一种针对有色金属连续多次挤压的挤管成形装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种针对有色金属连续多次挤压的挤管成形装置，包括冲头、上凹模、下凹模和型芯；上凹模具有第一中空凹腔，第一中空凹腔包括冲头配合圆弧段和根据有色金属坯料不同挤压比而设置的至少两段并同轴的坯料挤压圆弧段；下凹模上开设有第二中空凹腔，第二中空凹腔包括坯料成形圆弧段、锥形过渡圆弧段和等直径通孔圆弧段；型芯置于第二中空凹腔的内部予以成形管件的中空部。本发明专利技术通过一道次的单向连续挤压，将坯料的一次大变形分解成两次或更多次的小变形以提高管件晶粒的均匀细化效果，且在成形过程中，采用旋转型芯，将减小挤压过程的挤压力，并进一步改善管件晶粒细匀性的同时保证了产品的质量。

【技术实现步骤摘要】
一种针对有色金属连续多次挤压的挤管成形装置
本专利技术属于挤压成形的领域，具体涉及一种挤管成形装置，尤其适用于针对有色金属如镁合金棒料进行连续多次挤压的挤管成形装置。
技术介绍
有色金属如镁合金具有导电性、导热性、电磁屏蔽性，同时性能良好，比强度和比刚度高，减震性好，切削加工和尺寸稳定性佳，易回收，有利于环保等优点。随着汽车、航空、电子及运输等工业轻量化的发展要求，镁合金的应用范围越来越广。镁合金分为铸造镁合金和变形镁合金，目前应用较广的铸造镁合金，其铸态组织晶粒粗大，力学性能较低。由于镁是密排六方结构的金属，在室温和低温下滑移系少，理论上只有3个滑移系，变形时实际上只有1个滑移系在运动，塑性比较低，容易脆断，冷加工性能不好。为了提高其力学性能，细化组织是比较好的途径。通过热加工处理来细化镁合金晶粒不仅能提高其塑性，亦可提高其强度。晶粒细化一直是材料科学界研究的热点问题，根据著名的Hell-Petch公式，多晶体屈服强度随晶粒尺寸的减小大大增加，而延伸率也明显提高，是理想的材料强化方式。挤压变形就是其中一种比较理想的细化组织，提高其力学性能的变形方式。挤压法生产的零件其力学性能较铸造法生产的要高很多，而且表面光洁度高，可用于汽车承载件如坐架、底盘框和汽车窗框等。我国变形镁合金材料的研制与开发仍处于起步阶段，缺少高性能镁合金板、棒和型材。因此，研究和开发性能优良、规格多样的变形镁合金材料显得十分重要。目前在实验研究领域采用的镁合金的单向挤压变形方式通常为单一的等通道角挤压和单一的变通道角挤压，都是利用大剪切变形细化晶粒的塑性变形加工方法，即将被挤压的镁合金坯料，通过挤压模上弯曲成90度角的单向等径挤压通道进行挤压，使镁合金坯料在一个挤压杆的压力下，由模具挤压通道的一端挤向另一端，通过单向的一道次等通道转角挤压出模，或通过单向的一道次变通道角挤压出模，使镁合金坯料在经过单向等径角挤压通道的90度转角时，受到剪切变形，将镁合金晶粒细化，提高被挤压的镁合金材料的力学性能。由于等通道角挤压的挤压方式仅仅是一个单向等径通道的挤压方式，需经过多道次挤压才能够将镁合金晶粒细化到较小尺寸。因此，具有以下几点不足：第一，坯料需要通过预挤压变形进行初步细化晶粒，因此工序多，设备、能源耗费大，成本高；第二，采用多道次的挤压加工，同样工序多，生产效率低，生产成本高；每道次的挤压时间相对较长，生产效率低，若提高单向挤压速度，会使产品质量下降。因此，在工业化生产需要提高生产效率的情况下，等通道角挤压技术显然存在不足，工业化生产推广应用相当困难。由于变通道角挤压其特点是在等通道角挤压的基础上加上了一定的挤压比，提高了镁合金的晶粒细化效果；但是镁合金坯料在通过变通道角挤压时，会出现带状组织，晶粒的均匀性变差，使镁合金的力学性能降低，镁合金就很容易产生裂纹。