本发明专利技术公开了一种带高肋变截面Ω型构件复合热挤压装置及方法，该挤压装置包括：热挤压模具、两个侧向滚挤转动机构、两个侧向水平驱动机构和两个升降平台；两个升降平台分别位于热挤压模具的左右两侧；一个侧向滚挤转动机构和一个侧向水平驱动机构安装左侧升降平台上；另一侧向滚挤转动机构和另一侧向水平驱动机构安装右侧升降平台上；侧向滚挤转动机构位于热挤压模具和侧向水平驱动机构之间。本发明专利技术通过新颖的侧向滚挤自动装置的设计，解决了大尺寸非等截面带肋板和局部凸台特征的圆弧壁板构件成形困难的问题。板构件成形困难的问题。板构件成形困难的问题。
【技术实现步骤摘要】
一种带高肋变截面
Ω
型构件复合热挤压装置及方法
[0001]本专利技术属于金属制造
，尤其涉及一种带高肋变截面Ω型构件复合热挤压装置及方法。
技术介绍
[0002]随着在航空航天、高速列车和汽车等领域的快速发展，“质量更高、性能更强、速度更快”日益成为了是飞机及航天器、轨道交通、新能源代步工具等新一代的产品主要技术目标。因此，带复杂肋板和凸台特征结构的轻质薄壁结构产品高强度的需求明显上升，从而对复杂构件大型化、轻量化、一体化的制造要求越来越极限。
[0003]但是，在受到挤压设备能力和生产成本的双重约束下，传统立式热挤压工艺已无法制备出大尺寸异形截面带复杂肋板特征结构的热挤压产品，尤其是内壁径向带凸起或凹槽结构的，外壁带交叉肋板和凸台特征的挤压圆弧构件。通常为了简化生产工序和降低生产成本，大尺寸规格的非等截面复杂构件通常采用铸造加工或者机加工+焊接等工艺，后续进行铸件的局部加工或者整体构件的局部特征加工，存在较高的产品性能和尺寸不合格的质量风险。因而，如何在带复杂肋板和凸台特征结构的轻质薄壁结构产品上实现生产效率提高同时产品性能提升，是热挤压
内技术人员面临的难题。
技术实现思路
[0004]本专利技术的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种带高肋变截面Ω型构件复合热挤压装置及方法，通过新颖的侧向滚挤自动装置的设计，解决了大尺寸非等截面带肋板和局部凸台特征的圆弧壁板构件成形困难的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术公开了一种带高肋变截面Ω型构件复合热挤压装置，包括：热挤压模具、两个侧向滚挤转动机构、两个侧向水平驱动机构和两个升降平台；
[0006]两个升降平台分别位于热挤压模具的左右两侧；
[0007]一个侧向滚挤转动机构和一个侧向水平驱动机构安装左侧升降平台上；
[0008]另一侧向滚挤转动机构和另一侧向水平驱动机构安装右侧升降平台上；
[0009]侧向滚挤转动机构位于热挤压模具和侧向水平驱动机构之间。
[0010]在上述带高肋变截面Ω型构件复合热挤压装置中，热挤压模具，包括：挤压上模、挤压下模和下顶出机构；
[0011]挤压上模安装在挤压设备的上平台，挤压下模安装在挤压设备的下平台；挤压上模的位置与挤压下模的位置相对应；
[0012]下顶出机构设置在挤压下模的中心通孔内；下顶出机构处于零位状态时，下顶出机构的顶端型面与挤压下模的顶端型面光滑过渡。
[0013]在上述带高肋变截面Ω型构件复合热挤压装置中，侧向滚挤转动机构，包括：带U型槽滚轮组件、滚轮支座、支座滑动导轨、滚轴和扭转机构；
[0014]滚轮支座设置在支座滑动导轨上；
[0015]滚轴安装在滚轮支座上；
[0016]带U型槽滚轮组件套装在滚轴上；
