旋转挤压成形钢包套端盖加工方法及相应的模具和刀具技术

本发明专利技术提供一种内外旋转挤压成形钢包套端盖加工方法及其相应的加工模具和刀具，属于热等静压材料成形技术领域。所述加工方法包括下料、旋转挤压擀制钢包套端盖的外翻边、旋转挤压擀制内翻边及精加工钢包套端盖的外圆。钢包套端盖的加工模具包括：相互配合的上胎和下胎，及相互配合的内胎和外胎。旋转加工刀具，用于内外旋转挤压成形钢包套端盖的擀制加工，旋转加工刀具包括半圆弧，所述半圆弧的粗糙度不大于0.8um。本发明专利技术中的模具和刀具制作成本低，加工工期短；包套端盖的加工方法简单易行，便于操作。包套端盖与包套焊接，以保证其气密性，充当模具角色实现近净型，经热等静压成形使用后，性能符合使用要求。性能符合使用要求。性能符合使用要求。

【技术实现步骤摘要】
旋转挤压成形钢包套端盖加工方法及相应的模具和刀具


[0001]本专利技术涉及热等静压材料成形


技术介绍

[0002]在热等静压工艺中，制品的密度、尺寸和形状需依靠包套的保护以确保其符合使用要求，包套在热等静压工艺制品的成形过程中起到压力介质作用。热等静压钢包套压制品的机械性能可以达到工业级铍粉能达到的性能极限；在更高温度下压制，压制品强度稍微降低，但延展性得以改善。由于压力从各个方向施加于钢包套及其包覆的压制品中，因此需要通过钢包套传递压力并保护压制品的形状，以获得显微组织和机械性能各项同性的热等静压压坯。
[0003]现有技术中，钢包套端盖的常规加工方法是，用ST14或A3板厚板18mm，通过气割下料，由车床加工，加工周期长，费用相对较高，而且在机加加工过程中，在车端盖的凹槽时，因为端盖坯料整体的壁厚一般为1.5mm～3mm，容易车出颤纹，在热等静压高温高压各项同等压力压制过程中，容易撕裂，造成产品报废，报废率通常在10％左右，大大降低产品的成品率。
[0004]若采用拉伸模具加工端盖，则需要制做凹模、凸模、压边圈等一整套模具，加工凹模和凸模的成本在2.5万元以上，而且需要在压力机上完成，其加工不方便、人力投入大、加工时间长。