目前的等通道角挤压和变通道角挤压都必须要经过多道次的分次挤压才能完成，而从大直径逐渐分道次挤压到小直径，每改一次直径就必须拆模、换模，其程序多且复杂，在实际生产中既浪费时间又浪费资源；另外因为挤压比太大往往会导致裂纹的产生；影响产品质量。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术的目的在于，提供一种针对有色金属连续多次挤压的挤管成形装置，旨在克服现有镁合金挤压变形中需多道次分次挤压才能将镁合金晶粒细化到较小尺寸的缺陷以及解决镁合金挤压变形中挤压速度慢、挤压比分配不合理导致生产效率低、产品质量下降等问题。为了达到上述专利技术目的，进而采取的技术方案如下：一种针对有色金属连续多次挤压的挤管成形装置，包括：上模座、下模座和安装于上、下模座的导套及导柱，其特征在于，所述挤管成形装置还包括有：冲头，固定于所述上模座上且随所述上模座移动，用于对有色金属坯料进行挤压；上凹模，位于所述冲头的下方，且该上凹模具有一与所述冲头相配合的第一中空凹腔，所述第一中空凹腔包括冲头配合圆弧段和根据有色金属坯料不同挤压比而设置的至少两段并同轴的坯料挤压圆弧段，且至少两段的坯料挤压圆弧段从上往下其直径逐渐变小；下凹模，固定在所述下模座上并位于所述上凹模的下方且与上凹模相固定，另外，所述下凹模上还开设有一与第一中空凹腔同轴的第二中空凹腔，所述第二中空凹腔包括坯料成形圆弧段、锥形过渡圆弧段和等直径通孔圆弧段，其中，所述坯料成形圆弧段与坯料在成形管件过程中完全贴紧，所述等直径通孔圆弧段与坯料成形后的管件之间存在间隙；型芯，设置在所述下模座上且置于所述第二中空凹腔的内部，用于与所述下凹模相配合予以成形管件的中空部。较佳地，所述下模座的内部还设置有用于驱动所述型芯正反转动的齿轮组和驱动所述齿轮组正反转的螺杆，其中，所述齿轮组包括中心齿轮、过渡齿轮和连接齿轮，所述中心齿轮设置在所述下模座的内部，所述中心齿轮的上部安装有所述型芯且所述中心齿轮、过渡齿轮以及连接齿轮之间依顺序相啮合的同时所述螺杆仍要保持与所述连接齿轮相啮合，用以通过螺杆的驱动作用带动齿轮组发生运动，进而实现中心齿轮上的型芯转动。更佳地，所述螺杆与设置在所述下模座内的第一液压油缸相连，同时，所述第一液压油缸通过连通的油路与第二液压油缸相连通，所述第二液压油缸与所述上模座相连接，用以通过上模座的上下移动促使其第二液压油缸运动后再由该第二液压油缸促使其第一液压油缸的运动，进而带动其螺杆实现左右方向的移动，最终实现齿轮组驱动型芯的正转或反转。较佳地，所述上凹模、下凹模上分别设置有用于在坯料挤压过程中对坯料进行加热的加热棒，以达到坯料挤压过程中最佳的变形温度。更佳地，所述挤管成形装置还包括有顶料器，所述顶料器包括依顺序固定的下顶料部、中间连接部和上顶料部，所述下顶料部贯穿且伸出至所述下模座上端面的外部，所述中间连接部为一中空状的圆盘连接件并置于所述下模座上，且该圆盘连接件具有沿其径向方向并朝其圆盘连接件内部延伸的若干个延伸部，所述延伸部置于开设在所述下凹模底部的U形槽内同时该延伸部的末端还与其上顶料部相固定，所述上顶料部贯穿并伸出至所述下凹模上端面的外部，且其上顶料部的顶部延伸至所述上凹模内具有的最上端处设置的冲头配合圆弧段的下端面上。更佳地，所述上凹模的底部设置有防止其上凹模转动的止转键以及与所述下凹模定位配合的凸台，相应的，在所述下凹模的顶部开设有止转键凹槽以及凸台沉槽。更佳地，所述下顶料部为若干个均匀分布的第一竖直杆且该第一竖直杆的顶端与所述圆盘连接件相固定，所述上顶料部为若干个均匀分布的第二竖直杆且该第二竖直杆与所述延伸部的数量相匹配。更佳地，在连接所述第一液压油缸与第二液压油缸的油路上设置有调节所述型芯旋转速度的节流阀。更佳地，包含在所述下模座内部的下顶料部的外侧设置有套管，以及在所述齿轮组与所述下模座之间设置有推力球轴承。