[发明专利]一种汽车后桥桥壳的固体颗粒的热胀振动复合成形工艺

摘要

一种汽车后桥桥壳的固体颗粒的热胀振动复合成形工艺，先缩径处理，得到缩径管坯，再加热，组装一次胀形模具，然后一次胀形，得到一次胀形管坯，再次加热，组装二次胀形模具，二次胀形，得到二次胀形管坯，三次加热，组装压制模具，压制，得到汽车后桥桥壳成形件，本发明解决了传统汽车后桥桥壳液压胀形中对设备密封的问题；显著提高汽车后桥桥壳的可成形性，成形过程中模具合模力减小，成形件的减薄率甚至破裂的可能性降低；采用振动塑性成形的方式，可以降低管坯的塑性变形抗力、改善汽车后桥桥壳的加工质量并降低加工能耗，同时模具与工件之间的相对运动条件有所改善，避免了汽车后桥桥壳成形过程中固体颗粒之间产生“自锁”。

主权项

一种汽车后桥桥壳的固体颗粒的热胀振动复合成形工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，缩径处理，得到缩径管坯（11）：首先根据汽车后桥桥壳尺寸以及胀形要求选取GB/T8162‑2008标准无缝钢管(10)，其中，无缝钢管(10)的直径与桥壳最大当量直径比值大于0.5；然后对其进行冷推压缩径处理，其中管材缩径道次不多于4次，每道次缩径率小于15%，若所需缩径道次大于两道次，无缝钢管(10)缩径过程中在每两道次缩径完毕后对其进行去应力退火；步骤2，加热，组装一次胀形模具：将在石墨粉末中磨合过的固体颗粒装入缩径管坯（11）内，固体颗粒为钢球或陶瓷球，用左压头（3）与右压头（3’）进行密封并将密封整体进行加热，使缩径管坯（11）的温度为500～650℃；将一次胀形左半模具（2）、一次胀形右半模具（2’）、第一上导向模具（4）以及第一下导向模具（4’）预热到250～300℃，对密封整体、一次胀形左半模具（2）、一次胀形右半模具（2’）、第一上导向模具（4）以及第一下导向模具（4’）进行组装，然后将装配体置于液压机工作台上；步骤3，一次胀形，得到一次胀形管坯（12）：对第一上导向模具（4）与第一下导向模具（4’）施加液压振动、机械振动或超声振动，其中振动频率为10～15KHz；首先一次胀形左半模具（2）、一次胀形右半模具（2’）带动左压头（3）、右压头（3’）以15～20mm/s速度相对运动，缩径管坯（11）在一次胀形左半模具（2）、一次胀形右半模具（2’）的轴向力与固体颗粒挤压作用下产生有益褶皱，待模具满足预定行程时停止运动；然后左压头（3）与右压头（3’）以5～10mm/s速度相对运动，左压头（3）与右压头（3’）挤压固体颗粒使得缩径管坯（11）逐渐贴合模具，从而逐步完成一次胀形得到一次胀形管坯（12）；步骤4，再次加热，组装二次胀形模具：取出一次胀形管坯（12），将在石墨粉末中磨合过的固体颗粒装入一次胀形管坯（12）内，用左压头（3）与右压头（3’）进行密封并将密封整体进行加热，使一次胀形管坯（12）的温度为500～650℃；将二次胀形左半模具（6）、二次胀形右半模具（6’）、第二上导向模具（5）以及第二下导向模具（5’）预热到250～300℃，对密封整体、二次胀形左半模具（6）、二次胀形右半模具（6’）、第二上导向模具（5）以及第二下导向模具（5’）进行组装，然后将装配体置于液压机工作台上；步骤5，二次胀形，得到二次胀形管坯（13）：对第二上导向模具（5）与第二下导向模具（5’）施加液压振动、机械振动或超声振动，其中振动频率为10～15KHz；首先二次胀形左半模具（6）、二次胀形右半模具（6’）带动左压头（3）、右压头（3’）以15～20mm/s速度相对运动，一次胀形管坯（12）在二次胀形左半模具（6）、二次胀形右半模具（6’）轴向力与固体颗粒挤压作用下产生有益褶皱，待模具合模时停止运动；然后左压头（3）与右压头（3’）以5～10mm/s速度相对运动，左压头（3）与右压头（3’）挤压固体颗粒使得一次胀形管坯（12）逐渐贴合模具，从而逐步完成二次胀形得到二次胀形管坯（13）；步骤6，三次加热，组装压制模具：取出二次胀形管坯（13），将在石墨粉末中磨合过的固体颗粒装入二次胀形管坯（13）内，用左压头（3）与右压头（3’）进行密封并将密封整体进行加热，使二次胀形管坯（13）的温度为500～650℃；将左压制模具（8）、右压制模具（8’）、上压制模具（7）、下压制模具（7’）、左定位套筒（9）、右定位套筒（9’）预热到250～300℃；对密封整体、左压制模具（8）、右压制模具（8’）、上压制模具（7）、下压制模具（7’）、左定位套筒（9）以及右定位套筒（9’）进行组装，然后将装配体置于液压机工作台上；步骤7，压制，得到汽车后桥桥壳成形件（14）：左压制模具（8）、右压制模具（8’）、上压制模具（7）与下压制模具（7’）同时以15～20mm/s的速度相对运动，二次胀形管坯（13）在固体颗粒与模具的共同挤压作用下逐步贴合模具；左压头（3）与右压头（3’）在后桥桥壳压制过程中受到固体颗粒挤压作用向外自由运动，待左压制模具（8）、右压制模具（8’）、上压制模具（7）以及下压制模具（7’）合模后停止运动，最终得到汽车后桥桥壳成形件（14）。