本發(fā)明涉及一種金屬塑性成形領(lǐng)域的技術(shù)，具體地講，本發(fā)明涉及一種鐓擠成形工藝，特別是一種用于鐓擠薄壁筒內(nèi)壁第二道徑向內(nèi)環(huán)的成形工藝。

背景技術(shù)：

薄壁筒件屬于常規(guī)結(jié)構(gòu)的零件，應(yīng)用場合很多。在現(xiàn)有技術(shù)條件下，制作內(nèi)壁置有徑向內(nèi)環(huán)的薄壁筒零件工藝方法主要有切削成形和鑄造成形兩大類。當(dāng)今制造業(yè)應(yīng)用最多的是機(jī)械切削成形工藝，初成形的坯料經(jīng)機(jī)械切削加工可得到高精度尺寸及相關(guān)的形位公差?？墒?，機(jī)械切削成形工藝除切削量大外，材料利用率也很低，最大不足是金屬材料原有的纖維組織被人為破壞，造成產(chǎn)品機(jī)械性能及力學(xué)性能下降。鑄造成形工藝實(shí)施相對(duì)簡便一些，坯料后續(xù)切削加工量少，其不足是生產(chǎn)效率低下，且金屬材料的組織相對(duì)疏松，因此制成的產(chǎn)品機(jī)械性能指標(biāo)偏低，只能適合一般場合配套。汽車傳動(dòng)部件中應(yīng)用薄壁筒形件較多，而且大多數(shù)用于傳遞扭矩的部位，對(duì)于這些重要零件除保證有較高的精度外，更需要有足夠的強(qiáng)度和剛性，用現(xiàn)有工藝制成的產(chǎn)品不能完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求。例如，內(nèi)置一道徑向內(nèi)環(huán)的薄壁筒用現(xiàn)有工藝生產(chǎn)幾乎沒有技術(shù)障礙，完全可以通過上下模鐓擠成形，成形后上下?？梢詮膬蓚€(gè)方向分別軸向脫模。對(duì)于內(nèi)置兩道徑向內(nèi)環(huán)的薄壁筒，因相鄰徑向內(nèi)環(huán)之間軸向受限，僅靠上、下模不能解決成形問題，在上模與下模之間增加芯模雖然可以實(shí)現(xiàn)徑向內(nèi)環(huán)成形，但整體結(jié)構(gòu)的芯模被夾在其中無法實(shí)現(xiàn)脫模，所以現(xiàn)有技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)置有兩道徑向內(nèi)環(huán)的薄壁筒鐓擠成形。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不能實(shí)現(xiàn)內(nèi)置兩道徑向內(nèi)環(huán)薄壁筒鐓擠成形加工的難題，提出一種工藝方法合理、配套模具簡單、成形質(zhì)量穩(wěn)定、脫模容易的薄壁筒內(nèi)壁第二道徑向內(nèi)環(huán)成形工藝。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)技術(shù)目標(biāo)。

薄壁筒內(nèi)壁第二道徑向內(nèi)環(huán)成形工藝，它是在筒形坯件成形、薄壁筒內(nèi)壁第一道徑向內(nèi)環(huán)成形的基礎(chǔ)上實(shí)施第二道徑向內(nèi)環(huán)制作的工藝。其改進(jìn)之處在于：所述薄壁筒內(nèi)壁第二道徑向內(nèi)環(huán)成形工藝為分段鐓擠，逐步成形方法，該工藝按下列工序步驟實(shí)施：

①取用已作第一道徑向內(nèi)環(huán)鐓擠成形的薄壁筒半成品，在常溫狀態(tài)下將半成品轉(zhuǎn)置于薄壁筒內(nèi)壁第二道徑向內(nèi)環(huán)成形模內(nèi)，薄壁筒口端朝上；

②在就位的薄壁筒內(nèi)腔中，以第一道徑向內(nèi)環(huán)朝上的端面為基準(zhǔn)置放芯模，所用芯模厚度等于兩道徑向內(nèi)環(huán)軸向間距，芯模之上同一位置配置隨壓機(jī)沖頭上下運(yùn)動(dòng)的壓模，壓模向下運(yùn)動(dòng)鐓擠朝上的薄壁筒口端，導(dǎo)致薄壁筒口端產(chǎn)生塑性變形，溢出的金屬由芯模與壓模共同限制而成一段第二道徑向內(nèi)環(huán)；

③芯模和壓模同步順薄壁筒內(nèi)壁轉(zhuǎn)動(dòng)30°～40°至下一個(gè)工位；

④壓模在新的工位上作一次鐓擠，又完成一段第二道徑向內(nèi)環(huán)成形，由此依次逐段實(shí)施鐓擠，直至完成環(huán)薄壁筒內(nèi)壁一周的第二道徑向內(nèi)環(huán)成形加工；

⑤芯模作徑向內(nèi)移，取出成品，裝入下一個(gè)待加工的薄壁筒半成品。

作為進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述芯模和壓模軸向截面均為扇形，壓模的扇形圓弧邊曲率半徑等于薄壁筒內(nèi)壁曲率半徑，芯模的扇形圓弧邊曲率半徑等于配套的薄壁筒內(nèi)壁第二道徑向內(nèi)環(huán)外圓曲率半徑，芯模的圓心角α₁=55°～65°，壓模的圓心角為α₂=40°～50°。

作為進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述壓模底端部順弧長方向兩端分別設(shè)有r=3～6mm的圓弧角。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下積極效果：

1、分段鐓擠，逐步成形工藝可實(shí)現(xiàn)內(nèi)置兩道徑向內(nèi)環(huán)薄壁筒生產(chǎn)，工藝簡便、可操作性強(qiáng)、易組織生產(chǎn)；