本专利技术的有益效果：本专利技术的挤管成形装置利用上凹模内部采用的根据有色金属坯料设置不同的挤压比而形成的至少两段的坯料挤压圆弧段对有色金属坯料实现连续多次挤压变形，提高了有色金属的晶粒均匀细化效果；本专利技术利用液压油缸与螺杆的配合，可带动安装在下模座内部的齿轮组转动，进而驱动安装在下凹模内的型芯在坯料成形过程中保持转动，型芯的转动具有以下优势：由于型芯在成形过程中转动，坯料成形管件的内表面在成形过程中与转动的型芯之间产生转动摩擦，摩擦力的存在会使坯料的内壁受到剪切本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种针对有色金属连续多次挤压的挤管成形装置，包括：上模座、下模座和安装于上、下模座的导套及导柱，其特征在于，所述挤管成形装置还包括有：冲头，固定于所述上模座上且随所述上模座移动，用于对有色金属坯料进行挤压；上凹模，位于所述冲头的下方，且该上凹模具有一与所述冲头相配合的第一中空凹腔，所述第一中空凹腔包括冲头配合圆弧段和根据有色金属坯料不同挤压比而设置的至少两段并同轴的坯料挤压圆弧段，且至少两段的坯料挤压圆弧段从上往下其直径逐渐变小；下凹模，固定在所述下模座上并位于所述上凹模的下方且与上凹模相固定，另外，所述下凹模上还开设有一与第一中空凹腔同轴的第二中空凹腔，所述第二中空凹腔包括坯料成形圆弧段、锥形过渡圆弧段和等直径通孔圆弧段，其中，所述坯料成形圆弧段与坯料在成形管件过程中完全贴紧，所述等直径通孔圆弧段与坯料成形后的管件之间存在间隙；型芯，设置在所述下模座上且置于所述第二中空凹腔的内部，用于与所述下凹模相配合予以成形管件的中空部。

【技术特征摘要】
1.一种针对有色金属连续多次挤压的挤管成形装置，包括：上模座、下模座和安装于上、下模座的导套及导柱，其特征在于，所述挤管成形装置还包括有：冲头，固定于所述上模座上且随所述上模座移动，用于对有色金属坯料进行挤压；上凹模，位于所述冲头的下方，且该上凹模具有一与所述冲头相配合的第一中空凹腔，所述第一中空凹腔包括冲头配合圆弧段和根据有色金属坯料不同挤压比而设置的至少两段并同轴的坯料挤压圆弧段，且至少两段的坯料挤压圆弧段从上往下其直径逐渐变小；下凹模，固定在所述下模座上并位于所述上凹模的下方且与上凹模相固定，另外，所述下凹模上还开设有一与第一中空凹腔同轴的第二中空凹腔，所述第二中空凹腔包括坯料成形圆弧段、锥形过渡圆弧段和等直径通孔圆弧段，其中，所述坯料成形圆弧段与坯料在成形管件过程中完全贴紧，所述等直径通孔圆弧段与坯料成形后的管件之间存在间隙；型芯，设置在所述下模座上且置于所述第二中空凹腔的内部，用于与所述下凹模相配合予以成形管件的中空部。2.根据权利要求1所述的一种针对有色金属连续多次挤压的挤管成形装置，其特征在于，所述下模座的内部还设置有用于驱动所述型芯正反转动的齿轮组和驱动所述齿轮组正反转的螺杆，其中，所述齿轮组包括中心齿轮、过渡齿轮和连接齿轮，所述中心齿轮设置在所述下模座的内部，所述中心齿轮的上部安装有所述型芯且所述中心齿轮、过渡齿轮以及连接齿轮之间依顺序相啮合的同时所述螺杆仍要保持与所述连接齿轮相啮合，用以通过螺杆的驱动作用带动齿轮组发生运动，进而实现中心齿轮上的型芯转动。3.根据权利要求2所述的一种针对有色金属连续多次挤压的挤管成形装置，其特征在于，所述螺杆与设置在所述下模座内的第一液压油缸相连，同时，所述第一液压油缸通过连通的油路与第二液压油缸相连通，所述第二液压油缸与所述上模座相连接，用以通过上模座的上下移动促使其第二液压油缸运动后再由该第二液压油缸促使其第一液压油缸的运动，进而带...

【专利技术属性】
技术研发人员：段兴旺，赵晓东，郑晓华，陈慧琴，田继红，贾晓斌，刘俊杰，龚彬，伏叶祥，杨强，
申请(专利权)人：太原科技大学，
类型：发明
国别省市：山西,14