一種電流輔助旋壓成形裝置及方法制造方法及圖紙

技術編號：44412602 閱讀：2 留言：0更新日期：2025-02-25 10:27

本發明專利技術涉及旋壓成形技術領域，具體為一種電流輔助旋壓成形裝置及方法，包括：芯模轉接盤，設置在機床上，所述芯模轉接盤上固定有芯模絕緣墊板，所述芯模轉接盤上轉動安裝有貫穿所述芯模絕緣墊板且與所述機床主軸連接的芯模；夾持組件，設置在所述機床上，所述夾持組件上抵接有與所述芯模抵接的金屬坯料；工件成型組件，設置在所述機床上，用于對所述金屬坯料進行加工；電流施加機構，設置在所述工件成型組件上，所述工件成型組件能夠驅動所述電流施加機構運動至與所述金屬坯料配合位置，以對所述金屬坯料進行加熱處理，本申請能夠通過在金屬坯料正反面布置電流施加機構，并調整旋輪作用區域，以將脈沖電流引入到旋壓塑性變形區域內。

全部詳細技術資料下載

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及旋壓成形，具體是一種電流輔助旋壓成形裝置及方法。

技術介紹

1、隨著航空、航天、交通運輸等領域對輕量化和安全性需求的持續增加，高強難變形材料薄壁復雜空心回轉體零部件得到了越來越多的應用。

2、旋壓作為一種典型的點加載塑性局部塑性成形工藝，具有成形力低、成形工具簡單和材料利用率高的特點，是制造上述薄壁復雜空心回轉體零部件的優勢技術之一，然而，這類構件在旋壓成形時具有較大的變形抗力、成形缺陷極易出現，極大增加了制造難度。

3、近年來，研究人員提出可以在旋壓成形過程中通入電流，利用金屬材料產生的電致塑性效應來輔助制造零部件，稱為電流輔助旋壓成形，然而，現有的電流輔助旋壓成形技術方案，至少有一個電極與旋轉坯料直接接觸，這種動態電接觸形式不僅會產生前述電火花放電問題，還具有較大的接觸電阻，根據歐姆定律，電流將集中分布于該區域，使得坯料上電流密度分布不均勻。在電輔助旋壓成形過程中，不均勻分布的電流會導致各部分存在顯著的溫度梯度，從而加劇旋壓不均勻變形程度，使工件極易出現破裂現象。

技術實現思路

1、本專利技術的目的在于提供一種電流輔助旋壓成形裝置及方法，以解決上述
技術介紹
中提出的問題。

2、為實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案：

3、一種電流輔助旋壓成形裝置，包括：

4、芯模轉接盤，設置在機床上，所述芯模轉接盤上固定有芯模絕緣墊板，所述芯模轉接盤上轉動安裝有貫穿所述芯模絕緣墊板且與所述機床主軸連接的芯模；

<p>5、夾持組件，設置在所述機床上，所述夾持組件上抵接有與所述芯模抵接的金屬坯料；

6、工件成型組件，設置在所述機床上，用于對所述金屬坯料進行加工；

7、電流施加機構，設置在所述工件成型組件上，所述工件成型組件能夠驅動所述電流施加機構運動至與所述金屬坯料配合位置，以對所述金屬坯料進行加熱處理。

8、作為本專利技術進一步的方案：所述夾持組件包括滑動安裝在所述機床上的尾頂絕緣墊板，所述尾頂絕緣墊板上轉動安裝有尾頂，所述尾頂與所述金屬坯料抵觸配合。

9、作為本專利技術再進一步的方案：所述工件成型組件包括滑動設置在所述機床上的旋輪架和90度刀桿，所述旋輪架和所述90度刀桿上分別固定有支撐絕緣墊板，所述90度刀桿上固定有呈對稱設置的絕緣套管，所述旋輪架上轉動安裝有旋輪，所述旋輪與所述金屬坯料抵觸配合。

10、作為本專利技術再進一步的方案：所述電流施加機構包括分別固定安裝在所述旋輪架上的第一導電頭機構連接板，所述90度刀桿上固定有第二導電頭機構連接板，所述第一導電頭機構連接板上設置有導向組件。

