CN106556679A - 一种管材缩径成形试验装置和管材端部固定及卸料方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种管材缩径成形试验装置和管材端部固定及卸料方法，该装置包括两端开口的料筒，料筒第一开口端密封连接有底座，料筒第二开口端固定安装有压板，还包括一端位于料筒内，并与料筒内壁活动连接的压头，所述压头另一端穿过压板开口，位于料筒外，并设置有与压机配合连接的外缘。管材端部固定及卸料方法主要包括，将管材两端沿轴向切开为多个小片，切开部分向管材内弯折至与管材母线垂直处；通过管材内的芯模与管材外的压块将管材切开部分压紧；缩径实验完成后将料筒内的管材取出，并将固定好的管材沿芯模凹槽切开即可，本发明的模具加工成本低、无需特殊密封装置、操作简易可靠，管端固定牢固，实验完毕后卸料快速、便捷。

Description

一种管材缩径成形试验装置和管材端部固定及卸料方法

技术领域

本发明涉及管材缩径成形实验技术领域，特别是涉及一种管材缩径成形试验装置和管材端部固定及卸料方法。

背景技术

随着零件成形技术的飞速发展与日益成熟，当前各类高新技术行业都倾向于使用轻量化、高强度的薄壁空心构件，而薄壁空心零件成形时面临的起皱及破裂失稳问题，是目前困扰国内外学者的一大难题。在对管材进行缩径成形工艺试验研究时，将管端进行固定约束或提供预应力是管材缩径成形模具需要实现的要点之一。

目前已有的解决方案例如：

①高铁军，王忠金，邓建懂。缩径区长度对粘性介质外压缩径成形的影响，锻压技术，2007，32(5)：23-26

②高铁军，王忠金。筒坯直径对黏性介质外压缩径成形的影响，模具工业，2009，35(6)：35-37

上述两篇论文中均在黏性介质成形试验中采用了外模预成形的方法，先对管材进行预胀形，使其上下端部均嵌入外模内，从而实现管端固定，在卸料时，只需将外模拆除即可。

然而这种管端固定方式需要专门加工与管材外径相匹配的外模，且管坯变形段长度固定不变，同时对模具的密封性能要求较高，模具加工成本大大提高，不适合小批量、多规格管坯的成形性能试验。

发明内容

本发明的目的是提供一种管材缩径成形试验装置和管材端部固定及卸料方法，以解决上述现有技术存在的问题，使模具加工成本降低、无需特殊密封装置、操作简易可靠。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

本发明提供一种管材缩径成形工艺试验装置，包括两端开口的料筒，所述料筒第一开口端密封连接有底座，所述料筒第二开口端固定安装有压板；还包括压头，所述压头一端位于所述料筒内，并与所述料筒内壁活动连接，另一端位于所述料筒外，并设置有与压力设备配合连接的外缘。

可选的，所述底座和所述压板分别通过螺栓与所述料筒固定连接。

可选的，还包括压块和两端侧壁开设有环形凹槽的芯模，所述芯模沿径向分为两块。

本发明还提供一种利用上述管材缩径成形工艺试验装置的管材缩径成形工艺试验管材端部固定及卸料方法，该方法步骤如下：

步骤一，先在待加工管材中放置所述芯模；将管材两端沿轴向切开成小片，切开部分向管材内弯折至与所述管材母线垂直处；

步骤二，所述芯模与所述压块通过螺栓连接；通过管材内的所述芯模与管材外的所述压块将管材切开部分压紧；

步骤三，将固定好的管材置于所述料筒内，管材两端的压块分别与所述底座和所述压板固定连接；进行缩径实验；

步骤四，缩径实验完成后将所述料筒内固定好的管材取出，并将固定好的管材沿芯模凹槽切开，管材固定部分与缩径部分分离。

可选的，在步骤二中，所述管材内的芯模一端设置有预紧块，所述预紧块与所述压块之间连接有预紧螺钉；通过预紧螺钉对管材切开部分施加轴向预紧力。

本发明公开的上述技术方案与现有技术相比取得了以下技术效果：

本发明公开的管材缩径成形试验装置和管材端部固定及卸料方法结合了固体颗粒介质成形工艺，对于介质的密封没有严苛的要求，也没有限定管坯变形段的长度，通过更换不同长度的成形芯模即可实现不同变形长度条件下的缩径成形试验，大大减少了模具制造及相关配件的成本，特别适合小批量、多种规格管坯的缩径成形工艺试验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；

