端面相連接，以此實(shí)現(xiàn)芯模5或10與芯軸I的同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0080]本實(shí)施例還提出了一種利用所述成形波紋管的旋壓機(jī)構(gòu)成形波紋管的方法，共包括三個(gè)步驟，即共三道次旋壓。第一步驟為筒形件減薄旋壓工序，第二步驟為波紋成形旋壓工序，第三步驟為波紋校形旋壓工序。具體過(guò)程是:
[0081]步驟1，筒形件減薄旋壓。采用常規(guī)旋壓減薄方法對(duì)工件進(jìn)行減薄旋壓。具體是，通過(guò)夾塊3固定筒形原坯4以實(shí)現(xiàn)坯料4與芯軸I的同步轉(zhuǎn)動(dòng)。采用直壁芯模5并通過(guò)芯軸端蓋8將直壁芯模5安裝在芯軸I上從而實(shí)現(xiàn)直壁芯模5與芯軸I的同步轉(zhuǎn)動(dòng)。采用三個(gè)強(qiáng)力旋壓旋輪6并使其沿周向以120°夾角均勻分布。旋輪軌跡采用軸向直線進(jìn)給從而實(shí)現(xiàn)筒形原還4的壁厚減薄。本實(shí)施例中，芯軸I轉(zhuǎn)速為90r/min,旋輪6進(jìn)給速度為Imm/r，軸向進(jìn)給長(zhǎng)度略大于工件的長(zhǎng)度，本實(shí)施例中工件的長(zhǎng)度為650mm，旋輪軸向進(jìn)給長(zhǎng)度為655mm0
[0082]步驟2，波紋成形旋壓。所述波紋成形旋壓的過(guò)程采用無(wú)芯?？s徑旋壓。將安裝在旋壓機(jī)構(gòu)中的直壁芯模卸除，并將三個(gè)強(qiáng)力旋壓旋輪更換為成形波紋用旋輪9。旋輪軌跡則采用與波紋管外形相似的軌跡線，即成形波紋用旋輪9的軌跡線也由波紋線和直線交替組成，軌跡的波紋段由三段圓弧組成，分別為頂部圓弧rpjP兩個(gè)根部圓弧rp 2，如圖4a所示，其圓弧半徑滿足式(4):
[0083]Tipl= R ^rs1(4)
[0084]
[0085]Tp2= R 2+rs!
[0086]式中1^為旋輪軌跡中波紋段根部圓弧半徑，rp2為旋輪軌跡中波紋段頂部圓弧半徑。在第一步驟所成形的薄壁筒形件基礎(chǔ)上，本步驟通過(guò)采用成形波紋用旋輪和如上所述的軌跡線，可在筒壁上成形出波紋形狀。
[0087]所述旋輪9的軌跡與波紋管外形的間距為rSl。
[0088]本實(shí)施例中旋輪軌跡中波紋線根部圓弧半徑rPlS 3mm，旋輪軌跡中波紋線頂部圓弧半徑m為29mm，芯軸I的轉(zhuǎn)速為90r/min，成形波紋用旋輪9軸向總的進(jìn)給長(zhǎng)度略大于工件的長(zhǎng)度。在第一步驟所成形的薄壁筒形件基礎(chǔ)上，本步驟通過(guò)采用成形波紋用旋輪9和如上所述的軌跡線，在筒壁上成形出波紋形狀。
[0089]步驟3，波紋校形旋壓工序。由于步驟2工序?qū)儆跓o(wú)芯模縮徑旋壓，因此其所成形的波紋段尺寸精度較差，有必要通過(guò)校形旋壓工序?qū)Τ尚尾y的形狀進(jìn)行精確校準(zhǔn)，以滿足成品件的尺寸精度要求。在本步驟中，需要先將步驟2中所成形的工件卸下，在工件內(nèi)部裝嵌入分瓣波紋芯模10，最后將波紋芯模10與工件一同套裝在芯軸I的芯模安裝段14上，并用六角螺栓將波紋芯模10與芯軸端蓋8和芯軸I坯料固定段13側(cè)端面相連，再用夾塊3固定工件，從而實(shí)現(xiàn)工件、波紋芯模10與芯軸I的同步轉(zhuǎn)動(dòng)。芯軸I的轉(zhuǎn)速為60r/min。