外纵筋筒形件双向间歇式差速镦粗复合挤压成形方法技术

本公开提供一种外纵筋筒形件双向间歇式差速镦粗复合挤压成形方法，采用外纵筋筒形件双向差速挤压成形模具进行，包括如下步骤：组装成形模具并将其装配于挤压机上，并调整下凸模至预设高度；将坯料置于中空筒腔内并固定；控制上凸模及下凸模的下行速度，实现对坯料的镦粗挤压筋部成形以及差速挤压筒壁部成形。根据本公开的外纵筋筒形件双向间歇式差速镦粗复合挤压成形方法，通过控制上凸模与下凸模的下行差速，能够令不同长短的外筋充填饱满，做到无切削或者少切削，实现多条外筋筒形件的整体成形，避免了现有技术中因机械加工或焊接导致切断材料流线或者焊缝造成的关键部位强度不足使零件的承载能力和服役寿命降低的问题发生。

【技术实现步骤摘要】
外纵筋筒形件双向间歇式差速镦粗复合挤压成形方法
本公开涉及模具成形
，具体涉及一种外纵筋筒形件双向间歇式差速镦粗复合挤压成形方法。
技术介绍
带外纵筋筒形件作为一种飞行稳定装置，广泛应用在航空航天及国防军工等领域，其中外筋部位用于支撑翼片，一般需多条外筋。随着飞行速度越来越快及导航精度要求越来越高，稳定装置的使用性能要求日益提高，传统成形方式不能满足服役要求。对于外筋的传统成形方法包括直接挤压出整体内筋再通过机械加工的方式切断，或者将外筋焊接到筒体上。采用直接机械加工工艺虽然简单、方便，但由于机加工特征结构多、加工周期长生产效率低，刀具损耗大、材料利用率低、成本较高且环境污染严重。另外，直接加工出外部几何形状，必然切断了这些部位的金属流线，破坏了金属纤维组织，损坏其完整性，造成承载能力降低，不能满足零件服役性能的要求。焊接加工工艺必然存在焊缝强度的不够，从而会降低零件的承载能力，服役风险大。基于上述机械加工工艺和焊接加工工艺成形外纵筋筒形件存在的技术问题，尚未有相关的解决方案，因此迫切需要寻求有效方案以解决上述问题。公开内容因此，本公开要解决的技术问题在于提供一种外纵筋筒形件双向间歇式差速镦粗复合挤压成形方法，通过控制上凸模与下凸模的下行差速，能够令不同长短的外筋充填饱满，做到无切削或者少切削，实现多条外筋筒形件的整体成形，避免了现有技术中因机械加工或焊接导致切断材料流线或者焊缝造成的关键部位强度不足使零件的承载能力和服役寿命降低的问题发生。为了解决上述问题，本公开提供一种外纵筋筒形件双向间歇式差速镦粗复合挤压成形方法，采用外纵筋筒形件双向差速挤压成形模具进行，所述外纵筋筒形件双向差速挤压成形模具包括上凸模组件、下凸模组件、成形凹模组件，所述上凸模组件包括上凸模，所述下凸模组件包括下凸模，所述成形凹模组件包括成形凹模筒体且所述成形凹模筒体上构造有外纵筋成形部，所述上凸模以及所述下凸模的自由端分别插装于所述成形凹模筒体的中空筒腔内；所述方法包括如下步骤：S1，组装所述外纵筋筒形件双向差速挤压成形模具并将其装配于挤压机上，并调整所述下凸模至预设高度；S2，将坯料置于所述中空筒腔内并固定；S3，控制所述上凸模及所述下凸模的下行速度，实现对所述坯料的镦粗挤压筋部成形以及差速挤压筒壁部成形。可选地，在步骤S1之前，还包括：S11，加热所述坯料至预设成形温度并保温第一预设时间，并加热所述上凸模、成形凹模筒体、下凸模整体预热至所述预设成形温度以上并保温第二预设时间。可选地，所述预设成形温度为所述坯料对应材料的再结晶温度；和/或，所述第一预设时间或者第二预设时间为4～6小时。可选地，在步骤S2之前，还包括：S21，涂抹润滑剂于所述上凸模、下凸模和成形凹模筒体的坯料接触面上；或者，在步骤S3之后，还包括：S4，控制所述上凸模上行的同时控制所述下凸模上行以将挤压成形的筒形件推出所述中空筒腔。可选地，所述成形凹模筒体上构造有多条组装凹槽，多条组装凹槽沿所述成形凹模筒体的轴向延伸，且贯通所述成形凹模筒体的筒壁内外侧，每条所述组装凹槽中可拆卸地连接有多个成形模块，所述成形模块包括第一筋部模、第一筒壁模，所述第一筋部模上同时具有所述筋部成形面以及所述筒壁成形面；所述步骤S3中还包括：S31，将所述第一筋部模组装于述每条所述组装凹槽中并对所述第一筋部模进行径向及轴向的定位；S32，控制所述上凸模以第一速度下行挤压所述坯料至第一预设位置，同时控制所述下凸模的位置保持不变，形成筒形件的顶部筋的镦粗挤压成形，在所述顶部筋成形后控制所述上凸模停止下行；S33，将所述第一筒壁模组装于所述每条所述组装凹槽中使所述第一筋部模、第一筒壁模沿由所述上凸模到所述下凸模的方向依次设置并对所述第一筋部模、第一筒壁模进行径向及轴向的定位；S34，控制所述上凸模以所述第一速度下行挤压所述坯料至第二预设位置，同时控制所述下凸模以第二速度下行至第三预设位置，形成筒形件的腰部筒壁的差速挤压成形，在所述腰部筒壁成形后控制所述上凸模及下凸模皆停止下行，所述第二速度低于所述第一速度。