低塑性合金超大变形量薄壁管的辊压成形方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种低塑性合金超大变形量薄壁管的辊压成形方法，包括主轴、限位支架和动力装置，还包括辊波装置和整形装置，辊波装置包括若干辊波支架和变径心轴，辊波支架上设有辊波模，整形装置包括若干整形支架，整形支架上设有辊平模，主轴、辊波支架、整形支架均与动力装置连接。本发明专利技术在管坯预成形阶段采用步进辊压的方式加工，不仅解决了传统辊压成形难的问题，同时也解决了传统辊压管坯因在同步辊压多个波时，波谷处材料无法流入而导致过渡减薄的问题；在管坯整形阶段采用步进辊压的方式加工，能够减小了变形过程中材料的流动阻力，确保整形后的管壁各处材料能够分布均匀。

Rolling Forming Method and Device for Super Large Deformation Thin-walled Tube of Low Plastic Alloy

The invention discloses a roll forming method for thin-walled tube with super large deformation of low plastic alloy, including spindle, limit bracket and power device, roll wave device and shaping device. The roll wave device includes several roll wave brackets and variable diameter mandrels, roll wave mode is arranged on the roll wave bracket, shaping device includes several shaping brackets, roll flat die is arranged on the shaping bracket, spindle and roll wave bracket are arranged on the shaping bracket. The bracket and shaping bracket are connected with the power device. In the preform stage of the tube blank, the method of step roll pressing is adopted to process the tube blank, which not only solves the difficult problem of traditional roll forming, but also solves the problem that the material at the trough can't flow into the tube blank and causes the transition thinning when the tube blank is rolled in several waves at the same time. The method of step roll pressing in the tube blank shaping stage can reduce the material flow in the deformation process. Resistance ensures uniform distribution of material around the tube wall after shaping.

【技术实现步骤摘要】
低塑性合金超大变形量薄壁管的辊压成形方法及装置
本专利技术涉及薄壁管辊压成形
，尤其是涉及一种低塑性合金超大变形量薄壁管的辊压成形方法及装置。
技术介绍