11、作為本專利技術再進一步的方案：所述導向組件包括分別固定安裝在所述第一導電頭機構連接板和所述第二導電頭機構連接板上的縱向導軌，所述縱向導軌上滑動安裝有縱向滑塊，所述縱向滑塊上設置有引導結構。

12、作為本專利技術再進一步的方案：所述引導結構包括固定安裝在所述縱向滑塊上的橫縱導軌轉接板，所述橫縱導軌轉接板上固定有橫向導軌，所述橫向導軌上滑動安裝有橫向滑塊，所述橫向滑塊上固定有導電頭機構。

13、作為本專利技術再進一步的方案：所述導電頭機構包括與所述橫向滑塊固定連接的固定部，所述固定部內滑動安裝有滑桿，所述滑桿內套設有壓縮彈簧，所述固定部內活動安裝有與所述壓縮彈簧抵接的擰緊螺釘。

14、作為本專利技術再進一步的方案：所述導電頭機構還包括固定安裝在所述滑桿上的轉接部，所述轉接部外壁固定有環形卡圈，所述環形卡圈內固定有連接部，所述連接部背離所述環形卡圈的一端固定有端部，所述連接部內固定有冷卻水擋板。

15、一種電流輔助旋壓成形方法，包括以下步驟：

16、步驟一：安裝工裝模具與坯料，將旋壓芯模、芯模轉接盤、尾頂、旋輪架和度刀桿及芯模絕緣墊板、支撐絕緣墊板、尾頂絕緣墊板和絕緣套管安裝于機床上，將電流施加機構分別固定在旋輪架和90度刀桿上，用尾頂將金屬坯料夾緊于芯模上；

17、步驟二：涂抹潤滑脂，在金屬坯料正反面涂抹耐高溫銅基潤滑脂；

18、步驟三：調整導電頭機構、旋輪與金屬坯料的初始相對位置，移動旋輪架，使旋輪處于起旋位置；移動90度刀桿，并調整橫向導軌和縱向導軌以及縱向滑塊和橫向滑塊，使尾頂側導電頭機構與旋輪關于尾頂對稱布置；調整橫向導軌和縱向導軌以及縱向滑塊和橫向滑塊，使芯模側導電頭機構位于旋輪后方；調整擰緊螺釘，使導電頭機構端部與金屬坯料緊密接觸；

19、步驟四：向導電頭機構通入循環冷卻水，并用導線連接脈沖電源與導電頭機構；脈沖電源的輸出頻率為100-600hz，輸出占空比為0-100％，輸出峰值電流為1-2500a；

20、步驟五：旋轉芯模并預熱坯料，啟動機床主軸，使旋芯模、尾頂和坯料以速度v一起旋轉；可控制主軸的轉速為20-600r/min；控制尾頂側和芯模側導電頭機構沿金屬坯料半徑方向往復運動，使金屬坯料整體溫度達到可旋區間，降低各部分存在的溫度梯度；

21、步驟六：旋壓成形，預熱金屬坯料結束后，導電頭機構運動至步驟三確定的相對位置；通過數控編程，控制旋輪架和90度刀桿按照設定軌跡同步運動，完成電流輔助旋壓成形；最大旋輪進給速度為3500mm/min；

22、步驟七：旋壓成形結束后，關閉脈沖電源和循環冷卻水；停止主軸旋轉；移除導電頭機構；撤去尾頂；取下旋壓件。

23、與現有技術相比，本專利技術的有益效果是：本申請能夠將脈沖電源輸出的電流引入到旋壓塑性變形區域內。通過利用電流產生的電塑性效應，可以加速位錯運動和組織演變，從而降低材料變形抗力，提升構件旋壓成形質量，同時，采用鎢銅合金制作導電頭機構端部、采用壓縮彈簧使端部與金屬坯料緊密接觸、采用耐高溫銅基潤滑脂增加接觸區域導電性以及采用循環冷卻水降低接觸區域溫度，可以有效抑制導電頭機構與金屬坯料接觸區域的電火花放電。一方面，改善成形構件的表面粗糙度，提升旋壓成形精度；另一方面，避免旋輪型面的損耗，延長旋輪使用壽命，降低加工成本。

24、通過在旋壓成形前沿金屬坯料半徑方向往復移動導電頭機構，可以使金屬坯料整體溫度升高，顯著降低各部分存在的溫度梯度。金屬坯料整體溫度均勻性的上升，有助于減輕旋壓不均勻變形程度，抑制工件破裂現象的發生。

本文檔來自技高網...

