专利名称：一种薄壁筒形件的精密成型法的制作方法
技术领域：
本发明属于金属加工领域，具体涉及一种薄壁筒形件精密加工的新方法。
薄壁筒形件，尤其是长径比大的薄壁筒形件的加工难度较高。目前采用的加工方法有两种，第一种是车削，即在车床上加工。其主要缺点是效率低，材料利用率低，更重要的是尺寸精度和形位公差很难保证，壁厚差大，废品率高，而且粗糙表面较难再加工。第二种方法是镗孔，即在专用镗床上进行加工，除生产率和精度略有提高外，其他问题同样存在，而且设备投资大。
该类零件可采用旋压成形工艺加工，该方法具有节约原材料、提高生产率和尺寸精度较高等优点。但旋压工艺对毛坯的精度要求高，不能直接使用热轧无缝管，而且产品的残余应力大，设备投资大、技术要求高，工艺难点多，加工成本高。
另外还可采用正挤压或反挤压等新工艺加工。但冷挤压所需设备吨位大，模具成本高、精度要求高，寿命短。而且无法稳定保证加工精度。而常规的变薄拉延工艺不仅无法用于管材加工，而且精度较低。
本发明的目的提供一种具有低材耗、高效率、高质量、低废品率，而且操作简单的薄壁筒形件的新型加工方法。
本发明的工艺流程是管坯下料-常规表面处理(酸洗、磷化、皂化)-预成形(涨形)-终成形(挤拉成形)-切边。
下面结合附图对本发明作进一步的描述。
图1为本发明实施例的工装示意图。
图2为本发明实施例的阶梯形凸模结构示意图。
图3为本发明实施例的凹模Ⅰ的结构示意图。
图4为本发明实施例的凹模Ⅱ的结构示意图。
图5为本发明实施例的潜水电机壳体结构示意图。
实施本发明时，采用热轧无缝钢管做毛坯，其外径与产品外径相同或略小，壁厚等于产品的最大壁厚+0.5mm～1mm，管坯的长度按产品重量的102%～104%换算。以附图5所示的潜水电机壳体为例，产品的重量分别为4.6kg～9.12kg，换算成的管坯长度分别是250mm～470mm。随后进行常规表面处理(酸洗、磷化、皂化)，然后用具有特殊形状的阶梯形凸模(2)对管坯(1)涨形(预成形)，涨形后的管坯(1)连同凸模(2)一起压入由凹模Ⅰ(4)、凹模Ⅱ(5)、卸料块(7)、卸料圈(8)、导向筒(9)组成的模具内进行挤拉复合成形(终成形)。凸模(2)下行，直至管坯(1)全部通过卸料块(7)后，压机回程，将成形好的工件由卸料块(7)卸下。
为了保证成形的顺利完成和产品的尺寸精度，除了按照上述特定的工艺方法实施外，凸模(2)、凹模Ⅰ(4)和凹模Ⅱ(5)的形状和参数均需特殊设计。阶梯形凸模(2)的形状和参数如图2所示，其中凸模的大直径D等于产品内径+0.05～0.10mm，小端直径d等于管坯内径+0.5～0.7mm，两台阶的过渡角α为60°。凸模总长度L与小端长度L1，要根据不同规格的产品长度来确定，一般总长度L等于产品长度与切边余量和进入模腔的长度之和。凹模Ⅰ(4)的形状如图3所示，入模角α(4)为9°～12°，内径d(4)根据变形程度确定，通常该工步的变形程度占总变形程度的70～75%。凹模Ⅱ(5)的形状如图4所示，入模角α(5)为7°～8°，凹模内径d(5)为产品件外径与t×4%之差，t是管壁厚度。
本发明与现有技术相比，主要优点是采用的热轧无缝管尺寸规格范围较大，外表面质量和尺寸精度要求不高;材料利用率高，生产效率高，产品质量好;工装模具简单，使用寿命长，而且维修方便;可采用通用液压机(或经过改装)进行生产，而且设备吨位小，操作维修方便。特别适用于长度小于2米的薄壁筒形件的加工。
权利要求
1.一种薄壁筒形件的精密成形法，其特征在于本方法的工艺流程为管坯下料-表面处理-预成形-终成形-切边；所述的管坯下料是采用热轧无缝钢管做坯料，管坯的外径应和产品的外径相同或略小，管坯的壁厚等于产品的最大壁厚+0.5～1mm，管坯的长度按产品重量的102～104%换算；所述的表面处理是对管坯进行常规的酸洗、磷化、皂化等表面处理；所述的涨形(预成形)是用特殊设计的阶梯凸模对经过表面处理的管坯进行涨形；所述的挤拉成形(终成形)是将涨形后的管坯连同阶梯形凸模一起压入由凹模Ⅰ、凹模Ⅱ、卸料块、卸料圈、导向筒组成的模具内进行挤拉复合成形(即终成形)，成形完成后，压机带动凸模回程，将成形好的管坯由卸料块卸下；所述的切边是将成形后的管坯在普通车床或专用切管机上切边。
2.如权利要求1所述的成形法，其特征在于所述的阶梯形凸模的大直径D等于产品内径+0.05～0.10mm，小端直径d等于管坯内径+0.5～1mm，两台阶的过渡角α为60°，凸模总长度L和小端长度L1，根据不同规格的产品长度确定，一般凸模的总长度L等于产品长度和切边余量以及凸模进入模腔的长度的总和。
3.如权利要求1所述的成形法，其特征在于所述的凹模Ⅰ的入模角α为9°～12°，凹模内径d根据变形程度确定，通常该工步的变形程度占总变形程度的70～75%，凹模Ⅱ的入模角α为7°～8°，凹模内径d为产品外径与t×4%之差，t是管壁厚度。
全文摘要
一种属于金属加工领域的薄壁筒形件的精密成型法。其特点是采用热轧无缝钢管做坯料，通过独特的涨形和挤拉复合成型技术完成少、无切削加工。本发明为长度小于2米的薄壁筒形件的生产提供了一种低材耗、高效率、高质量的加工新方法。本发明用于潜水电机壳体的加工，可节材25～40％，提高生产效率3～8倍，产品的主要尺寸精度、形位公差均能保证原设计要求，而且产品的内在质量和外壳表面质量均有明显提高。
文档编号B21D22/00GK1069685SQ9210383
公开日1993年3月10日 申请日期1992年5月30日 优先权日1992年5月30日
发明者于德弘, 邢光汉 申请人:西安交通大学