[发明专利]一种不等壁厚管材板锻造成形方法及模具

说明书

本发明公开一种不等壁厚管材板锻造成形模具，包含成形凸模、凹模、凹模垫板和芯轴，本发明还提供一种不等壁厚管材板锻造成形方法，包括下述步骤：1)对等壁厚管材进行扩孔：将等厚管材放置在凹模上，凸模下行一定距离，凸模运动至下限位后以恒定的载荷保持静止，上、下模配合完成扩孔动作。2)对已扩孔的管材进行第一次局部增厚：将扩孔后的等厚管材放置在凹模垫板上，上模向下运动，完成扩孔区域的增厚成形。3)将第一次增厚的管材放置在凹模垫板上，外侧凹模不变，上模向下运动一定距离，完成第二次增厚成形。4)对非增厚区域内的管材进行减薄成形：将不等壁厚管材放置于凹模型腔内，上模向下运动，完成减薄成形。本发明可获得具有外径不同，内径相同的不等壁厚管材零件。与传统机加工方法相比，本发明的材料利用率得到了大大提高。

技术领域

本发明涉及金属塑性成形技术领域，特别是涉及一种不等壁厚管材板锻造成形方法及模具。

背景技术

随着制造业飞速发展，产品对零部件的整体力学性能和装配精度要求越来越高，节能环保也是当今世界共同关注的焦点，这些都推动着新工艺新技术的产生与发展。

目前，不等壁厚零件应用于多种结构件中，比如轿车离合器齿圈和毂体以及电子产品结构件和汽车结构件中。传统的不等壁厚零件多采用预冷锻后对局部尺寸进行精加工，该方法工艺复杂，耗材大，材料利用率低。

因此，如何改变现有技术中，不等壁厚管材成形时材料利用率不高成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种不等壁厚管材板锻造成形方法及模具，以解决上述现有技术存在的问题，提高成形的材料利用率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种不等壁厚管材板锻造成形模具，包含成形凸模、凹模、凹模垫板和芯轴。所述第一步成形凸模和外侧凹模同轴放置，所述第二步成形凸模、外侧凹模和凹模垫板同轴放置，所述第三步成形凸模、外侧凹模和凹模垫板同轴放置，所述第四步成形凸模和外侧凹模同轴放置。其中，所述第一步凸模与凹模之间具有间隙，所述第二步芯轴与凹模之间具有间隙，所述第三步芯轴与凹模之间具有间隙，所述第四步凸模与凹模之间具有间隙。上述模具中所属的定位装置都为限位块。

通过四步成形即先扩孔、然后一次增厚、再二次增厚，最后减薄，完成不等壁厚管材的成形，通过该方法可以生产制造出沿长度方向外径不同、内径相同的不等壁厚管材。

具体的本发明利用四步制备不等厚壁管材，包括下述步骤：

步骤一：将等壁厚的原始管坯的一端放置在模具下模即凹模上，成形凸模缓慢下行，迫使金属材料向两边扩孔，凸模运动至下限位后以恒定的载荷保持静止，扩孔完成后进行顶件脱模得到扩孔完的零件。

步骤二：将上一步扩孔完的零件放置于凹模垫板上，凸模缓慢下行，迫使金属材料缓慢填充至凹模和芯轴所形成的开放型腔中，零件上端金属材料同时向内、外流动进行增厚，随后零件由压力机下方顶件装置顶出，得到完成第一次增厚的零件。

步骤三：将上一步完成第一次增厚的零件继续放置于凹模垫板上，凸模缓慢下行，与凹模相配合，使零件上端金属材料向内流动进行二次增厚，随后零件由压力机下方顶件装置顶出，得到完成第二次增厚的零件。

步骤四：将完成二次增厚的零件放置在凹模型腔内，凸模缓慢下行，一次减薄成内径相同外径不同的不等壁厚管材，随后零件由压力机下方顶件装置顶出。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的不等壁厚管材板锻造成形模具工作时的步骤一的剖切结构示意图；