内，所述圆台环的环面与所述成形通道中部圆台空腔的环面平行，所述圆台环的环面与所述成形通道中部圆台空腔的环面之间具有间隙。