传统对合金薄壁管件的成形一般采用辊压成形、内高压成形或者温成形的方式加工，但存在以下问题：1.因合金薄壁管件本身材质属于低塑性材料（比如镁铝合金），在常温下，难易实现大的变形，采用辊压的方式加工，会导致薄壁管件出现圆角起皱问题，若在加工时，薄壁管件内部缺少支撑，则还会发生失稳，甚至在辊压时，因管件局部过渡减薄而出现开裂；2.采用内高压加工时，虽然解决了材质本身不容易变形的问题，但薄壁管件会因大变形而带来管壁某处的过渡减薄、各部分管壁上材料分布不均匀、壁厚差较大等问题。3.采用温成形加工，设备结构复杂，能耗较大，成本高。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种低塑性合金超大变形量薄壁管的辊压成形方法，欲通过该方法来降低生产成本，解决成形难、管壁材料分布不均匀等问题，进一步提供该方法所需要使用的成形装置。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：低塑性合金超大变形量薄壁管的辊压成形方法，包括以下工序：工序1：将待加工管坯内壁打毛，增加管壁粗糙度，增强管壁黏着合金的能力；工序2：采用离心浇铸法在工序1处理过的管坯内壁均匀铺上一层低熔点合金；工序3：采用步进辊压的方式将工序2处理过的管坯外表面辊压出波纹；工序4：采用步进辊压的方式将工序3处理过的管坯上的波纹压平，形成成品管件；工序5：将工序4形成的成品管件通过高温水浴浸泡，回收附着在其内壁上的低熔点合金；工序6：采用专用溶剂将工序5处理过的成品管件进行清洗。本专利技术进一步优选方案：所述的工序3包括以下步骤：步骤1：在管坯中间辊压出波谷；步骤2：从管坯中间向管坯轴端两侧且按预定间距依次辊压出若干波谷；采用步进式加工，先在管坯中部辊出波谷，再从其变形中部向轴端两侧依次辊出波谷，管坯两端的材料因不受约束，被逐步拉入管坯中部已变形区域，达到了管坯两端向管坯中部补料的目的（管坯自补料），因此，解决了传统辊压管坯因在同步辊压多个波时，波谷处材料无法流入而导致过渡减薄的问题。（辊波后，波峰与原管坯直径近似相等，轴向长度缩短。）本专利技术进一步优选方案：所述的工序4包括以下步骤：步骤3：将管坯轴端两侧的波峰辊压至与波谷平齐；步骤4：从管坯轴端两侧向管坯中间将若干波峰依次辊压至与波谷平齐。管坯整形过程的加工顺序恰与辊波预成形相反，即先将管坯的轴端两侧先进行压平，再从管坯轴端两侧向管坯中间依次将波峰压平，大幅减小了变形过程中材料的流动阻力，确保整形后的管壁各处材料能够分布均匀。（辊平后，管坯成形为薄壁管件，轴向长度增加，管径变小。）另外，在管坯整形过程中，可采用双向拉伸气缸对管坯两端进行拉伸，能够有效防止管坯因长度增加而导致的管坯表面起皱。本专利技术进一步优选方案：所述的专用溶剂的成分包括烷基硅酸钠、硫酸钠、六偏磷酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、椰油酸二乙醇酰胺、水。低塑性合金超大变形量薄壁管的辊压成形装置，包括主轴、限位支架和动力装置，还包括辊波装置和整形装置，所述的辊波装置包括若干辊波支架和变径心轴，所述的辊波支架上设有辊波模，所述的整形装置包括若干整形支架，所述的整形支架上设有辊平模，所述的主轴、辊波支架、整形支架均与动力装置连接，所述的动力装置可驱动主轴旋转，所述的动力装置可驱动辊波支架与整形支架平移；管坯一端与限位支架活动连接，另一端与主轴连接，由主轴带动管坯旋转，动力装置驱动辊波支架平移，使辊波模贴近管坯，进而由辊波模在管坯上辊出波谷；同理，动力装置驱动整形支架平移，使辊平模贴近管坯，由辊平模将管坯上的波峰辊平。其中，动力装置包括电机、液压缸和双向拉伸气缸。所述的变径心轴包括芯轴和若干支撑单元，所述的若干支撑单元按预定间距外套于芯轴，相邻两个支撑单元通过第一拉杆连接，所述的支撑单元包括一个支撑块和两个滑块，所述的支撑块设于两个滑块之间且可进行上下活动。管坯辊波预成形过程需要外套在变径心轴上，是为了确保管坯辊波后能够顺利脱模。本专利技术进一步优选方案：所述的若干辊波支架间隔预定角度呈环形阵列布置，且相邻两个辊波支架上的辊波模沿主轴的轴向相互错开布置。因管坯本身材料的变径极限受限，相邻两个波谷之间的间距不宜过大，导致单排辊波支架上无法设置两个以上的辊波模，为此，设置了多个呈环形阵列分布的辊波支架，相邻两个辊波支架上的辊波模沿主轴的轴向相互错开布置，则是为了消除多个辊波模之间相互干涉的问题。本专利技术进一步优选方案：所述的若干整形支架间隔预定角度呈环形阵列布置，且相邻两个辊波支架上的辊波模沿主轴的轴向相互错开布置。此技术方案与上述若干辊波支架设置的原理类同，为了消除多个辊平模之间相互干涉的问题。本专利技术进一步优选方案：所述的两个滑块上均设有可活动的第二拉杆，所述的第二拉杆一端与支撑块固定连接，第二拉杆的另一端与相邻的第一拉杆铰接。在管坯辊波前，将两个第一拉杆向中间挤压，支撑单元移动刀预定位置，同时，支撑单元上的支撑块被第二拉杆顶起，将待加工管坯套入此时状态的变径心轴上，进行辊波预成形；直至辊波预成形结束，将第一拉杆向芯轴两端进行双向拉伸，支撑块复位，辊波后的管坯就可从变径心轴上脱离出来。