三個(gè)旋輪采用校形旋輪11，并使旋輪11對(duì)每段波紋及該段波紋與直線段的過(guò)渡處進(jìn)行徑向直線進(jìn)給，從而通過(guò)旋輪成形面來(lái)精確成形工件波紋段外表面的尺寸，通過(guò)波紋芯模10的支撐作用來(lái)精確成形工件波紋段內(nèi)表面的尺寸，最終達(dá)到校準(zhǔn)工件波紋段整體形狀尺寸精度的目的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于成形波紋管的旋壓機(jī)構(gòu)，其特征在于，包括芯軸、芯模、夾塊、波紋芯模、芯軸端蓋、成形波紋用旋輪和校形旋輪；其中:芯模套裝在芯軸上，坯料套裝在芯模上，并通過(guò)位于芯軸I 一端的四個(gè)夾塊固定；所述的芯模分為直壁芯模和波紋芯模，在成形波紋管中，根據(jù)不同的工序選用不同的芯模。
2.如權(quán)利要求1所述一種用于成形波紋管的旋壓機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述的芯軸為三級(jí)階梯軸，分別形成了夾塊安裝凸臺(tái)段、坯料固定段和芯模配合段；其中，坯料固定段位于芯軸的中部；坯料固定段的外徑略小于夾塊安裝凸臺(tái)，坯料固定段與夾塊安裝凸臺(tái)段之間臺(tái)階的端面形成了坯料定位面；在坯料固定段與芯模配合段之間臺(tái)階的端面上對(duì)稱開(kāi)有兩個(gè)用于連接芯模的螺紋孔。
3.如權(quán)利要求1所述一種用于成形波紋管的旋壓機(jī)構(gòu)，其特征在于，夾塊有四個(gè)，各夾塊的下表面均為弧面；所述弧面的曲率分別與與之配合的夾塊安裝凸臺(tái)段的曲率和坯料的曲率相同。
4.如權(quán)利要求1所述一種用于成形波紋管的旋壓機(jī)構(gòu)，其特征在于，波紋芯模為分瓣芯模，該波紋芯模外表面的形狀尺寸與波紋管件內(nèi)表面的形狀尺寸相同；所述波紋芯模中的各波紋段由三段圓弧組成，分別為頂部圓弧和兩個(gè)根部圓弧，各圓弧半徑滿足式(I):Mi1= r != R !+t (I)rm2= r 2= R 2+t 其中，Hii1為波紋芯模波紋段根部圓弧半徑，rm2為波紋芯模波紋段頂部圓弧半徑；1^為波紋管內(nèi)表面波紋段根部圓角半徑，1"2為波紋管內(nèi)表面波紋段頂部圓角半徑A1為波紋管外表面波紋段根部圓角半徑，民為波紋管外表面波紋段頂部圓角半徑；t為波紋管壁厚。
5.如權(quán)利要求1所述一種用于成形波紋管的旋壓機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述成形波紋用旋輪的旋輪成形面分為三個(gè)弧段，分別是中部弧段rSl以及兩端弧段rs 2，各個(gè)弧段的半徑滿足式⑵:Ts^R1 rs2>R2 (2) 其中，rSlS旋輪成形面中部弧段的圓角半徑，rs2為旋輪成形面兩端弧段的圓角半徑； 所述旋輪中部弧段rSlK波紋管外表面根部圓角半徑R /j、3?4mm，旋輪兩端弧段rs 2比波紋管外表面外表面頂部圓角半徑R2大3?4_。
6.如權(quán)利要求1所述一種用于成形波紋管的旋壓機(jī)構(gòu)，其特征在于，校形用旋輪的旋輪成形面為凹槽形，該旋輪成形面分為三個(gè)弧段，分別是旋輪成形面槽型區(qū)根部圓弧半徑A1、旋輪成形面槽型區(qū)中部圓弧半徑rb2、旋輪成形面端部圓弧半徑rb3，該旋輪用于精確成形波紋管波紋段外表面，其形狀尺寸與波紋管外表面波紋段形狀尺寸相同并相互吻合，如式⑶所示:Tb1= R! rb2= R 2 (3)rbg^ rb 1 其中！^為旋輪成形面槽型區(qū)根部圓弧半徑，rb2S旋輪成形面槽型區(qū)中部圓弧半徑，rb3S旋輪成形面端部圓弧半徑。
