CN104772358B - 金属交替挤压成形装置及方法 - Google Patents

金属交替挤压成形装置及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104772358B
CN104772358B CN201510208534.8A CN201510208534A CN104772358B CN 104772358 B CN104772358 B CN 104772358B CN 201510208534 A CN201510208534 A CN 201510208534A CN 104772358 B CN104772358 B CN 104772358B
Authority
CN
China
Prior art keywords
drift
recipient
blank
core
extrusion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510208534.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104772358A (zh
Inventor
李峰
姜宏伟
边楠
刘阳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
FUJIAN XIANGXIN SHARES Co.,Ltd.
Original Assignee
Harbin University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harbin University of Science and Technology filed Critical Harbin University of Science and Technology
Priority to CN201510208534.8A priority Critical patent/CN104772358B/zh
Publication of CN104772358A publication Critical patent/CN104772358A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104772358B publication Critical patent/CN104772358B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Extrusion Of Metal (AREA)

Abstract

金属交替挤压成形装置及方法，它涉及一种省力挤压成形装置及方法。该装置及方法解决目前挤压成形装置及方法中所需能耗大、流动均匀性差、材料利用率低的问题。装置方案：挤压筒设在底座上，芯模设在挤压筒的底部，坯料设在挤压筒内并位于芯模的上方，第一冲头和第二冲头的一端设在挤压筒内且顶靠在坯料的上端面。方法方案：向挤压筒内依次放入芯模、坯料、第一冲头和第二冲头；固定第二冲头不动，第一冲头向下移动距离为L，其下侧金属受压变形并顺次被挤出成形；此时再固定第一冲头，第二冲头向下移动距离为2L，促使其下方坯料被挤出成形；按照如上作用顺序，第一冲头和第二冲头交替下行加载，直至将坯料完全挤出。本发明用于金属成形。