2、壓模和芯模小型化，既減少成形難度，又便于退模；

3、內(nèi)置兩道徑向內(nèi)環(huán)的薄壁筒采用鐓擠成形，材料利用率高、切削少，金屬纖維保持完整，組織更加致密，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，機(jī)械性能好。

附圖說明

圖1是薄壁筒內(nèi)壁第二道徑向內(nèi)環(huán)成形模剖面示意圖。

圖2是圖1的俯視圖。

圖3是置有兩道徑向內(nèi)環(huán)的薄壁筒結(jié)構(gòu)剖面圖。

圖4是筒形坯件半剖示意圖。

圖5是已作第一道徑向內(nèi)環(huán)鐓擠成形的薄壁筒半成品半剖示意圖。

圖6是壓模底部順弧長方向兩端設(shè)有r圓弧角的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面根據(jù)附圖并結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

薄壁筒內(nèi)壁第二道徑向內(nèi)環(huán)成形工藝，它是在筒形坯件成形和薄壁筒3內(nèi)壁第一道徑向內(nèi)環(huán)成形的基礎(chǔ)上實(shí)施第二道徑向內(nèi)環(huán)制作的工藝。所述筒形坯件如圖4所示，內(nèi)置第一道徑向內(nèi)環(huán)的薄壁筒3半成品如圖5所示，上述兩次成形工藝均屬常規(guī)工藝，不是本發(fā)明研究內(nèi)容，僅是本發(fā)明的前道工序而已。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是采用鐓擠工藝實(shí)現(xiàn)圖3所示的第二道徑向內(nèi)環(huán)成形加工，配套的工藝采用分段鐓擠，逐步成形方法實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的，具體工序步驟如下：

①取用如圖5所示的已作第一道徑向內(nèi)環(huán)鐓擠成形的薄壁筒3半成品，在常溫狀態(tài)下將半成品轉(zhuǎn)置于如圖1所示的薄壁筒內(nèi)壁第二道徑向內(nèi)環(huán)成形模內(nèi)，薄壁筒3口端朝上。

②在就位的薄壁筒3內(nèi)腔中，以第一道徑向內(nèi)環(huán)朝上的端面為基準(zhǔn)置放芯模1，本實(shí)施例應(yīng)用的芯模1厚度等于兩道徑向內(nèi)環(huán)軸向間距，芯模1是圓心角α₁=60°的扇形構(gòu)件。在芯模1之上同一位置配置隨壓機(jī)上下運(yùn)動(dòng)的壓模2，壓模2的軸向截面也是扇形，該扇形的圓心角α₂=45°，芯模1的圓弧邊曲率半徑等于配套的薄壁筒3內(nèi)壁第二道徑向內(nèi)環(huán)外圓曲率半徑，壓模2的圓弧邊曲率半徑等于薄壁筒3內(nèi)壁曲率半徑；當(dāng)壓模2向下運(yùn)動(dòng)鐓擠朝上的薄壁筒3口端，導(dǎo)致薄壁筒3口端產(chǎn)生塑性變形，溢出的金屬由芯模1與壓模2共同限制而成一段第二道徑向內(nèi)環(huán)。

③芯模1和壓模2同步順薄壁筒3內(nèi)壁轉(zhuǎn)動(dòng)至下一個(gè)鐓擠工位，本實(shí)施例轉(zhuǎn)動(dòng)30°。

④壓模2在新的工位上作一次鐓擠，又完成一段第二道徑向內(nèi)環(huán)成形，由此依次逐段實(shí)施鐓擠，直至完成如圖3所示的環(huán)薄壁筒3內(nèi)壁一周的第二道徑向內(nèi)環(huán)成形加工。

⑤芯模1作徑向內(nèi)移，移動(dòng)量僅是徑向內(nèi)環(huán)的寬度，芯模1避讓已成形的第二道徑向內(nèi)環(huán)便于取出成品，然后續(xù)裝待加工的半成品進(jìn)入下一輪制作。

本發(fā)明中的重要技術(shù)特征是壓模2分段鐓擠薄壁筒3口端，此種化整為零的鐓擠工藝簡便，易組織生產(chǎn)。為了防止壓模2底端部順圓弧長度方向兩端的直角邊，在鐓擠過程中對(duì)薄壁筒3口端金屬產(chǎn)生剪切而影響成形質(zhì)量的問題，本實(shí)施例將壓模2底端部順圓弧長度方向兩端設(shè)計(jì)成如圖6所示r=5mm的外凸圓弧角，這樣設(shè)計(jì)的結(jié)果是壓模2鐓擠一段第二道徑向內(nèi)環(huán)時(shí)都留有內(nèi)凹圓弧邊，內(nèi)凹圓弧邊起到過渡作用，直接消除剪切問題。因壓模2的圓心角α₂大于每次鐓擠位移角度，造成壓模2后一次鐓擠與前一次鐓擠有部分重疊，所以壓模2前一次鐓擠產(chǎn)生的圓弧邊由后一次鐓擠壓平。

本發(fā)明中另一重要技術(shù)特征是扇形的芯模1，制成的芯模1僅占該段模橫截面積的一小部分，小塊芯模1便于徑向內(nèi)移而脫模，使得薄壁筒3內(nèi)壁第二道徑向內(nèi)環(huán)鐓擠成形變成現(xiàn)實(shí)。

上述實(shí)施例以本發(fā)明技術(shù)方案為前提，給出了詳細(xì)的工序步驟和結(jié)構(gòu)要素，但本發(fā)明保護(hù)范圍不限于本實(shí)施例，凡是在薄壁筒內(nèi)壁第二道徑向內(nèi)環(huán)成形工藝中應(yīng)用分段鐓擠，逐步成形工藝，均屬侵犯本發(fā)明權(quán)利要求保護(hù)的內(nèi)容。