[0017]扭转机构安装在滚轴的一端。
[0018]在上述带高肋变截面Ω型构件复合热挤压装置中，侧向滚挤转动机构具备三轴运动的功能：
[0019]侧向水平驱动机构向滚轮支座施加侧向推力，使滚轮支座沿支座滑动导轨侧向水平运动，进而带动带U型槽滚轮组件向热挤压模具靠近，实现水平方向的运动；
[0020]转机构驱动滚轴转动，实现轴向运动；
[0021]升降平台上下运动，进而带动侧向滚挤转动机构整体上下位移，实现垂直方向的运动。
[0022]在上述带高肋变截面Ω型构件复合热挤压装置中，水平方向的运动、滚轴运动和竖直方向的运动三者协同工作：根据侧向水平驱动机构的推进速度和挤压上模的下压速度，进行侧向滚挤转动机构的转动和线性运动的速度协同控制。
[0023]在上述带高肋变截面Ω型构件复合热挤压装置中，带U型槽滚轮组件中的各种尺寸规格的滚轮内的U型槽均具有一定的型面锥度，利于金属流动和脱模；带U型槽滚轮组件中的各滚轮的外形截面尺寸均满足非等圆二次曲线特征，在轴向和垂直方向协同运动过程中带U型槽滚轮组件中的各滚轮的表面与挤压产品表面始终保持相切；带U型槽滚轮组件中的各滚轮内的U型槽和各滚轮的外型面根据挤压产品外壁不同特征结构而变化。
[0024]在上述带高肋变截面Ω型构件复合热挤压装置中，挤压过程如下：挤压坯通过热挤压模具在挤压成形的过程中上壁板部分获得正交肋板特征结构，然后通过侧向滚挤转动机构和侧向水平驱动机构，将带U型槽滚轮组件与挤压坯侧壁板部分进行滚挤成形，获得径向肋板特征结构；当升降平台带动侧向滚挤转动机构垂直下行运动时，将多余金属流动至两侧角部，在带U型槽滚轮组件与挤压下模共同作用下，获得饱满的勾型角部特征结构，得到挤压产品。
[0025]在上述带高肋变截面Ω型构件复合热挤压装置中，挤压产品为带各种肋板特征的挤压产品，包括：非等截面圆弧构件、等截面圆弧壁板构件、带径向肋板弧面构件、侧面带正交肋板的圆弧构件、侧面带局部凸台的肋板圆弧和侧面带交叉肋板圆弧构件。
[0026]在上述带高肋变截面Ω型构件复合热挤压装置中，挤压坯的材料为各类金属材料，包括：铝合金、镁合金、铜合金、钛合金及铝锂合金、铝镁合金和不锈钢。
[0027]相应的，本专利技术还公开了一种基于带高肋变截面Ω型构件复合热挤压装置的挤压方法，包括：
[0028]将圆弧板挤压坯料置于挤压下模的圆弧凸起型面上，通过挤压设备对热挤压模具加压，挤压上模向下运动，对位于挤压下模的圆弧凸起型面上的圆弧板挤压坯料进行挤压，在挤压成形的过程中，挤压坯料上壁板部分获得正交肋板特征结构，内腔壁板获得整体变截面圆弧以及局部凸台和凹槽特征；
[0029]通过侧向滚挤转动机构和侧向水平驱动机构，将带U型槽滚轮组件与挤压坯料侧壁板部分进行滚挤成形，获得径向肋板特征结构；
[0030]升降平台带动带U型槽滚轮组件垂直下行运动时，将多余金属流动至两侧角部，在带U型槽滚轮组件与挤压下模共同作用，获得饱满的勾型角部特征结构，得到挤压产品；
[0031]利用侧向水平驱动机构将两个侧向滚挤转动机构撤出热挤压模具外部，下顶出机构将成形完成的挤压产品顶出挤压下模，获得完整的带高肋变截面特征的圆弧板热挤压产品。
[0032]本专利技术具有以下优点：
