專利名稱：隨動預(yù)應(yīng)力分模擠壓系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及塑性成形技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種隨動預(yù)應(yīng)力分模擠壓系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
金屬擠壓工藝是塑性成形的先進(jìn)工藝，擠壓工藝需在擠壓系統(tǒng)中實(shí)施。擠壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和制造對重型黑色金屬和有色金屬的高溫?cái)D壓、溫?cái)D壓和冷擠壓具有重要意義。工程上的擠壓系統(tǒng)分為預(yù)應(yīng)力擠壓系統(tǒng)和非預(yù)應(yīng)力擠壓系統(tǒng)兩大類，現(xiàn)有的非預(yù)應(yīng)力擠壓系統(tǒng)的強(qiáng)度利用系數(shù)較小，在制造重型、中型擠壓件時(shí)比較困難?，F(xiàn)有的預(yù)應(yīng)力擠壓系統(tǒng)，需要預(yù)先對擠壓系統(tǒng)施加預(yù)應(yīng)力，需設(shè)置預(yù)緊層，因此，擠壓系統(tǒng)的芯筒必須具有一定的厚度，以防止芯筒被預(yù)緊時(shí)壓壞或變形。因此，在制造重型、中型擠壓件時(shí)，預(yù)應(yīng)力擠壓系統(tǒng)的外徑需要做的很大，實(shí)現(xiàn)起來也比較困難，其尺寸較大，通用性差，模具成本過高。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。有鑒于此，本發(fā)明需要提供一種隨動預(yù)應(yīng)力分模擠壓系統(tǒng)，所述隨動預(yù)應(yīng)力分模擠壓系統(tǒng)的體積較小，成本低，通用性強(qiáng)。進(jìn)一步地，本發(fā)明需要提供一種隨動預(yù)應(yīng)力分模擠壓方法，以減小隨動預(yù)應(yīng)力分模擠壓系統(tǒng)的體積，降低隨動預(yù)應(yīng)力分模擠壓系統(tǒng)的制造成本，提升隨動預(yù)應(yīng)力分模擠壓系統(tǒng)通用性。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種隨動預(yù)應(yīng)力分模擠壓系統(tǒng)，包括芯筒，所述芯筒構(gòu)造成適于擠壓成形；芯筒支撐體，所述芯筒支撐體圍繞所述芯筒周向地設(shè)置，以對所述芯筒進(jìn)行支撐；支撐力施加裝置，所述支撐力施加裝置對所述芯筒支撐體施加第一作用力P1，其中所述第一作用力Pl基于在芯筒中進(jìn)行擠壓時(shí)、施加到所述芯筒的內(nèi)周側(cè)壁上的第二作用力P2而進(jìn)行隨動控制。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的隨動預(yù)應(yīng)力分模擠壓系統(tǒng)，第一作用力Pl主動跟隨第二作用力P2的變化而變化，而不像傳統(tǒng)的預(yù)緊層那樣被動地跟隨第二作用力P2而變化，由此不需要在芯筒的外壁上設(shè)置預(yù)緊層，減小了隨動預(yù)應(yīng)力分模擠壓系統(tǒng)的體積，降低隨動預(yù)應(yīng)力分模擠壓系統(tǒng)的制造成本。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中所述第一作用力Pl和所述第二作用力P2之間的關(guān)系為常數(shù)函數(shù)、一次函數(shù)、二次函數(shù)或指數(shù)函數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中所述第一作用力Pl實(shí)時(shí)地與所述第二作用力P2隨動，以將所述芯筒保持在預(yù)應(yīng)力狀態(tài)中。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中當(dāng)所述第二作用力P2為0時(shí)，所述第一作用力Pl為0或者預(yù)定閾值。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中所述芯筒的內(nèi)周表面上形成有預(yù)定的成型腔室。、
