一种用于马氏体时效钢锥形管件成型的旋压装置及方法与流程

1.本发明涉及旋压成型技术领域，特别是指一种用于马氏体时效钢锥形管件成型的旋压装置及方法。


背景技术：

2.马氏体时效钢由于其材料成本过高，常用的机加工方法较为废料，无法实现工业化生产要求；而旋压工艺作为一种无切削加工方式，具有生产效率高、材料成本低的特点，但马氏体时效钢强度较高、塑性较差，室温下缩径旋压较为困难。
3.现有技术中，需要采用乙炔火焰加热等直接加热的方式热旋压，使管坯内外表面温差大、成型过程坯料易开裂，且温度难以控制，导致马氏体时效钢的性能不符合设计要求。


技术实现要素：

4.本发明提供一种用于马氏体时效钢锥形管件成型的旋压装置及方法，以解决室温下，马氏体时效钢旋压成型困难的问题。
5.为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
6.一种用于马氏体时效钢锥形管件成型的旋压装置，包括：
7.模具；
8.设置在所述模具两侧的旋压机构；
9.设置在所述模具上的脱料装置；
10.所述模具与所述旋压机构之间固定有马氏体时效钢坯料；
11.所述旋压机构对所述马氏体时效钢坯料进行旋压，得到锥形管件，并通过所述脱料装置使成型管件脱离所述模具。
12.可选的，所述模具包括：机座和工作台，所述机座与所述工作台固定连接。
13.可选的，所述工作台的侧表面设置有多个固定螺栓，多个所述固定螺栓将所述马氏体时效钢坯料固定在所述工作台上。
14.可选的，所述旋压机构包括：
15.旋轮；
16.旋轮架；
17.固定架；
18.所述旋轮与所述旋轮架通过所述固定架固定连接。
19.可选的，所述旋轮包括：
20.轴体；
21.设置在所述轴体两端的轮体；
22.所述固定架通过所述轴体与所述旋轮连接，所述旋轮架带动所述旋轮沿预设旋压刀路运动。
23.可选的，所述脱料装置包括：
24.传动轴，所述传动轴第一端设置在所述机座内部；
25.设置在所述传动轴第二端的脱料滑块，所述传动轴伸缩带动所述脱料滑块运动，将成型后的锥形管件推落。
26.可选的，所述脱料装置设置在所述工作台两侧，且与所述机座固定连接。
27.本发明还提供一种马氏体时效钢锥形管件的旋压成型方法，应用于如上所述的用于马氏体时效钢锥形管件成型的旋压装置，所述方法包括：
28.将马氏体时效钢坯料固定在所述模具上，调整所述旋压机构的位置，使所述旋压机构与所述马氏体时效钢坯料接触；
29.控制所述旋压机构沿预设旋压刀路对所述马氏体时效钢坯料进行旋压，得到锥形管件；
30.通过所述脱料装置将锥形管件推落所述模具。
31.可选的，控制所述旋压机构沿预设旋压刀路对所述马氏体时效钢坯料进行旋压，得到锥形管件，包括：
32.控制所述旋压机构沿预设旋压刀路对所述马氏体时效钢坯料进行强旋减薄旋压和缩径旋压，得到锥形管件。
33.可选的，控制所述旋压机构沿预设旋压刀路对所述马氏体时效钢坯料进行强旋减薄旋压和缩径旋压，得到锥形管件，包括：
34.控制所述旋压机构沿预设旋压刀路对所述马氏体时效钢坯料进行两次强旋减薄旋压和缩径旋压四道次旋压，得到锥形管件。
35.本发明的上述方案至少包括以下有益效果：
36.本发明的上述方案，包括：模具；设置在所述模具两侧的旋压机构；设置在所述模具上的脱料装置；所述模具与所述旋压机构之间固定有马氏体时效钢坯料；所述旋压机构对所述马氏体时效钢坯料进行旋压，得到锥形管件，并通过所述脱料装置使成型管件脱离所述模具。本发明的方案，能够实现室温下马氏体时效钢锥形件旋压成型，兼顾加工精度与生产效率，同时能够方便装卡和拆卸，通过调整工艺参数使工件满足图纸要求，降低生产成本。
附图说明
37.图1是本发明的实施例提供的锥形管件旋压装置的结构示意图；
38.图2是本发明的实施例提供的旋轮的结构示意图；
39.图3是本发明的实施例提供的模具和脱料装置的结构示意图；
40.图4是本发明的实施例提供的强旋减薄旋压的刀路示意图；
41.图5是本发明的实施例提供的缩径旋压的刀路示意图。
42.附图标记说明：
43.1、模具；11、机座；12、工作台；21、旋轮；211、轴体；212、轮体；22、旋轮架；23、固定架；3、脱料装置；31、传动轴；32、脱料滑块；4、马氏体时效钢坯料；5、固定螺栓；61、第一刀路；62、第二刀路；71、第三刀路；72、第四刀路；73、第五刀路；74、第六刀路。