7.一種利用權(quán)利要求1所述用于成形波紋管的旋壓機(jī)構(gòu)的旋壓方法，其特征在于，具體過(guò)程是: 步驟1，筒形工件減薄旋壓；采用常規(guī)旋壓減薄方法對(duì)筒形工件進(jìn)行減薄旋壓；具體是，通過(guò)夾塊固定原坯以實(shí)現(xiàn)坯料與芯軸的同步轉(zhuǎn)動(dòng)；采用直壁芯模并通過(guò)芯軸端蓋將直壁芯模安裝在芯軸上從而實(shí)現(xiàn)直壁芯模與芯軸的同步轉(zhuǎn)動(dòng)；采用三個(gè)強(qiáng)力旋壓旋輪并使其沿周向以120°夾角均勻分布；旋輪軌跡采用軸向直線進(jìn)給；芯軸轉(zhuǎn)速為90r/min，旋輪進(jìn)給速度為lmm/r，軸向進(jìn)給長(zhǎng)度略大于工件的長(zhǎng)度；得到減薄的筒形工件； 步驟2，波紋成形旋壓；所述波紋成形旋壓的過(guò)程采用無(wú)芯?？s徑旋壓；卸除旋壓機(jī)構(gòu)中的直壁芯模，并以三個(gè)成形波紋用旋輪替換三個(gè)強(qiáng)力旋壓旋輪；旋輪軌跡與波紋管外形近似；軌跡的波紋段由三段圓弧組成，分別為頂部圓弧rpjP兩個(gè)根部圓弧rp 2，其圓弧半徑滿足式⑷: Tp1=Rfrs1 (4) rp2= Rfrs1 式中rPlS旋輪軌跡中波紋段根部圓弧半徑，rp2為旋輪軌跡中波紋段頂部圓弧半徑； 所述旋輪的軌跡與波紋管外形的間距為rs1; 在步驟I所成形的筒形工件上通過(guò)波紋成形旋壓，在所述筒形工件表面上旋壓成形出波紋形狀； 步驟3，波紋校形旋壓工序；將分瓣波紋芯模裝入成形有波紋形狀的筒形工件內(nèi)；將波紋芯模與工件一同套裝在芯軸I的芯模安裝段上，并通過(guò)芯軸端蓋將所述波紋芯模和芯軸固連，并通過(guò)夾塊固定所述筒形工件，從而實(shí)現(xiàn)工件、波紋芯模與芯軸的同步轉(zhuǎn)動(dòng)；以三個(gè)校形旋輪替換三個(gè)成形波紋用旋輪；設(shè)定芯軸的轉(zhuǎn)速為60r/min ;通過(guò)三個(gè)校形旋輪逐段對(duì)每段波紋及該段波紋與直線段的過(guò)渡處進(jìn)行徑向直線進(jìn)給，得到精確成形的筒形工件波紋段； 至此，完成了對(duì)波紋管的旋壓成形。
【專利摘要】一種用于成形波紋管的旋壓機(jī)構(gòu)及旋壓方法，芯模套裝在芯軸上，坯料套裝在芯模上，并通過(guò)位于芯軸1一端的四個(gè)夾塊固定。所述的芯模分為直壁芯模和波紋芯模，在成形波紋管中，根據(jù)不同的工序選用不同的芯模。本發(fā)明通過(guò)三道次旋壓工藝，保證了最終成形件的尺寸精度，并且實(shí)現(xiàn)了波紋管全過(guò)程的整體化塑性成形，從而使其發(fā)生塑性加工硬化，并且得到的波紋管無(wú)拼接，提高了工件的力學(xué)性能。
【IPC分類】B21D22-16
【公開(kāi)號(hào)】CN104607520
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510021646
【發(fā)明人】楊合, 詹梅, 馬飛, 陳建華, 石豐, 李利境
【申請(qǐng)人】西北工業(yè)大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2015年1月16日