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中所述成型腔室構(gòu)造成適于成形殼體或者管臺。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中所述芯筒由多個(gè)周向并置的模壁體構(gòu)造而成。由此，在制作不同的擠壓件時(shí)，只需改變芯筒的內(nèi)部結(jié)構(gòu)便可以適合生產(chǎn)不同的擠壓件。由此，提升了隨動預(yù)應(yīng)力分模擠壓系統(tǒng)通用性。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中所述芯筒支撐體由多個(gè)支撐塊形成，且所述支撐力施加裝置包括多個(gè)液壓缸，每個(gè)所述液壓缸分別對所述支撐塊施加第一作用力Pl。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中所述芯筒支撐體由多個(gè)支撐塊形成，且所述支撐 力施加裝置包括多個(gè)楔塊，每個(gè)所述楔塊對所述支撐塊施加第一作用力Pl。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種隨動預(yù)應(yīng)力分模擠壓方法，包括將金屬設(shè)置在芯筒中并進(jìn)行擠壓；以及對所述芯筒的外周壁施加第一作用力P1，其中所述第一作用力Pl基于在芯筒中進(jìn)行擠壓時(shí)、被擠壓的所述金屬施加到所述芯筒的內(nèi)周側(cè)壁上的第二作用力P2而進(jìn)行隨動控制。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的隨動預(yù)應(yīng)力分模擠壓方法，第一作用力Pl主動跟隨第二作用力P2的變化而變化，而不像傳統(tǒng)的預(yù)緊層那樣被動地跟隨第二作用力P2而變化，由此不需要在芯筒的外壁上設(shè)置預(yù)緊層，減小了隨動預(yù)應(yīng)力分模擠壓系統(tǒng)的體積，降低隨動預(yù)應(yīng)力分模擠壓系統(tǒng)的制造成本。從而，在制作不同的擠壓件時(shí)，只需改變芯筒的內(nèi)部結(jié)構(gòu)便可以適合生產(chǎn)不同的擠壓件，由此，提升隨動預(yù)應(yīng)力分模擠壓系統(tǒng)通用性。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中所述芯筒支撐體由多個(gè)支撐塊形成。本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中圖I顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的隨動預(yù)應(yīng)力分模擠壓系統(tǒng)的俯視示意圖；圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的隨動預(yù)應(yīng)力分模擠壓系統(tǒng)的芯筒的受力示意圖；圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的隨動預(yù)應(yīng)力分模擠壓系統(tǒng)的具有多個(gè)芯筒支撐體的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的隨動預(yù)應(yīng)力分模擠壓方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。本發(fā)明基于如下發(fā)明構(gòu)思。即本發(fā)明提出這樣的一種隨動預(yù)應(yīng)力的概念，即預(yù)應(yīng)結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力值按特定的函數(shù)關(guān)系，隨工作應(yīng)力受控變化(一種受控隨動過程)的預(yù)應(yīng)力概念。