具体实施方式
44.下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
45.如图1所示，本发明的实施例提出一种用于马氏体时效钢锥形管件成型的旋压装置，包括：
46.模具1；
47.设置在所述模具1两侧的旋压机构；
48.设置在所述模具1上的脱料装置3；
49.所述模具1与所述旋压机构之间固定有马氏体时效钢坯料4；
50.所述旋压机构对所述马氏体时效钢坯料4进行旋压，得到锥形管件，并通过所述脱料装置3使成型管件脱离所述模具1。
51.该实施例中，根据图纸设计要求，设计旋压前管坯尺寸，并根据旋压管坯尺寸设计所述模具1的尺寸。所述模具1安装于旋压机上，将所述旋压机构安装在所述模具1的两侧，并对相关参数进行调整；
52.将所述马氏体时效钢坯料4通过多个固定螺栓5固定在所述模具1上，调试和确认旋压程序完毕后，所述旋压机构按照程序预设的旋压刀路，对所述马氏体时效钢坯料4进行旋压；旋压完成后，所述脱料装置3工作，将成型后的锥形管件推落。
53.本实施例所述的旋压装置，能够实现室温下马氏体时效钢锥形件旋压成型，兼顾加工精度与生产效率，同时能够方便装卡和拆卸，通过调整工艺参数使工件满足图纸要求，降低生产成本。
54.如图3所示，本发明的一可选的实施例中，所述模具1包括：机座11和工作台12，所述机座11与所述工作台12固定连接。
55.本实施例中，所述机座11内侧与所述工作台12的底部通过螺钉固定连接；
56.所述机座11的侧面设置有多个与旋压机安装固定的接口，所述机座11的三个侧面均设置有接口，能够提高固定效果；同时，通过该接口便于装卡和拆卸，在工作时和旋压完成后，可以快速组装或拆卸，提高工作效率。
57.本发明的一可选的实施例中，所述工作台12的侧表面设置有多个固定螺栓5，多个所述固定螺栓5将所述马氏体时效钢坯料4固定在所述工作台12上。
58.本实施例中，所述工作台12与所述旋轮21接触的两个侧表面，各侧表面上均设置有8个所述固定螺栓5，所述马氏体时效钢坯料4通过所述固定螺栓5的端部卡接在所述工作台12上。通过此种固定方式，能够简化固定方式，且方便与所述脱料装置3配合，提高了工生产效率。
59.本发明的一可选的实施例中，所述旋压机构包括：
60.旋轮21；
61.旋轮架22；
62.固定架23；
63.所述旋轮21与所述旋轮架22通过所述固定架23固定连接。
64.本实施例中，所述旋压机构设置有2个，分别位于所述模具1的上侧和下侧；
65.所述旋压机构包括所述旋轮21、所述旋轮架22、所述固定架23，所述旋轮架22为“t”型，用于固定所述旋轮21，并根据工作要求调整所述旋轮21的位置；
66.所述固定架23将所述旋轮21与所述旋轮架22套设在一起，并通过螺栓将所述旋轮21与所述旋轮架22固定。所述旋压机构采用多结构组装的模式，根据不同旋压方式和不同类型坯料的需要，便于更换不同型号的旋轮，能够减少设备成本，减少更换设备的时间。
67.如图2所示，本发明的一可选的实施例中，所述旋轮21包括：
68.轴体211；
69.设置在所述轴体211两端的轮体212；
70.所述固定架23通过所述轴体211与所述旋轮21连接，所述旋轮架22带动所述旋轮21沿预设旋压刀路运动。
71.本实施例中，所述旋轮21采用r4双锥面旋轮，所述旋轮21由中部的所述轴体211，以及设置在所述轴体211两端的两个所述轮体212组成；所述轴体211上留有与所述固定架23连接的空间，且所述旋轮21与所述固定架23连接后，所述轮体212与所述固定架23之间间隔有一定的距离，防止工作时所述轮体212与所述固定架23碰触。
72.本发明的一可选的实施例中，所述脱料装置3包括：
73.传动轴31，所述传动轴31第一端设置在所述机座11内部；
74.设置在所述传动轴31第二端的脱料滑块32，所述传动轴31伸缩带动所述脱料滑块32运动，将成型后的锥形管件推落。
75.本发明的一可选的实施例中，所述脱料装置3设置在所述工作台12两侧，且与所述机座11固定连接。