Description

金属交替挤压成形装置及方法
技术领域
本发明涉及一种金属挤压成形装置及方法，具体涉及一种省力挤压成形装置及方法。
背景技术
降低能耗、提高制品性能是当前挤压加工领域众所关注的一个共性科学问题。长期以来，改善挤压流动行为的传统方法多限于对工艺参数的单一优化，虽然从宏观角度来看有一定效果，但这不能从本质上防止挤压缺陷的产生及制品性能的改善。
反挤压是一种较省力的成形方法。Klaus B.Müller等提出了一种使摩擦起积极作用的积极摩擦挤压法，并通过试验进行了研究，结果表明：在挤压变形的初始阶段，只需相当于最大变形力38％的载荷量即可实现普通的反挤压，且初始阶段的挤压力减小到了总载荷的18％，并通过改善挤压条件，生产效率会提高8～10％。能明显地改善挤压过程中金属变形流动的均匀性，进而提高制品的质量和性能。目前，积极摩擦挤压法虽有研究，但因其工艺自身特点所限，生产实践中应用的相对较少。
随后，另一种可以实现省力的挤压技术—剪切挤压被提出，它是杯-杆复合挤的一个特殊区域，也是以精冲方式进行杯-杆复合挤压情况的推广。发生“剪挤”的几何条件是：首先必须满足凸模直径不大于枝杈部位的直径，同时坯料高径比和凸模与坯料直径比的适当关系，通过改变工艺孔深度的大小来实现，并以是否满足不发生反挤为依据，即保证凸模初始阶段就把变形延展至模腔出口部位，该方法在制造阀体等枝杈类构件具有一定的技术优势。
通过对挤压过程中的工模具施加扭转运动，可有效改变摩擦力的作用方式，达到省力及改性的目的。Sergeev提出了对冲头施加扭转作用的挤压成形技术，该方法能改变坯料与工模具间接触应力的分布，显著地降低了成形载荷。但作为杆类工具，如同时施加扭矩和轴压的耦合作用，对冲头整体性能的要求较高。Loginov等采用对挤压成形时芯模施加转动的作用方式进行了研究。此方法能改变成形时坯料与模具间摩擦力的作用方向，使坯料仅需克服原有摩擦阻力的一个分量即可被挤出成形，因此，有效地降低了成形载荷。相关研究结果表明：对芯模施加转动除了能减小成形载荷外，还能改善挤出制品的组织及力学性能。
但芯模施加旋转挤压成形技术仅适用于圆截面型材，对于异形截面制品而言，必然会引起轴向流线沿剖面方向的“切断”；同时，因芯模口处摩擦条件的改变，使该处附加应力的分布变得更加复杂，反而增加了挤出金属的流速不均匀性及产生扭曲缺陷的可能性，无法满足生产实际应用的客观需要。如对凹模施加转动，上述难题将迎刃而解，为此，凹模施加扭转作用的挤压成形方法随即被提出。因凹模与坯料接触面积较大些，降低挤压能耗的效果将更为显著。
随着对制品综合性能及应用拓展等需求的日益提高，针对常规挤压技术的创新性研究仍在持续深入地进行展开；同时，形/性一体化精确调控是挤压成形技术发展的重要方向及趋势之一，对有效地提高生产效率、材料利用率及扩大该技术在生产实际中的应用范围等方面都有不可估量的意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种金属挤压成形装置及方法，为解决目前挤压成形装置及方法中所需能耗大、流动均匀性差、材料利用率低的问题。
本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：装置方案：所述装置包括第一冲头、第二冲头、挤压筒、芯模和底座，挤压筒设在底座上，芯模设在挤压筒的底部，坯料设在挤压筒内并位于芯模的上方，第一冲头和第二冲头的一端设在挤压筒内且顶靠在坯料的上端面。
方法方案：所述方法包括如下步骤：步骤一、将底座固定在压力机工作台上；步骤二、将挤压筒放置在底座的上方；
步骤三、向挤压筒内依次放入芯模、坯料、第一冲头和第二冲头；
步骤四、固定第二冲头不动，第一冲头向下移动距离为L，其下侧金属受压变形并顺次被挤出成形；
步骤五、此时再固定第一冲头，第二冲头向下移动距离为2L，促使其下方坯料被挤出成形，即为一个加载周期完成；
步骤六、按照如上作用顺序，第一冲头和第二冲头交替下行加载，直至将坯料完全挤出，此时两冲头均位于挤压筒底部，即为成形结束，在交替挤压过程中，每个冲头单道次内压下量范围为坯料整体长度的5～25％，第一冲头和第二冲头下行的挤压速度一致。
本发明的有益效果：本发明装置具有如下优点：突破了传统金属挤压工装结构制造过程中，冲头均为整体的设计理念，将其制成分体结构形式；传统金属挤压成形时均采用冲头整体下行对坯料施加压力的固定加载模式，本发明采用两半或两半以上的分体冲头交替分步下行加载。
本发明方法具有如下优点：不同分体冲头交替加载时，相比于传统挤压成形过程中冲头的实际加载作用面积明显减小，因此，降低了每一加载道次内的真实挤压比，挤出金属的流动均匀性明显提高，挤压载荷随之降低，降幅可达30％～70％左右；
冲头交替分步加载时，由于受力条件的改变，凹模底角部金属也可向模口产生变形流动的趋势，所以，显著减小甚至消除了死区缺陷，材料利用率随之提高了10％～40％；
分体冲头交替下行加载过程中，不同冲头之间交界面处产生了剧烈的剪切变形，导致坯料内部组织的深度细化，引起力学性能随之发生改变；
在挤压成形过程中实现了形状和性能的双重控制，而无需单独的细晶处理工序，短流程内即可达到一体化精确调控的目的。
附图说明
图1是本发明装置的结构示意图，图2是两个冲头左右设置且横截面比例不为1时的结构示意图，图3是两个冲头为内外时的结构示意图，图4是本发明成形方法流程图，图5是冲头横截面比例不为1时挤压方法流程图，图6是冲头内外设置时成形方法流程图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式的装置包括第一冲头1、第二冲头2、挤压筒3、芯模5和底座6，挤压筒3设在底座6上，芯模5设在挤压筒3的底部，坯料4设在挤压筒3内并位于芯模5的上方，第一冲头1和第二冲头2的一端设在挤压筒3内且顶靠在坯料4的上端面。
具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式的第一冲头1和第二冲头2并列设置，第一冲头1和第二冲头2高度相同，第一冲头1和第二冲头2的横截面为弓形且两个横截面构成与挤压筒相匹配的圆形，冲头左右设置便于实施两个冲头的交替下行加载，可降低挤压过程中的成形载荷，交界面处的剪切变形促使晶粒深度细化及力学性能的提高，分析左右设置的好处。其它实施方式与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图1说明本实施方式，本实施方式的第一冲头1和第二冲头2的横截面比值为1：1，此种比例时降载效果最为显著。其它实施方式与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：结合图2说明本实施方式，本实施方式的第一冲头1和第二冲头2的横截面比值范围为0.3～1，非对称设置方式可使坯料所需细晶部位通过两个冲头交替下行实现的剪切变形实现晶粒深度细化。其它实施方式与具体实施方式一相同。
具体实施方式五：结合图3说明本实施方式，本实施方式的第二冲头2为圆筒形，第一冲头1设置在第二冲头2内，第一冲头1和第二冲头2的横截面比值为0.3～1，内外设置的方式可以显著增大剪切部位的作用面积，使其由平行轴线的单一平面转变成环形面型式。其它实施方式与具体实施方式一相同。
具体实施方式六：结合图4～图6说明本实施方式，本实施方式的方法包括如下步骤：步骤一、将底座6固定在压力机工作台上；步骤二、将挤压筒3放置在底座6的上方；
步骤三、向挤压筒3内依次放入芯模5、坯料4、第一冲头1和第二冲头2；
步骤四、固定第二冲头2不动，第一冲头1向下移动距离为L，其下侧坯料4受压变形并顺次被挤出成形；
步骤五、此时再固定第一冲头1，第二冲头2向下移动距离为2L，促使其下方坯料4被挤出成形，即为一个加载周期完成；
步骤六、按照如上作用顺序，第一冲头1和第二冲头2交替下行加载，直至将坯料4完全挤出，此时第一冲头1和第二冲头2均位于挤压筒3底部，即为成形结束。交替挤压过程中，每个冲头单道次内压下量范围为坯料整体长度的5～25％，第一冲头1和第二冲头2交替下行的挤压速度一致。其它实施方式与具体实施方式一相同。