據(jù)此，本發(fā)明給出了只有預(yù)應(yīng)力合成狀態(tài)的，被稱為隨動預(yù)應(yīng)力分模擠壓筒(模具)，即隨動預(yù)應(yīng)力分模擠壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路和具體工程方法。隨動預(yù)應(yīng)力分模擠壓筒比傳統(tǒng)的預(yù)應(yīng)力擠壓筒體積更小，成本更低，可更好采用脆性高強(qiáng)材料作擠壓筒芯筒(模具內(nèi)襯)，并使重型擠壓工裝的通用化水平大大提高，保證了重型和超重型(如核電水室封頭)單件/小批擠壓成形制造，不但在技術(shù)上可行，而且在經(jīng)濟(jì)上具有優(yōu)勢。目前，重型擠壓的模具尺度巨大，價(jià)格昂貴，且通用性很差。事實(shí)上，實(shí)現(xiàn)例如水室封頭擠壓成形的難點(diǎn)除了壓機(jī)噸位過大以外，就在于模具成本過高。而在本發(fā)明的上述構(gòu)思中，預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)之預(yù)應(yīng)力值并非根據(jù)結(jié)構(gòu)的力學(xué)特點(diǎn)，隨工作載荷非受控地變化，而是一種受控隨動過程，即預(yù)應(yīng)力施加值按特定的函數(shù)關(guān)系隨著工作載荷而變化，工作載荷為零時(shí)，預(yù)應(yīng)力為零(即無預(yù)緊狀態(tài))，見下方程q = f (p).................. (I)上式中，p為自變量，q為按函數(shù)f變化的函數(shù)值。根據(jù)公式(1)，發(fā)明人構(gòu)思設(shè)計(jì)了本發(fā)明中所公開的隨動預(yù)應(yīng)力分模擠壓筒的模型(將在下面詳細(xì)描述)。擠壓筒的外壓(q)與內(nèi)壓(P)按函數(shù)關(guān)系f隨動變化。這是一個(gè)只存在合成狀態(tài)的預(yù)應(yīng)力筒體，由于不存在預(yù)緊狀態(tài)，芯筒可以設(shè)計(jì)得很薄，而不存在被外壓Q1壓壞或屈曲(失穩(wěn))的問題，且由于取消了預(yù)緊層，擠壓筒的外徑將大大縮小。更為重要的是，外壓由液壓機(jī)設(shè)備來提供，并不是擠壓筒體的預(yù)緊層之對芯筒預(yù)緊的結(jié)果，這就為筒體(模具)的通用化設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。只要外壓足夠大，便可保證在最大內(nèi)壓P作用下，芯筒徑向剖分截面上的壓力足夠大，被擠金屬不致從剖分面擠出。而目前，計(jì)算機(jī)閉環(huán)控制技術(shù)和金屬成形數(shù)字模擬技術(shù)可保證P_q函數(shù)的精確執(zhí)行。下面將結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的隨動預(yù)應(yīng)力分模擠壓系統(tǒng)和方法。如圖I所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的隨動預(yù)應(yīng)力分模擠壓系統(tǒng)，包括芯筒10、芯筒支撐體20以及支撐 力施加裝置(未示出)。具體而言，芯筒10構(gòu)造成適于擠壓成形，芯筒10的內(nèi)周壁可以與擠壓件40接觸，通過擠壓可以完成對金屬，例如為重型黑色金屬或有色金屬的成形，以構(gòu)造成擠壓件40。如圖2所示，芯筒支撐體20可以圍繞芯筒10周向地設(shè)置，以對芯筒10進(jìn)行支撐，并可以向芯筒10施加外壓q。支撐力施加裝置對芯筒支撐體20施加第一作用力P1，其中第一作用力Pl基于在芯筒10中進(jìn)行擠壓時(shí)、施加到芯筒10的內(nèi)周側(cè)壁上的第二作用力P2而進(jìn)行隨動控制。換句話說，在進(jìn)行擠壓成形時(shí)，芯筒10內(nèi)周壁受到第二作用力P2作用，支撐力施加裝置同時(shí)向芯筒支撐體20施加第一作用力P1，第一作用力Pl可以主動跟隨第二作用力P2的變化而變化，即第一作用力Pl隨第二作用力P2受控隨動。