[0033]本专利技术公开了一种带高肋变截面Ω型构件复合热挤压装置及方法，在热挤压模具两侧配套有带U型槽滚轮的侧向滚挤转动机构，通过与外置扭转电机等设备联动，上下模挤压坯料的同时带U型槽滚轮组件以一定速度转动和水平运动，与两侧坯料接触并挤压，热挤压模具与侧向滚挤转动机构协同工作，在Ω型构件两侧曲面壁板上形成与U型槽匹配的肋板结构特征。本专利技术挤压成形的Ω型构件带有正交肋板和径向肋板等特征结构，通过本专利技术的方案进行制造加工，不仅可以获得与曲面壁板流线一致的肋板结构特征，还可以明显降低Ω型构件的成形力，同时可以避免原材料和模具材料的浪费，有效保障Ω型构件挤压整体结构的产品质量和生产效率。
附图说明
[0034]图1是本专利技术实施例中一种带高肋变截面Ω型构件复合热挤压装置的结构示意图；
[0035]图2本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种带高肋变截面Ω型构件复合热挤压装置，其特征在于，包括：热挤压模具(2)、两个侧向滚挤转动机构(3)、两个侧向水平驱动机构(4)和两个升降平台；两个升降平台分别位于热挤压模具(2)的左右两侧；一个侧向滚挤转动机构(3)和一个侧向水平驱动机构(4)安装左侧升降平台上；另一侧向滚挤转动机构(3)和另一侧向水平驱动机构(4)安装右侧升降平台上；侧向滚挤转动机构位于热挤压模具(2)和侧向水平驱动机构(4)之间。2.根据权利要求1所述的带高肋变截面Ω型构件复合热挤压装置，其特征在于，热挤压模具(2)，包括：挤压上模(21)、挤压下模(22)和下顶出机构；挤压上模(21)安装在挤压设备的上平台，挤压下模(22)安装在挤压设备的下平台；挤压上模(21)的位置与挤压下模(22)的位置相对应；下顶出机构设置在挤压下模(22)的中心通孔内；下顶出机构处于零位状态时，下顶出机构的顶端型面与挤压下模(22)的顶端型面光滑过渡。3.根据权利要求2所述的带高肋变截面Ω型构件复合热挤压装置，其特征在于，侧向滚挤转动机构(3)，包括：带U型槽滚轮组件(31)、滚轮支座(32)、支座滑动导轨(33)、滚轴(34)和扭转机构(35)；滚轮支座(32)设置在支座滑动导轨(33)上；滚轴(34)安装在滚轮支座(32)上；带U型槽滚轮组件(31)套装在滚轴(34)上；扭转机构(35)安装在滚轴(34)的一端。4.根据权利要求3所述的带高肋变截面Ω型构件复合热挤压装置，其特征在于，侧向滚挤转动机构(3)具备三轴运动的功能：侧向水平驱动机构(4)向滚轮支座(32)施加侧向推力，使滚轮支座(32)沿支座滑动导轨(33)侧向水平运动，进而带动带U型槽滚轮组件(31)向热挤压模具(2)靠近，实现水平方向的运动；转机构(35)驱动滚轴(34)转动，实现轴向运动；升降平台上下运动，进而带动侧向滚挤转动机构(3)整体上下位移，实现垂直方向的运动。5.根据权利要求4所述的带高肋变截面Ω型构件复合热挤压装置，其特征在于，水平方向的运动、滚轴运动和竖直方向的运动三者协同工作：根据侧向水平驱动机构(4)的推进速度和挤压上模(21)的下压速度，进行侧向滚挤转动机构(3)的转动和线性运动的速度协同控制。6.根据权利要求4所述的带高肋变截面Ω型构件复合热挤压装置，其特征在于，带U型槽滚轮组件(31)中的各种尺寸规格的滚轮内的U型槽(36)均具有一定的型面锥度，利于金属流动和脱模；带U型槽滚轮组...
【专利技术属性】
技术研发人员：周小京，王胜龙，李建伟，郭晓琳，李保永，秦中环，张铁军，韩维群，
申请(专利权)人：北京航星机器制造有限公司，
类型：发明
国别省市：
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