可选地，所述成形模块还包括第二筋部模，在步骤S34之后还包括：S35，将所述第一筒壁模用所述第二筋部模取代，所述第一筋部模、第二筋部模沿由所述上凸模到所述下凸模的方向依次设置并对所述第一筋部模、第二筋部模进行径向及轴向的定位；S36，控制所述上凸模以所述第一速度下行挤压所述坯料至第四预设位置，同时控制所述下凸模的位置保持不变，形成筒形件的腰部筋的镦粗挤压成形，在所述腰部筋成形后控制所述上凸模停止下行。可选地，所述成形模块还包括第二筒壁模，在步骤S36之后还包括：S37，将所述第二筒壁模组装于所述第二筋部模朝向所述下凸模的一侧，并对所述第二筒壁模进行径向及轴向的定位；S38，控制所述上凸模以所述第一速度下行挤压所述坯料至第五预设位置，同时控制所述下凸模以低于所述第二速度的速度下行至第六预设位置，形成筒形件的腰部筒壁的差速挤压成形，在所述腰部筒壁成形后控制所述上凸模及下凸模皆停止下行。可选地，所述成形模块还包括第三筒壁模、第四筒壁模，在步骤S38之后还包括：S39，将所述第三筒壁模、第四筒壁模依次组装于所述第二筒壁模朝向所述下凸模的一侧并对所述所述第三筒壁模、第四筒壁模进行径向及轴向的定位；S40，控制所述上凸模以所述第一速度下行挤压所述坯料至第七预设位置，同时控制所述下凸模以所述第二速度下行至第八预设位置，形成筒形件的底部筒壁的差速挤压成形，在所述底部筒壁成形后控制所述上凸模及下凸模皆停止下行。可选地，所述成形模块还包括第三筋部模，在步骤S40之后还包括：S41，将所述第三筒壁模用所述第三筋部模取代，并对所述所述第三筋部模、第四筒壁模进行径向及轴向的定位；S42，控制所述上凸模以所述第一速度下行挤压所述坯料至第九预设位置，同时控制所述下凸模的位置保持不变，形成筒形件的底部筋的镦粗挤压成形，在所述底部筋成形后控制所述上凸模及下凸模皆停止下行；S43，继续控制所述上凸模以所述第一速度下行挤压所述坯料至第十预设位置，同时控制所述下凸模以所述第二速度下行至第十一预设位置后，控制所述上凸模及下凸模皆停止下行。可选地，所述坯料的材质为铝合金，所述第一速度为1mm/s，所述第二速度为0.75mm/s，所述步骤S38中所述下凸模的下行速度为0.7mm/s。本公开提供的外纵筋筒形件双向间歇式差速镦粗复合挤压成形方法，能够控制所述上凸模下行速度大于所述下凸模的下行速度，从而能够令所述上凸模挤压坯料实现塑性变形，与之同时下凸模向下移动则给出坯料材料的流动空间，坯料自上而下逐渐形成筒形件，由于上凸模压下速度大于下凸模压下速度，类似于反挤压的受力状态，坯料发生塑性成形的区域先镦粗后向下流动，这样在成形筋的部位设计凹槽，利用镦粗时候坯料的径向流动，可成形出外筋，挤压过程中可从本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种外纵筋筒形件双向间歇式差速镦粗复合挤压成形方法，其特征在于，采用外纵筋筒形件双向差速挤压成形模具进行，所述外纵筋筒形件双向差速挤压成形模具包括上凸模组件、下凸模组件、成形凹模组件，所述上凸模组件包括上凸模(11)，所述下凸模组件包括下凸模(21)，所述成形凹模组件包括成形凹模筒体(31)且所述成形凹模筒体(31)上构造有外纵筋成形部，所述上凸模(11)以及所述下凸模(21)的自由端分别插装于所述成形凹模筒体(31)的中空筒腔内；所述方法包括如下步骤：/nS1，组装所述外纵筋筒形件双向差速挤压成形模具并将其装配于挤压机上，并调整所述下凸模(21)至预设高度；/nS2，将坯料(100)置于所述中空筒腔内并固定；/nS3，控制所述上凸模(11)及所述下凸模(21)的下行速度，实现对所述坯料(100)的镦粗挤压筋部成形以及差速挤压筒壁部成形。/n