第二作用力P2通過可以伸入芯筒10內(nèi)的沖擠頭50擠壓位于沖擠頭50與芯筒10的內(nèi)周壁之間的金屬來實(shí)現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的隨動預(yù)應(yīng)力分模擠壓系統(tǒng)，第一作用力Pl跟隨第二作用力P2的變化而變化，不需要在芯筒10的外壁上設(shè)置預(yù)緊層，減小了隨動預(yù)應(yīng)力分模擠壓系統(tǒng)的體積，降低隨動預(yù)應(yīng)力分模擠壓系統(tǒng)的制造成本。而且，在制作不同的擠壓件時(shí)，只需改變芯筒10的內(nèi)部結(jié)構(gòu)便可以適合生產(chǎn)不同的擠壓件，由此，提升隨動預(yù)應(yīng)力分模擠壓系統(tǒng)通用性。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，第一作用力Pl和第二作用力P2之間的關(guān)系可以為常 數(shù)函數(shù)、一次函數(shù)、二次函數(shù)或指數(shù)函數(shù)。各種函數(shù)的具體結(jié)構(gòu)很容易在擠壓數(shù)值模擬過程中取出擠壓力和芯筒10的筒壁作用力，經(jīng)回歸處理而獲得；當(dāng)然，也可以用彈/塑性力學(xué)方法分析而得。顯然，每一種函數(shù)是針對一種擠壓件的擠壓過程。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，液壓機(jī)上的伺服油壓系統(tǒng)，通過液壓缸可以產(chǎn)生用于支撐載荷的第一作用力P1，并作用在芯筒支撐體20上，從而產(chǎn)生第二作用力P2?？刂粕蠟榱撕喕芍苯咏1-P2函數(shù)關(guān)系(而不必用q_P函數(shù)關(guān)系)，即P = f' (p);f'可以是一次函數(shù)，二次函數(shù)，指數(shù)函數(shù)以及其它函數(shù)，函數(shù)也可以具有顯式或隱式，最簡單的f'為常數(shù)關(guān)系P = const此時(shí)，當(dāng)?shù)诙饔昧2為零時(shí)，在第一作用力Pl的作用下，芯筒支撐體20之間互
相平衡。第一作用力Pl可以實(shí)時(shí)地與第二作用力P2隨動，以將芯筒10保持在預(yù)應(yīng)力狀態(tài)中。由此，可以保證整個(gè)隨動預(yù)應(yīng)力分模擠壓系統(tǒng)一直處于良好的工作狀態(tài)。當(dāng)?shù)诙饔昧2為0時(shí)，第一作用力Pl可以為0或者預(yù)定閾值。換句話說，當(dāng)?shù)诙饔昧2為零時(shí)，第一作用力Pl并不一定要降為零，第一作用力也可以達(dá)到一定的數(shù)值，以保證撤出第二作用力P2時(shí)，芯筒10就有一定的預(yù)應(yīng)力，且形成一個(gè)整體。顯然，當(dāng)?shù)诙饔昧2達(dá)極值時(shí)，第一作用力Pl也需達(dá)到極值。第二作用力P2和第一作用力Pl的匹配精度將影響芯筒支撐體20和芯筒10的壽命,一般來說,應(yīng)使第一作用力Pl略超前于第二作用力P2—點(diǎn),此值可以稱為壓縮提前量。如圖3顯示具有四個(gè)芯筒支撐體20的隨動預(yù)應(yīng)力分模擠壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，此時(shí)芯筒支撐體20對筒芯10施加的力更加均勻，支撐更加有效。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，芯筒10的內(nèi)周表面上形成有預(yù)定的成型腔室。成型腔室的形狀可以根據(jù)擠壓件40的形狀進(jìn)行確定，例如，成型腔室可以構(gòu)造成適于成形殼體或者管臺。不同的擠壓件40可以對應(yīng)具有不同腔室的芯筒10。由此，在整個(gè)隨動預(yù)應(yīng)力分模擠壓系統(tǒng)中，只需要更換芯筒10就可以生產(chǎn)不同的擠壓件，通用性更強(qiáng)。如圖2、圖3所示，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，芯筒10可以由多個(gè)周向并置的模壁體11構(gòu)造而成。