Claims (1)

1.一种金属交替挤压成形装置，其特征在于所述装置包括第一冲头(1)、第二冲头(2)、挤压筒(3)、芯模(5)和底座(6)，挤压筒(3)设在底座(6)上，芯模(5)设在挤压筒(3)的底部，坯料(4)设在挤压筒(3)内并位于芯模(5)的上方，第一冲头(1)和第二冲头(2)的一端设在挤压筒(3)内且顶靠在坯料(4)的上端面；
第二冲头(2)为圆筒形，第一冲头(1)设置在第二冲头(2)内且二者高度相同，第一冲头(1)和第二冲头(2)的横截面比值范围为0.3～1；
成形方法包括如下步骤：步骤一、将底座(6)固定在压力机工作台上；步骤二、将挤压筒(3)放置在底座(6)的上方；
步骤三、向挤压筒(3)内依次放入芯模(5)、坯料(4)、第一冲头(1)和第二冲头(2)；
步骤四、固定第二冲头(2)不动，第一冲头(1)向下移动距离为L，其下侧坯料(4)受压变形并顺次被挤出成形；
步骤五、此时再固定第一冲头(1)，第二冲头(2)向下移动距离为2L，促使其下方坯料(4)被挤出成形，即为一个加载周期完成；
步骤六、按照如上作用顺序，第一冲头(1)和第二冲头(2)交替下行加载，直至将坯料(4)完全挤出，此时第一冲头(1)和第二冲头(2)均位于挤压筒(3)底部，即为成形结束；交替挤压过程中，每个冲头单道次内压下量范围为坯料整体长度的5～25％，第一冲头(1)和第二冲头(2)交替下行的挤压速度一致。
CN201510208534.8A 2015-04-28 2015-04-28 金属交替挤压成形装置及方法 Active CN104772358B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510208534.8A CN104772358B (zh) 2015-04-28 2015-04-28 金属交替挤压成形装置及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510208534.8A CN104772358B (zh) 2015-04-28 2015-04-28 金属交替挤压成形装置及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104772358A CN104772358A (zh) 2015-07-15
CN104772358B true CN104772358B (zh) 2017-03-29