76.上述实施例中，所述脱料装置3通过所述传动轴31与所述机座11内部固定连接，所述传动轴31伸缩带动所述脱料滑块32运动；
77.非工作状态下，所述传动轴31处于收缩状态，所述脱料装置3与所述机座11贴合；
78.当旋压机将所述马氏体时效钢坯料4旋压完毕后，所述脱料装置3工作，所述传动轴31伸长，将所述脱料滑块32顶升，使所述脱料滑块32位移至所述工作台12位置，使成型后的管件从所述工作台12上脱落。
79.本实施例中，通过所述脱料装置3伸缩与所述工作台12配合，能够实现成型管件脱落的自动化，提高了工作效率。
80.本发明的实施例还提供一种马氏体时效钢锥形管件的旋压成型方法，应用于如上述实施例中所述的用于马氏体时效钢锥形管件成型的旋压装置，所述方法包括：
81.步骤1，将马氏体时效钢坯料4固定在所述模具1上，调整所述旋压机构的位置，使所述旋压机构与所述马氏体时效钢坯料4接触；
82.步骤2，控制所述旋压机构沿预设旋压刀路对所述马氏体时效钢坯料4进行旋压，得到锥形管件；
83.步骤3，通过所述脱料装置3将锥形管件推落所述模具1。
84.本发明的一可选的实施例中，步骤1具体可以包括：
85.将所述马氏体时效钢坯料4放置在所述工作台12上，转动所述固定螺栓5，将所述马氏体时效钢坯料4固定；将所述旋轮21与所述旋轮架22通过所述固定架23固定完毕后，移
动所述旋轮架22，使所述旋轮21与所述马氏体时效钢坯料4接触，并对两个所述旋轮21定位，使其处于同一竖直线上。
86.本发明的一可选的实施例中，步骤2具体可以包括：
87.通过预设旋压加工程序，控制所述旋轮架22带动所述旋轮21按照预设的强旋减薄旋压刀路与缩径旋压刀路，使所述旋轮21从模具旋压起始端向旋压结束端运行，得到锥形管件。
88.本发明的一可选的实施例中，步骤3具体可以包括：
89.旋压过程结束后，启动所述脱料装置3将所述马氏体时效钢坯料4脱模，使所述马氏体时效钢坯料4推落所述模具1，后将马氏体时效钢坯料4的未旋压部分固定，依据设计要求截取相应长度，获得锥形件成品。
90.需要说明的是，该方法是与上述装置对应的方法，上述装置实施例中的所有实现方式均适用于该方法的实施例中，也能达到相同的技术效果。
91.本发明的一可选的实施例中，控制所述旋压机构沿预设旋压刀路对所述马氏体时效钢坯料4进行旋压，得到锥形管件，包括：
92.控制所述旋压机构沿预设旋压刀路对所述马氏体时效钢坯料4进行强旋减薄旋压和缩径旋压，得到锥形管件。
93.本发明的一可选的实施例中，控制所述旋压机构沿预设旋压刀路对所述马氏体时效钢坯料4进行强旋减薄旋压和缩径旋压，得到锥形管件，包括：
94.控制所述旋压机构沿预设旋压刀路对所述马氏体时效钢坯料4进行两次强旋减薄旋压和缩径旋压四道次旋压，得到锥形管件。
95.上述实施例中，所述强旋减薄旋压又称变薄旋压，旋压时采用尾顶或别的方式将毛坯固定于模具，模具旋转，旋轮作进给运动，使毛坯连续地逐点变薄并贴靠模具而形成所需要形状的零件，主要改变坯料的厚度和形状实现工件的成形。根据变形规律和成形零件形状的不同，强旋又可分为两类，筒形件强力旋压和锥形件强力旋压。
96.其中，锥形件强力旋压也称剪切旋压，是指将板料或锥形坯料安装并固定在模具上。旋压时旋轮随工件和模具旋转，工件发生逐点变形，使毛坯达到所需壁厚和角度的一种加工方式。剪切旋压有正旋和反旋两种方式。本实施例中，采用正旋加工的方式，对马氏体时效钢坯料4进行锥形件旋压。
97.马氏体时效钢作为一种先进的高强度钢，其时效态屈服强度可以达到1700mpa至1900mpa，因此在进行旋压前，先对所述马氏体时效钢坯料4进行固溶处理，保证其强度、塑性符合工艺要求，保证旋压工艺的顺利进行。
98.如图4所示，由于马氏体时效钢坯料强度较高，变形抗力较大，单次压下量过大，会导致材料回弹严重，因此本方案设计强旋减薄旋压为两道次旋压成型，所述旋轮21按照第一刀路61、第二刀路62的顺序，进行两道次旋压，使产品壁厚的满足工艺设计的要求，进一步提高了旋压加工的精度，提高产品的质量。
99.如图5所示，本方案中设计缩径旋压为四道次旋压成型，所述旋轮21按照第三刀路71、第四刀路72、第五刀路73、第六刀路74的顺序，进行四道次旋压，能够保证锥角的尺寸精度，使锥形管件的加工一次成型，保证了加工精度，提高了生产效率。