【技术特征摘要】
1.一种外纵筋筒形件双向间歇式差速镦粗复合挤压成形方法，其特征在于，采用外纵筋筒形件双向差速挤压成形模具进行，所述外纵筋筒形件双向差速挤压成形模具包括上凸模组件、下凸模组件、成形凹模组件，所述上凸模组件包括上凸模(11)，所述下凸模组件包括下凸模(21)，所述成形凹模组件包括成形凹模筒体(31)且所述成形凹模筒体(31)上构造有外纵筋成形部，所述上凸模(11)以及所述下凸模(21)的自由端分别插装于所述成形凹模筒体(31)的中空筒腔内；所述方法包括如下步骤：
S1，组装所述外纵筋筒形件双向差速挤压成形模具并将其装配于挤压机上，并调整所述下凸模(21)至预设高度；
S2，将坯料(100)置于所述中空筒腔内并固定；
S3，控制所述上凸模(11)及所述下凸模(21)的下行速度，实现对所述坯料(100)的镦粗挤压筋部成形以及差速挤压筒壁部成形。


2.根据权利要求1所述的外纵筋筒形件双向间歇式差速镦粗复合挤压成形方法，其特征在于，在步骤S1之前，还包括：
S11，加热所述坯料(100)至预设成形温度并保温第一预设时间，并加热所述上凸模(11)、成形凹模筒体(31)、下凸模(21)整体预热至所述预设成形温度以上并保温第二预设时间。


3.根据权利要求2所述的外纵筋筒形件双向间歇式差速镦粗复合挤压成形方法，其特征在于，所述预设成形温度为所述坯料(100)对应材料的再结晶温度；和/或，所述第一预设时间或者第二预设时间为4～6小时。


4.根据权利要求1所述的外纵筋筒形件双向间歇式差速镦粗复合挤压成形方法，其特征在于，在步骤S2之前，还包括：
S21，涂抹润滑剂于所述上凸模(11)、下凸模(21)和成形凹模筒体(31)的坯料接触面上；或者，
在步骤S3之后，还包括：
S4，控制所述上凸模(11)上行的同时控制所述下凸模(21)上行以将挤压成形的筒形件推出所述中空筒腔。


5.根据权利要求1所述的外纵筋筒形件双向间歇式差速镦粗复合挤压成形方法，其特征在于，所述成形凹模筒体(31)上构造有多条组装凹槽(311)，多条组装凹槽(311)沿所述成形凹模筒体(31)的轴向延伸，且贯通所述成形凹模筒体(31)的筒壁内外侧，每条所述组装凹槽(311)中可拆卸地连接有多个成形模块，所述成形模块包括第一筋部模(422)、第一筒壁模(412)，所述第一筋部模(422)上同时具有所述筋部成形面(421)以及所述筒壁成形面(411)；
所述步骤S3中还包括：
S31，将所述第一筋部模(422)组装于述每条所述组装凹槽(311)中并对所述第一筋部模(422)进行径向及轴向的定位；
S32，控制所述上凸模(11)以第一速度下行挤压所述坯料(100)至第一预设位置，同时控制所述下凸模(21)的位置保持不变，形成筒形件的顶部筋的镦粗挤压成形，在所述顶部筋成形后控制所述上凸模(11)停止下行；
S33，将所述第一筒壁模(412)组装于所述每条所述组装凹槽(311)中使所述第一筋部模(422)、第一筒壁模(412)沿由所述上凸模(11)到所述下凸模(21)的方向依次设置并对所述第一筋部模(422)、第一筒壁模(412)进行径向及轴向的定位；
S34，控制所述上凸模(11)以所述第一速度下行挤压所述坯料(100)至第二预设位置，同时控制所述下凸模(21)以第二速度下行至第三预设位置，形成筒形件的腰部筒壁的差速挤压成形，在所述腰部筒壁成形后控制所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：任贤魏，郭睿，阚帅领，赵熹，张治民，徐建，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：山西;14