由此，芯筒設(shè)計(jì)成周向并置的模壁體11可保證擠壓法向壓力傳遞到外層的芯筒支撐體20，而不引起芯筒支撐體20上過大的附加切向(環(huán)向)拉應(yīng)力，因而大大提高了芯筒支撐體20的強(qiáng)度。這一效果隨支撐個(gè)數(shù)的增加而得到增強(qiáng)。同時(shí)，在完成擠壓成型后，多個(gè)周向并置的模壁體11可以方便拆卸，以方便取出擠壓件40。芯筒可以采用高強(qiáng)硬脆材料，如硬質(zhì)合金和其它硬性優(yōu)良但較脆的材料。如圖3所示，進(jìn)一步地，芯筒支撐體20由多個(gè)支撐塊21形成，芯筒支撐體20的支撐塊21細(xì)分的越多，擠壓件40從隨動預(yù)應(yīng)力分模擠壓系統(tǒng)中取出越方便，可以采用較少敷料或者完全不采用敷料。支撐塊移動較短行程即可以取出擠壓件40。支撐力施加裝置包括多個(gè)液壓缸，每個(gè)液壓缸分別對支撐塊21施加第一作用力Plo液壓缸提供的第一作用力Pl與擠壓系統(tǒng)的預(yù)緊層對芯筒10施加壓力不同，可適用于不同的芯筒10，由此，液壓缸提供的第二作用力P2為擠壓系統(tǒng)的通用化設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。需要說明的是，在保證最大第一作用力Pl作用下，芯筒10徑向剖分截面上的壓力足夠大，以使被擠金屬不致從剖分面擠出?，F(xiàn)代計(jì)算機(jī)閉環(huán)控制技術(shù)和金屬成形數(shù)字模擬技術(shù)可保證第一作用力Pl和第二作用力P2函數(shù)的精確執(zhí)行?？蛇x地，芯筒支撐體20可以由多個(gè)支撐塊21形成，且支撐力施加裝置可以包括多個(gè)楔塊，每個(gè)楔塊對支撐塊21施加第一作用力Pl。由此，楔塊同樣可以為支撐塊21施加第一作用力Pl并可適用于不同的芯筒10。應(yīng)強(qiáng)調(diào)的是，芯筒支撐體20以及推動其的液壓缸等均為通用部件，不隨被擠金屬件而變化，并且是設(shè)備的一部分。從而，將盡量多的模具(筒體)部分通用化，轉(zhuǎn)化為設(shè)備，是本發(fā)明者提出的“工裝設(shè)備化”原則的體現(xiàn)，本發(fā)明正是這一原則的具體化。如圖4所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的隨動預(yù)應(yīng)力分模擠壓方法，包括將金屬設(shè)置在芯筒中并進(jìn)行擠壓，以得到擠壓件(SlO)。接著，對所述芯筒的外周壁施加第一作用力P1，其中所述第一作用力Pl基于在芯筒中進(jìn)行擠壓時(shí)、被擠壓的所述金屬施加到芯筒的內(nèi)周側(cè)壁上的第二作用力P2而進(jìn)行隨動控制(S20)。換句話說，在進(jìn)行擠壓成型時(shí)，芯筒內(nèi)周壁受到第二作用力P2作用，同時(shí)向芯筒支撐體20施加第一作用力P1，例如可以通過支撐力施加裝置施加第一作用力，第一作用力Pl隨第二作用力P2的變化而變化，即第一作用力Pl隨第二作用力P2受控隨動。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的隨動預(yù)應(yīng)力分模擠壓方法，第一作用力Pl跟隨第二作用力P2的變化而變化，不需要在芯筒10的外壁上設(shè)置預(yù)緊層，減小了隨動預(yù)應(yīng)力分模擠壓系統(tǒng)的體積，降低隨動預(yù)應(yīng)力分模擠壓系統(tǒng)的制造成本。而且，在制作不同的擠壓件時(shí)，只需改變芯筒10的內(nèi)部結(jié)構(gòu)便可以適合生產(chǎn)不同的擠壓件，由此，提升隨動預(yù)應(yīng)力分模擠壓系統(tǒng)通用性。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，第一作用力Pl和第二作用力P2之間的關(guān)系可以為常數(shù)函數(shù)、一次函數(shù)、二次函數(shù)或指數(shù)函數(shù)。各種函數(shù)的具體結(jié)構(gòu)很容易在擠壓數(shù)字模擬過程中取出擠壓力和芯筒10的筒壁作用力，經(jīng)回歸處理而獲得；當(dāng)然，也可以用彈/塑性力學(xué)方法分析而得。