100.本发明上述的用于马氏体时效钢锥形管件成型的旋压装置及其方法，能够实现室
温下马氏体时效钢锥形件旋压成型，兼顾加工精度与生产效率，同时能够方便装卡和拆卸，通过调整工艺参数使工件满足图纸要求，降低生产成本。
101.以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种用于马氏体时效钢锥形管件成型的旋压装置，其特征在于，包括：模具(1)；设置在所述模具(1)两侧的旋压机构；设置在所述模具(1)上的脱料装置(3)；所述模具(1)与所述旋压机构之间固定有马氏体时效钢坯料(4)；所述旋压机构对所述马氏体时效钢坯料(4)进行旋压，得到锥形管件，并通过所述脱料装置(3)使成型管件脱离所述模具(1)。2.根据权利要求1所述的用于马氏体时效钢锥形管件成型的旋压装置，其特征在于，所述模具(1)包括：机座(11)和工作台(12)，所述机座(11)与所述工作台(12)固定连接。3.根据权利要求2所述的用于马氏体时效钢锥形管件成型的旋压装置，其特征在于，所述工作台(12)的侧表面设置有多个固定螺栓(5)，多个所述固定螺栓(5)将所述马氏体时效钢坯料(4)固定在所述工作台(12)上。4.根据权利要求1所述的用于马氏体时效钢锥形管件成型的旋压装置，其特征在于，所述旋压机构包括：旋轮(21)；旋轮架(22)；固定架(23)；所述旋轮(21)与所述旋轮架(22)通过所述固定架(23)固定连接。5.根据权利要求4所述的用于马氏体时效钢锥形管件成型的旋压装置，其特征在于，所述旋轮(21)包括：轴体(211)；设置在所述轴体(211)两端的轮体(212)；所述固定架(23)通过所述轴体(211)与所述旋轮(21)连接，所述旋轮架(22)带动所述旋轮(21)沿预设旋压刀路运动。6.根据权利要求2所述的用于马氏体时效钢锥形管件成型的旋压装置，其特征在于，所述脱料装置(3)包括：传动轴(31)，所述传动轴(31)第一端设置在所述机座(11)内部；设置在所述传动轴(31)第二端的脱料滑块(32)，所述传动轴(31)伸缩带动所述脱料滑块(32)运动，将成型后的锥形管件推落。7.根据权利要求6所述的用于马氏体时效钢锥形管件成型的旋压装置，其特征在于，所述脱料装置(3)设置在所述工作台(12)两侧，且与所述机座(11)固定连接。8.一种马氏体时效钢锥形管件的旋压成型方法，其特征在于，应用于如权利要求1至7任一项所述的用于马氏体时效钢锥形管件成型的旋压装置，所述方法包括：将马氏体时效钢坯料(4)固定在所述模具(1)上，调整所述旋压机构的位置，使所述旋压机构与所述马氏体时效钢坯料(4)接触；控制所述旋压机构沿预设旋压刀路对所述马氏体时效钢坯料(4)进行旋压，得到锥形管件；通过所述脱料装置(3)将锥形管件推落所述模具(1)。9.根据权利要求8所述的马氏体时效钢锥形管件的旋压成型方法，其特征在于，控制所
述旋压机构沿预设旋压刀路对所述马氏体时效钢坯料(4)进行旋压，得到锥形管件，包括：控制所述旋压机构沿预设旋压刀路对所述马氏体时效钢坯料(4)进行强旋减薄旋压和缩径旋压，得到锥形管件。10.根据权利要求8所述的马氏体时效钢锥形管件的旋压成型方法，其特征在于，控制所述旋压机构沿预设旋压刀路对所述马氏体时效钢坯料(4)进行强旋减薄旋压和缩径旋压，得到锥形管件，包括：控制所述旋压机构沿预设旋压刀路对所述马氏体时效钢坯料(4)进行两次强旋减薄旋压和缩径旋压四道次旋压，得到锥形管件。

技术总结
本发明提供一种用于马氏体时效钢锥形管件成型的旋压装置及方法，涉及旋压成型技术领域，所述旋压装置包括：模具；设置在所述模具两侧的旋压机构；设置在所述模具上的脱料装置；所述模具与所述旋压机构之间固定有马氏体时效钢坯料；所述旋压机构对所述马氏体时效钢坯料进行旋压，得到锥形管件，并通过所述脱料装置使成型管件脱离所述模具。本发明的方案，能够实现室温下马氏体时效钢锥形件旋压成型，提高加工精度与生产效率，降低生产成本。降低生产成本。降低生产成本。


技术研发人员：寇玥 庞全禄 范作军 赵红连 周润锋
受保护的技术使用者：核工业理化工程研究院
技术研发日：2023.06.07
技术公布日：2023/8/31