图1为本发明管材端部固定及卸料结构示意图；

图2为本发明管材缩径成形实验装置装配简图；

附图标记说明：1为料筒，2为底座，3为压板，4为压头，5为外缘，6为压块，7为环形凹槽，8为芯模，9为预紧块，10为预紧螺钉，11为密封件，12为固体颗粒介质，13为管材。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种管材缩径成形试验装置，以解决上述现有技术存在的问题，使模具加工成本降低、无需特殊密封装置、操作简易可靠。

本发明提供一种管材缩径成形工艺试验装置，包括两端开口的料筒，所述料筒第一开口端密封连接有底座，所述料筒第二开口端固定安装有压板；还包括压头，所述压头一端位于所述料筒内，并与所述料筒内壁活动连接，另一端位于所述料筒外，并设置有与压力设备配合连接的外缘。

本发明还提供一种管材缩径成形工艺试验管材端部固定及卸料方法，包括如下步骤：

步骤一，先在待加工管材中放置所述芯模；将管材两端沿轴向切开，切开部分向管材内弯折至与所述管材母线垂直处；

步骤二，所述芯模与所述压块通过螺栓连接；通过管材内的所述芯模与管材外的所述压块将管材切开部分压紧；

步骤三，将固定好的管材置于所述料筒内，管材两端的压块分别与所述底座和所述压板固定连接；进行缩径实验；

步骤四，缩径实验完成后将所述料筒内固定好的管材取出，并将固定好的管材沿芯模凹槽切开，管材固定部分与缩径部分分离。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明提供一种管材缩径成形工艺试验装置，如图1和图2所示，包括两端开口的料筒1，所述料筒1第一开口端通过螺栓密封连接有底座2，所述料筒1第二开口端通过螺栓固定安装有压板3；还包括压头4，所述压头4一端位于所述料筒1内，并与所述料筒1内壁活动连接，另一端位于所述料筒1外，并设置有与压力设备配合连接的外缘5，所述压头4与所述料筒1第二开口端之间设置有密封件11，所述密封件11可以为密封垫圈也可以为密封环；进一步的，还包括压块6和两端侧壁开设有环形凹槽7的芯模8，所述芯模8沿径向分为两块。

本发明公开的缩径成形实验装置在使用时，首先将待缩径成形管材13内部装入芯模8，芯模8沿径向分成两块，以保证工件成形后芯模8能顺利从管材13中取出；将固定好的管材13放入缩径成形实验装置的料筒1中，并在料筒1内装入固体颗粒介质12，将料筒1内壁与固定好的管材13之间用固体颗粒介质12填充满，从料筒1第二开口端放入压头4，料筒1第二开口端的压板3具有一定的密封作用，防止固体颗粒介质12溢出；同时压头4下压，压缩固体颗粒介质12，使管材13实现缩径变形，管材13逐渐缩径并向芯模8贴拢，直至管材13与芯模8紧密贴合后成形结束；压头4回程，将成形后的管材13从料筒1中取出。

本发明还提供一种利用上述管材缩径成形工艺试验装置的缩径成形工艺试验管材端部固定及卸料方法，该方法步骤如下：

步骤一，先在待加工管材13中放置所述芯模8；将管材13两端沿轴向切开，使管材13两端被均匀切割为多个小片，切割成的多个小片向管材内弯折并依次叠合至与所述管材13母线垂直处；