技术实现思路

[0005]为了克服现有技术中的缺陷，本专利技术第一方面提供一种内外旋转挤压成形钢包套端盖加工方法，其包括：
[0006]步骤S1.下料:
[0007]钢包套端盖的下料尺寸不小于钢包套端盖的中径加钢包套的高度，再加预留切边量，再减去旋转进给刀具的R角圆弧的半径值。
[0008]步骤S2.旋转挤压擀制钢包套端盖的外翻边：
[0009]将下胎固定在加工设备上，将端盖坯料固定在上胎与下胎之间，找正并紧固；
[0010]驱动动擀制旋转加工刀具运动，利用径向力和轴向力同时作用，挤压摩擦产生热量，促使端盖的外翻边成形。
[0011]利用旋转加工刀具旋转并轴向进给挤压所述端盖坯料，所述旋转加工刀具与所述端盖坯料之间摩擦产生热量，在所述热量和旋转加工刀具的轴向进给和横向挤压作用下，将端盖坯料的外翻边擀制为与端盖径向垂直的状态。
[0012]步骤S3.旋转挤压擀制内翻边：
[0013]将加工设备与内胎固接，并由内胎夹持已经加工好外翻边的所述端盖坯料，再将内胎和外胎紧固连接，然后利用旋转加工刀具挤压加工端盖坯料的内翻边，所述旋转加工刀具与坯料摩擦产生热量，热量和挤压的作用将端盖坯料的内翻边加工完成。
[0014]旋转进给刀具的R角的粗糙度小于0.8um。
[0015]步骤S4.精加工：
[0016]将热等静压加工的素胚装入所述钢包套，所述钢包套内部进行脱气处理，将所述钢包套端盖与包套筒连接，对钢包套端盖精车外圆，加工去除下料预留的切边量，保证连接缝间隙平齐、端面平齐。
[0017]上述加工过程中所述旋转刀头的轴线与机床主轴的轴线之间的夹角为45
°
。
[0018]本专利技术第二方面提供一种钢包套端盖的加工模具，用于旋转挤压成形钢包套端盖的加工，其具体包括：
[0019]用于加工钢包套端盖的外翻边的上胎和下胎；
[0020]用于加工钢包套端盖的内翻边的内胎和外胎；
[0021]所述下胎包括直径不同的第一圆柱和第二圆柱，且两个圆柱为一体结构；第一圆柱的直径小于第二圆柱的直径；所述下胎的的纵剖面为凸台形；
[0022]所述第一圆柱用于与加工设备配合，并由加工设备带动所述下胎旋转。所述下胎的第二圆柱的外端面与所述上胎之间夹装端盖坯料，所述第二圆柱的外端面包括圆角。
[0023]所述上胎包括第三圆柱和第四圆柱，所述第三圆柱与所述下胎的第二圆柱之间夹持所述端盖坯料；所述第三圆柱的直径大于所述第四圆柱的直径，且第三圆柱和第四圆柱为一体结构；所述第四圆柱的中心点与加工机具的顶点配合，以便上胎与下胎夹紧所述端盖坯料，便于旋转加工。
[0024]所述上胎与所述端盖坯料接触的端面边缘包括倒角。
[0025]所述内胎内外侧端面均为阶梯形圆环结构，所述内侧端面的阶梯形圆环与所述外胎之间夹持所述端盖坯料的半成品；内侧端面的阶梯形圆环台阶分界面包括轴向的凹槽，用于嵌入所述端盖坯料半成品的外边缘，所述凹槽的深度不小于所述端盖坯料半成品的外边缘的高度。
[0026]所述内胎的阶梯形圆环的内径与所述端盖坯料内翻边的直径相同。
[0027]所述内胎的阶梯形圆环包括圆角。
[0028]所述外胎的外侧端面为平面圆环形，所述外胎的内侧端面为阶梯形圆环。
[0029]所述外胎内侧的阶梯形圆环的阶梯高度等于所述内胎内侧阶梯形圆环高度与端盖坯料厚度的差值。
[0030]本专利技术第三方面提供一种旋转加工刀具，用于内外旋转挤压成形钢包套端盖的擀制加工，所述旋转刀具包括主轴，该主轴末端通过轴承连接旋转刀头。
[0031]旋转加工刀具与工件接触部位具有光滑的圆弧面，旋转加工刀具锥面起擀制让刀。
[0032]所述钢包套端盖的圆角、内胎的圆角、外胎的圆角的半径为：R＝Kr+t；
[0033]其中：K为系数，弯曲为垂直时，K＝1.1；
[0034]r为各部件对应的坯料的最小弯曲半径；
[0035]t为各部件对应的坯料的厚度；
[0036]所述旋转刀头包括圆环部，该圆环部末端连接径向外廓为半圆弧的圆柱；所述圆环部嵌装于所述轴承外部；所述半圆弧的粗糙度不大于0.8um。
[0037]本专利技术所述技术方案的优点是：
[0038]1.胎具和旋转加工工具制作成本低，加工工期短。
[0039]2.包套端盖的加工方法简单易行，便于操作。
[0040]3.包套端盖与包套焊接，粉末的热等静压近净成形通过使用专门的包套，被包覆粉末材料以屏蔽气体进入粉末内部，以保证其气密性，充当模具角色实现近净型，以达到控制最终零件形状的目的，经热等静压成形使用后，性能符合使用要求。
附图说明
[0041]图1为本专利技术所述旋转加工刀具的一优选实施例的结构示意图；
[0042]图2为本专利技术所述加工模具的下胎结构示意图；
[0043]图3为本专利技术所述加工模具的上胎结构示意图；
[0044]图4为本专利技术所述加工模具的内胎结构示意图；
[0045]图5为本专利技术所述加工模具的外胎结构示意图；
[0046]图6为本专利技术所述钢包套端盖的加工方法的外翻边的加工方法示意图；
[0047]图7为本专利技术所述钢包套端盖的加工方法的内翻边的加工方法示意图；
[0048]图8为本专利技术所述钢包套端盖成品的轴向结构剖面图。
具体实施方式
[0049]以下结合附图对本专利技术的具体实施方式作出详细说明。
[0050]实施例1.一种内外旋转挤压成形钢包套端盖的加工方法，其选用钢包套端盖的材料为08Al、ST14或A3，上述材料具有良好的冷态深冲性能，经验证本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种内外旋转挤压成形钢包套端盖加工方法，其特征在于，包括：步骤S1.根据钢包套端盖的尺寸确定其下料尺寸并下料:所述钢包套端盖的下料尺寸不小于所述钢包套端盖的中径、钢包套的高度、预留切边量及旋转进给刀具的R角圆弧的半径值之和；步骤S2.旋转挤压擀制所述钢包套端盖的外翻边：将下胎固定在加工设备上，将端盖坯料固定在上胎与下胎之间，找正并紧固；驱动旋转加工刀具进行擀制运动，利用径向力和轴向力同时作用，挤压摩擦产生热量，促使所述钢包套端盖的外翻边成形；将所述端盖坯料的外翻边擀制为与所述钢包套端盖径向垂直的状态；步骤S3.旋转挤压擀制内翻边：将已经加工好外翻边的所述端盖坯料固装于内胎和外胎之间，并将内胎和外胎紧固连接，将所述旋转加工刀具移动至所述端盖坯料的内边缘处，利用所述旋转加工刀具挤压加工所述端盖坯料的内翻边；步骤S4.精加工：对所述钢包套端盖的外圆进行精加工，去除预留切边量，将热等静压加工的素胚装入钢包套的套筒，将加工好内外翻边的所述钢包套端盖与所述钢包套的套筒密封连接。2.如权利要求1所述的内外旋转挤压成形钢包套端盖加工方法，其特征在于，所述旋转进给刀具的轴线与机床主轴的轴线之间的夹角为0
°
～45
°
。3.如权利要求1或所述的内外旋转挤压成形钢包套端盖加工方法，其特征在于，所述步骤S4中，连接后的钢包套内部进行脱气处理。4.如权利要求1或所述的内外旋转挤压成形钢包套端盖加工方法，其特征在于，旋转进给刀具的R角的粗糙度小于0.8um。5.一种钢包套端盖的加工模具，其特征在于，所述加工模具包括：相互配合的上胎和下胎，及相互配合的内胎和...

【专利技术属性】
技术研发人员：王春武，汪凯，王奎，何季麟，石银柱，袁志坚，周凯，刘宁，瞿康发，李军义，邵伟，范雨昳，饶晓方，
申请(专利权)人：西北稀有金属材料研究院宁夏有限公司，
类型：发明
国别省市：