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：1.在将待加工管坯内壁打毛，能够增加管壁粗糙度，增强管壁黏着合金的能力；采用离心浇铸法在管坯内壁均匀铺上一层低熔点的合金，来提高管坯内壁的抗拉能力，降低管壁开裂、起皱的趋势，在常温下，提高低塑性合金薄壁管件的成形能力；2.在管坯预成形阶段采用步进辊压的方式加工，不仅解决了传统辊压成形难的问题，同时也解决了传统辊压管坯因在同步辊压多个波时，波谷处材料无法流入而导致过渡减薄的问题；3.在管坯整形阶段采用步进辊压的方式加工，能够减小了变形过程中材料的流动阻力，确保整形后的管壁各处材料能够分布均匀；4.采用水浴浸泡的方式回收内衬合金，降低了能耗，减少资源成本，具有可持续发展性。附图说明图1为管坯各个阶段结构示意图；图2为本专利技术结构示意图一；图3为本专利技术结构示意图二；图4为本专利技术结构示意图三；图5为变径心轴结构示意图一；图6为变径心轴结构示意图二；图7为本专利技术结构示意图四。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1至图6所示：低塑性合金超大变形量薄壁管的辊压成形方法，包括以下工序：工序1：将待加工管坯111内壁打毛；工序2：采用离心浇铸法在工序1处理过的管坯111内壁均匀铺上一层低熔点合金114；其中，低熔点合金熔点远小于管坯111熔点；工序3：采用步进辊压的方式将工序2处理过的管坯111外表面辊压出波纹；工序4：采用步进辊压的方式将工序3处理过的管坯111上的波纹压平，形成成品管件；工序5：将工序4形成的成品管件通过高温水浴浸泡，回收附着在其内壁上的低熔点合金；工序6：采用专用溶剂将工序5处理过的成品管件进行清洗。在将待加工管坯111内壁打毛，能够增加管壁粗糙度，增强管壁黏着合金的能力；采用离心浇铸法在管坯111内壁均匀铺上一层低熔点的合金，来提高管坯111内壁的抗拉能力本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.低塑性合金超大变形量薄壁管的辊压成形方法，其特征在于包括以下工序：工序1：将待加工管坯内壁打毛；工序2：采用离心浇铸法在工序1处理过的管坯内壁均匀铺上一层低熔点合金；（具体实施方式说明下厚度）工序3：采用步进辊压的方式将工序2处理过的管坯外表面辊压出波纹；工序4：采用步进辊压的方式将工序3处理过的管坯上的波纹压平，形成成品管件；工序5：将工序4形成的成品管件通过高温水浴浸泡，回收附着在其内壁上的低熔点合金；工序6：采用专用溶剂将工序5处理过的成品管件进行清洗。

【技术特征摘要】
1.低塑性合金超大变形量薄壁管的辊压成形方法，其特征在于包括以下工序：工序1：将待加工管坯内壁打毛；工序2：采用离心浇铸法在工序1处理过的管坯内壁均匀铺上一层低熔点合金；（具体实施方式说明下厚度）工序3：采用步进辊压的方式将工序2处理过的管坯外表面辊压出波纹；工序4：采用步进辊压的方式将工序3处理过的管坯上的波纹压平，形成成品管件；工序5：将工序4形成的成品管件通过高温水浴浸泡，回收附着在其内壁上的低熔点合金；工序6：采用专用溶剂将工序5处理过的成品管件进行清洗。2.根据权利要求1所述的低塑性合金超大变形量薄壁管的辊压成形方法，其特征在于所述的工序3包括以下步骤：步骤1：在管坯中间辊压出波谷；步骤2：从管坯中间向管坯轴端两侧且按预定间距依次辊压出若干波谷。3.根据权利要求2所述的低塑性合金超大变形量薄壁管的辊压成形方法，其特征在于所述的工序4包括以下步骤：步骤3：将管坯轴端两侧的波峰辊压至与波谷平齐；步骤4：从管坯轴端两侧向管坯中间将若干波峰依次辊压至与波谷平齐。4.根据权利要求1所述的低塑性合金超大变形量薄壁管的辊压成形方法，其特征在于所述的专用溶剂的成分包括烷基硅酸钠、硫酸钠、六偏磷酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、椰油酸二乙醇酰胺、水。5.低塑性合金超大变形量...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘文，王春鸽，林立，于艳东，陈少强，施阳炯，罗开臣，张池，
申请(专利权)人：浙江大学宁波理工学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33