Family

ID=53614299

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510208534.8A Active CN104772358B (zh) 2015-04-28 2015-04-28 金属交替挤压成形装置及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104772358B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106064181B (zh) * 2016-06-22 2018-07-31 重庆大学 一种板材剧烈塑性变形的累积挤压装置及其使用方法
CN107649529B (zh) * 2017-03-16 2018-11-20 哈尔滨理工大学 弯曲构件错距挤压成形装置及方法
GB201707519D0 (en) * 2017-05-10 2017-06-21 Imp Innovations Ltd A method for forming curved lengths of extruded profiles/sections in metal alloys
CN107377653A (zh) * 2017-09-22 2017-11-24 南昌航空大学 金属挤压平锥模
CN107604207A (zh) * 2017-11-16 2018-01-19 宁波兴业盛泰集团有限公司 一种高导电高强度的铝白铜合金及其制备方法
CN110508635B (zh) * 2019-08-27 2021-07-30 太原理工大学 一种具有分离式凸模的非对称往复挤压装置及加工方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57109520A (en) * 1980-12-27 1982-07-08 Kobe Steel Ltd Container cleaning method for indirect extrusion press
DE10141223C1 (de) * 2001-07-11 2002-11-21 Alusuisse Tech & Man Ag Verfahren zum Strangpressen eines Profils od. dgl. Stranges aus einem Bolzen oder Barren sowie Vorrichtung dafür
CN1507962A (zh) * 2002-12-18 2004-06-30 中国科学院金属研究所 一种高温合金管坯加工方法
UA68115A (en) * 2003-10-10 2004-07-15 Donbaska State Machinery Const Method for production of parts with through hole
CN103602853B (zh) * 2013-11-12 2016-01-13 福建省南安市鹏鑫铜业有限公司 一种低铅挤制黄铜棒及其生产方法
CN103706660B (zh) * 2013-12-20 2016-07-13 广铝集团有限公司 一种铝型材挤压模套

Also Published As

Publication number Publication date
CN104772358A (zh) 2015-07-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104772358B (zh) 金属交替挤压成形装置及方法
US20180369889A1 (en) Special-purpose Die for Shaping Aluminum-magnesium Alloy by Rotating Extrusion
CN106363031A (zh) 空心坯料成形大高宽比内环筋的旋转挤压成形方法
CN106424188A (zh) 空心坯料成形大高宽比内环筋的旋转挤压成形模具
CN105081189B (zh) 镍铜合金拉铆螺母冷镦装置及生产工艺
CN106903251A (zh) 通孔长柄套金属零件冷镦生产工艺
CN108097733A (zh) 一种可实现多方向剪切的挤扭复合加工模具与方法
CN101850397A (zh) 大型圆形筒体的锻造方法及其采用的三点砧
CN106903482A (zh) 一种薄壁筒形金属零件的冷锻成型工艺
CN107649529B (zh) 弯曲构件错距挤压成形装置及方法
CN104014605B (zh) 等边三爪法兰滑套反向反挤工艺及反向反挤模具
CN102788154B (zh) 一体式液压挺柱柱塞及其整体滚压成型方法
CN107649629A (zh) 大高径比镁合金棒料消除各向异性的大塑形变形制坯方法
CN106881366A (zh) 一种蓄能器罐体锻件冷锻成形工艺及反挤模具
CN103639336B (zh) 一种拉杆球头镦坯模
CN103192016B (zh) 非对称大直径直齿圆柱齿轮冷精密成形装置
CN202028679U (zh) 板金上冲压高凸台的冲头
CN104226703B (zh) 一种制作汽车拉杆接头的方法
CN100506415C (zh) 一种辊轮式凹模挤压成形方法
CN106903180B (zh) 一种累积挤压拉拔加工纳米金属材料工艺及其机床
CN106862449B (zh) 全断面隧道掘进机滚刀刀圈的闭式模锻锻造方法
CN106001154B (zh) 一种等通道挤压模具及成形坯料的方法
CN104668324A (zh) 双头螺柱毛坯成形方法
CN107671225A (zh) 一种异形曲轴的成型工艺
CN207996898U (zh) 一种可实现多方向剪切的挤扭复合加工模具

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
EXSB Decision made by sipo to initiate substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20200727

Address after: 350000 Tongyang 217, Dongtai Village, Qingkou Town, Minhou County, Fuzhou City, Fujian Province

Patentee after: FUJIAN XIANGXIN SHARES Co.,Ltd.

Address before: 150080 Harbin, Heilongjiang, Nangang District Road, No. 52

Patentee before: HARBIN University OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of invention: Metal alternating extrusion forming device and method

Effective date of registration: 20220218

Granted publication date: 20170329

Pledgee: Bank of Communications Ltd. Fujian branch

Pledgor: FUJIAN XIANGXIN SHARES Co.,Ltd.

Registration number: Y2022350000022