步骤二，所述芯模8与所述压块6通过螺栓连接；通过管材内的所述芯模8与管材外的所述压块6将管材弯折后的切开部分压紧，并压出压痕，起到完全约束的作用；所述管材内的芯模8一端设置有预紧块9，所述预紧块9与所述压块6之间连接有预紧螺钉10，可以根据实验需要，通过调节预紧螺钉10对管材切开部分施加轴向预紧力；

步骤三，将固定好的管材置于所述料筒1内，管材两端的压块6分别与所述底座2和所述压板3固定连接；进行缩径实验；

进行缩径实验时，首先将待缩径成形管材13内部装入芯模8，芯模8沿径向分成两块，以保证工件成形后芯模8能顺利从管材13中取出；将固定好的管材13放入缩径成形实验装置的料筒1中，并在料筒1内装入固体颗粒介质12，将料筒1内壁与固定好的管材13之间用固体颗粒介质12填充满，从料筒1第二开口端放入压头4，料筒1第二开口端的压板3具有一定的密封作用，防止固体颗粒介质12溢出；同时压头4下压，压缩固体颗粒介质12，使管材13实现缩径变形，管材13逐渐缩径并向芯模8贴拢，直至管材13与芯模8紧密贴合后成形结束；压头4回程，将成形后的管材13从料筒1中取出。

步骤四，缩径实验完成后将所述料筒1内固定好的管材13取出，并利用角磨机等切割工具，沿芯模8的环形凹槽7将固定好的管材13的缩径部分与固定部分切开，管材13固定部分与缩径部分分离。

本发明公开的管材缩径成形试验装置和管材端部固定及卸料方法结合了固体颗粒介质成形工艺，对于介质的密封没有严苛的要求，也没有限定管坯变形段的长度，通过更换不同长度的成形芯模即可实现不同变形长度条件下的缩径成形试验，大大减少了模具制造及相关配件的成本，特别适合小批量、多种规格管材的缩径成形工艺试验。实验时管端固定牢固可靠，减小了实验的误差，实验数据精确度更高；在实验完成后，使用角磨机一类的切割工具，沿芯模上留出的凹槽部分将管材的缩径部分及管端固定部分切开并取出芯模即可，卸料快速、便捷。

本说明书应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (5)

1.一种管材缩径成形工艺试验装置，其特征在于：包括两端开口的料筒，所述料筒第一开口端密封连接有底座，所述料筒第二开口端固定安装有压板；还包括压头，所述压头一端位于所述料筒内，并与所述料筒内壁活动连接，另一端位于所述料筒外，并设置有与压力设备配合连接的外缘。

2.根据权利要求1所述的管材缩径成形工艺试验装置，其特征在于：所述底座和所述压板分别通过螺栓与所述料筒固定连接。

3.根据权利要求1所述的管材缩径成形工艺试验装置，其特征在于：还包括压块和两端侧壁开设有环形凹槽的芯模，所述芯模沿径向分为两块。

4.一种利用权利要求3所述管材缩径成形工艺试验装置的管材缩径成形工艺试验管材端部固定及卸料方法，其特征在于：

步骤一，先在待加工管材中放置所述芯模；将管材两端沿轴向切开成小片，切开部分向管材内弯折至与所述管材母线垂直处；

步骤二，所述芯模与所述压块通过螺栓连接；通过管材内的所述芯模与管材外的所述压块将管材切开部分压紧；

步骤三，将固定好的管材置于所述料筒内，管材两端的压块分别与所述底座和所述压板固定连接；进行缩径实验；

步骤四，缩径实验完成后将所述料筒内固定好的管材取出，并将固定好的管材沿芯模凹槽切开，管材固定部分与缩径部分分离。

5.根据权利要求4所述的管材缩径成形工艺试验管材端部固定及卸料方法，其特征在于：步骤二中，所述管材内的芯模一端设置有预紧块，所述预紧块与所述压块之间连接有预紧螺钉；通过预紧螺钉对管材切开部分施加轴向预紧力。