顯然，每一種函數(shù)是針對一種擠壓件的擠壓過程。第一作用力Pl可以實(shí)時(shí)地與第二作用力P2隨動，以將芯筒10保持在預(yù)應(yīng)力狀態(tài)中。由此，可以保證整個(gè)隨動預(yù)應(yīng)力分模擠壓系統(tǒng)一直處于良好的工作狀態(tài)。當(dāng)?shù)诙饔昧2為0時(shí)，第一作用力Pl可以為0或者預(yù)定閾值。換句話說，當(dāng)?shù)诙饔昧2為零時(shí)，第 一作用力Pl并不一定要降為零，第一作用力也可以達(dá)到一定的數(shù)值，以保證撤出第二作用力P2時(shí)，芯筒10就有一定的預(yù)應(yīng)力，且形成一個(gè)整體。顯然，當(dāng)?shù)诙饔昧2達(dá)極值時(shí)，第一作用力Pl也需達(dá)到極值。第二作用力P2和第一作用力Pl的匹配精度將影響芯筒支撐體20和芯筒10的壽命,一般來說,應(yīng)使第一作用力Pl略超前于第二作用力P2 —點(diǎn),此值可以稱為壓縮提前量。如圖3顯示具有四個(gè)芯筒支撐體20的隨動預(yù)應(yīng)力分模擠壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，此時(shí)芯筒支撐體20對筒芯10施加的力更加均勻，支撐更加有效。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，芯筒10的內(nèi)周表面上形成有預(yù)定的成型腔室。成型腔室的形狀可以根據(jù)擠壓件40的形狀進(jìn)行確定，例如，成型腔室可以構(gòu)造成適于成形殼體或者管臺。不同的擠壓件40可以對應(yīng)具有不同腔室的芯筒10。由此，在整個(gè)隨動預(yù)應(yīng)力分模擠壓系統(tǒng)中，只需要更換芯筒10就可以生產(chǎn)不同的擠壓件，通用性更強(qiáng)。如圖2、圖3所示，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，芯筒10可以由多個(gè)周向并置的模壁體11構(gòu)造而成。由此，芯筒設(shè)計(jì)成周向并置的模壁體11可保證擠壓法向壓力傳遞到外層 的芯筒支撐體20，而不引起芯筒支撐體20上過大的附加切向(環(huán)向)拉應(yīng)力，因而大大提高了芯筒支撐體20的強(qiáng)度。這一效果隨支撐個(gè)數(shù)的增加而得到增強(qiáng)。同時(shí)，在完成擠壓成型后，多個(gè)周向并置的模壁體11可以方便拆卸，以方便取出擠壓件40。芯筒可以采用高強(qiáng)硬脆材料，如硬質(zhì)合金和其它硬性優(yōu)良但較脆的材料。如圖3所示，進(jìn)一步地，芯筒支撐體20由多個(gè)支撐塊21形成，芯筒支撐體20的支撐塊21細(xì)分的越多，擠壓件40從隨動預(yù)應(yīng)力分模擠壓系統(tǒng)中取出越方便，可以采用較少敷料或者完全不采用敷料。支撐塊移動較短行程即可以取出擠壓件40。需要說明的是，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)和方法也同樣適用于深海石油裝備(如防噴器等)，以及重化工領(lǐng)域的各種管件、多通、閥體、泵體和魚雷彈頭等武器擠壓成形所需的核心部件——筒體和模具設(shè)計(jì)。各種開式模鍛，閉式模鍛，閉式鐓粗的模具，鐓粗筒等，均可采用本發(fā)明以降低成本，實(shí)現(xiàn)重型、中型擠壓件的小批量，甚至單件生產(chǎn)。在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示意性實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求