【技術保護點】

1.一種電流輔助旋壓成形裝置及方法，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的一種電流輔助旋壓成形裝置及方法，其特征在于，所述夾持組件包括滑動安裝在所述機床上的尾頂絕緣墊板(14)，所述尾頂絕緣墊板(14)上轉動安裝有尾頂(13)，所述尾頂(13)與所述金屬坯料(18)抵觸配合。

3.根據權利要求1所述的一種電流輔助旋壓成形裝置及方法，其特征在于，所述工件成型組件包括滑動設置在所述機床上的旋輪架(11)和(90)度刀桿(16)，所述旋輪架(11)和所述(90)度刀桿(16)上分別固定有支撐絕緣墊板(10)，所述(90)度刀桿(16)上固定有呈對稱設置的絕緣套管(17)，所述旋輪架(11)上轉動安裝有旋輪(12)，所述旋輪(12)與所述金屬坯料(18)抵觸配合。

4.根據權利要求3所述的一種電流輔助旋壓成形裝置及方法，其特征在于，所述電流施加機構包括分別固定安裝在所述旋輪架(11)上的第一導電頭機構連接板(9)，所述(90)度刀桿(16)上固定有第二導電頭機構連接板(15)，所述第一導電頭機構連接板(9)上設置有導向組件。

5.根據

6.根據權利要求5所述的一種電流輔助旋壓成形裝置及方法，其特征在于，所述引導結構包括固定安裝在所述縱向滑塊(5)上的橫縱導軌轉接板(7)，所述橫縱導軌轉接板(7)上固定有橫向導軌(6)，所述橫向導軌(6)上滑動安裝有橫向滑塊(8)，所述橫向滑塊(8)上固定有導電頭機構(19)。

7.根據權利要求6所述的一種電流輔助旋壓成形裝置及方法，其特征在于，所述導電頭機構(19)包括與所述橫向滑塊(8)固定連接的固定部(197)，所述固定部(197)內滑動安裝有滑桿(196)，所述滑桿(196)內套設有壓縮彈簧(198)，所述固定部(197)內活動安裝有與所述壓縮彈簧(198)抵接的擰緊螺釘(199)。

8.根據權利要求7所述的一種電流輔助旋壓成形裝置及方法，其特征在于，所述導電頭機構(19)還包括固定安裝在所述滑桿(196)上的轉接部(195)，所述轉接部(195)外壁固定有環形卡圈(194)，所述環形卡圈(194)內固定有連接部(192)，所述連接部(192)背離所述環形卡圈(194)的一端固定有端部(191)，所述連接部(192)內固定有冷卻水擋板(193)。

9.一種電流輔助旋壓成形方法，采用如權利要求1-8任意一項所述的電流輔助旋壓成形裝置，其特征在于，包括以下步驟：

...

【技術特征摘要】

1.一種電流輔助旋壓成形裝置及方法，其特征在于，包括：

5.根據權利要求4所述的一種電流輔助旋壓成形裝置及方法，其特征在于，所述導向組件包括分別固定安裝在所述第一導電頭機構連接板(9)和所述第二導電頭機構連接板(15)上的縱向導軌(4)，所述縱向導軌(4)上滑動...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王彥紅，王藝默，王藝然，安國棟，
申請(專利權)人：陜西鼓風機械成套有限公司，
類型：發明
國別省市：

全部詳細技術資料下載我是這個專利的主人

相關技術

網友詢問留言已有0條評論

還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。

發布您的意見

相關領域技術