1.一種隨動預(yù)應(yīng)力分模擠壓系統(tǒng)，包括 芯筒，所述芯筒構(gòu)造成適于擠壓成形； 芯筒支撐體，所述芯筒支撐體圍繞所述芯筒周向地設(shè)置，以對所述芯筒進(jìn)行支撐； 支撐力施加裝置，所述支撐力施加裝置對所述芯筒支撐體施加第一作用力(PD，其中 所述第一作用力(PD基于在芯筒中進(jìn)行擠壓時(shí)、施加到所述芯筒的內(nèi)周側(cè)壁上的第二作用力(P2)而進(jìn)行隨動控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的隨動預(yù)應(yīng)力分模擠壓系統(tǒng)，其中所述第一作用力(PD和所述第二作用力(P2)之間的關(guān)系為常數(shù)函數(shù)、一次函數(shù)、二次函數(shù)或指數(shù)函數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的隨動預(yù)應(yīng)力分模擠壓系統(tǒng)，其中所述第一作用力(Pl)實(shí)時(shí)地與所述第二作用力(P2)隨動，以將所述芯筒保持在預(yù)應(yīng)力狀態(tài)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或者3所述的隨動預(yù)應(yīng)力分模擠壓系統(tǒng)，其中當(dāng)所述第二作用力(P2)為O時(shí)，所述第一作用力(Pl)為O或者預(yù)定閾值。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的隨動預(yù)應(yīng)力分模擠壓系統(tǒng)，其中所述芯筒的內(nèi)周表面上形成有預(yù)定的成型腔室。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的隨動預(yù)應(yīng)力分模擠壓系統(tǒng)，其中所述成型腔室構(gòu)造成適于成形具有殼體或者管臺的結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的隨動預(yù)應(yīng)力分模擠壓系統(tǒng)，其中所述芯筒由多個(gè)周向并置的模壁體構(gòu)造而成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的隨動預(yù)應(yīng)力分模擠壓系統(tǒng)，其中所述芯筒支撐體由多個(gè)支撐塊形成，且所述支撐力施加裝置包括多個(gè)液壓缸，每個(gè)所述液壓缸分別對所述支撐塊施加第一作用力(Pl)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的隨動預(yù)應(yīng)力分模擠壓系統(tǒng)，其中所述芯筒支撐體由多個(gè)支撐塊形成，且所述支撐力施加裝置包括多個(gè)楔塊，每個(gè)所述楔塊對所述支撐塊施加第一作用力(PD。
10.一種隨動預(yù)應(yīng)力分模擠壓方法，包括 將金屬設(shè)置在芯筒中并進(jìn)行擠壓；以及 對所述芯筒的外周壁施加第一作用力(P1)，其中 所述第一作用力(PD基于在芯筒中進(jìn)行擠壓時(shí)、被擠壓的所述金屬施加到所述芯筒的內(nèi)周側(cè)壁上的第二作用力(P2)而進(jìn)行隨動控制。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種隨動預(yù)應(yīng)力分模擠壓系統(tǒng)及方法。該系統(tǒng)可以包括芯筒，芯筒構(gòu)造成適于擠壓成形；芯筒支撐體，芯筒支撐體圍繞芯筒周向地設(shè)置，以對芯筒進(jìn)行支撐；支撐力施加裝置，該支撐力施加裝置對芯筒支撐體施加第一作用力(P1)，其中第一作用力(P1)基于在芯筒中進(jìn)行擠壓時(shí)、施加到芯筒的內(nèi)周側(cè)壁上的第二作用力(P2)而進(jìn)行隨動控制。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的隨動預(yù)應(yīng)力分模擠壓系統(tǒng)，第一作用力P1跟隨第二作用力P2的變化而變化，不需要在芯筒的外壁上設(shè)置預(yù)緊層，減小了隨動預(yù)應(yīng)力分模擠壓系統(tǒng)的體積，并降低了隨動預(yù)應(yīng)力分模擠壓系統(tǒng)的制造成本。
文檔編號B21C23/02GK102641911SQ20121005961
公開日2012年8月22日 申請日期2012年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月8日
發(fā)明者顏旭濤 申請人:顏旭濤