形，在圆腔成形后，液压马达7驱动尾座小车6带动芯棒移向圆形空腔，旋轮4在按照设定的旋压轨迹运动，最终完成管坯的收口。
[0024]如图2是本发明的带台阶芯棒的示意图。芯棒的工作段直径Φ等于成品管嘴内径，芯棒的工作段长度L = b+(40?100)mm，其中b成品管嘴的长度，芯棒的台阶高度H =成品管壁厚度h —(I?2)mm，h是成品管壁厚度。以下实施例中的芯棒台阶根据成品管嘴不同尺寸来设计。
[0025]实施例:所采用的管还材质为6061招合金，管还的外径为450mm，厚度为8mm，设计成品管嘴厚度为32mm，管嘴内径为40mm，成品管嘴长度为50mm ;芯棒工作段长度为100mm，芯棒工作段直径为40mm，台阶高度为30mm，具体的收口旋压工艺过程如下:
[0026]无缝铝管收口段的加热:用旋压机主轴卡爪卡紧铝管，同时主轴以较低的转速100r/min带动管坯旋转，使用加热装置对收口段进行加热，收口段温度加热到380°C。
[0027]端口圆腔的成形:在收口段加热到旋压温度后，调节旋压机床主轴转速，使转速稳定在300r/min ;对收口段进行6道次的椭圆或者圆轨迹收口，第一道次旋轮在收口段管坯外表面轴向向内进给量为90mm，其后5个道次旋轮轴向进给量为16mm、16mm、16mm、14mm、12mm ;旋轮以进给速度600mm/min，沿着半椭圆轨迹进行旋压，旋轮6个道次转动角度依次为41°、57°、67°、74°、79°、86°，当旋轮转动到相对应的角度后，再以相同的轨迹返回到管坯的外表面，旋轮返回时的进给速度为1000mm/min，经过6道次旋压，收口段端口形成圆形的空腔，空腔的直径为46.4mm。
[0028]芯棒的移入:通过加热枪对收口段补热，补热温度为420°C，采用中频炉将装配好的位于尾座小车里的芯棒工作段加热到440°C，加热长度为150mm，通过液压马达驱动位于尾座小车，将芯棒移入管坯空腔，移动距离为400mm。
[0029]管嘴的成形:当芯棒就位后，可以利用芯模的温度较高，可以对管坯收口段内部补热，对收口段进行5道次的旋压收口。前4道次旋轮沿着管坯外表面轴向向内进给量依次为15mm、15mm、12mm、10mm，最后一道次轴向进给量为5mm，并按设定的半椭圆轨迹以600mm/min的进给速度进行旋压，此过程中旋轮不发生转动，当管嘴颈部直径达到后，旋轮作平行于管坯轴线方向移动使管嘴延长并进行表面光整，再以相同的轨迹返回，返回时的进给速度为1000mm/min，经过5道次旋压，完成了招合金管还的收口。
[0030]芯棒的移出:当管嘴成形时，保持主轴转速不变，并继续对管嘴的补热，将芯棒移出瓶口至原来的位置，移动的速度为8mm/s，最终完成整个收口过程。
【主权项】
1.一种增加管嘴壁厚的铝合金气瓶的收口方法，其特征在于该方法具体步骤如下: (1)无缝铝管收口段的加热:用旋压机主轴卡爪卡紧铝合金管，同时主轴以转速100?150r/min带动铝合金管旋转，使用加热枪对收口段进行加热，收口段温度加热到350?400 0C ； (2)端口圆腔的成形:在收口段加热到温度350?400°C后，调节旋压机床主轴转速，使转速稳定在250?350r/min，对收口段进行5?10道次的椭圆或者圆轨迹收口，每道次旋轮沿铝合金管轴向向夹装侧进给一定的距离，第一道次旋轮轴向进给量为60?100mm，其后几个道次旋轮轴向进给量为10?20mm ;旋轮沿着半椭圆或圆轨迹进行旋压，旋轮第一道次转动角度为30?45°，后几个道次旋轮转动角度依次增加6?18° ;当旋轮进给并转动到一定角度后，再以相同的轨迹返回到铝合金管的外表面，旋轮正向旋压时的进给速度为500?800mm/min，返回时旋轮的进给速度为1000?1200mm/min，经过多道次旋压，收口段端口形成圆形的空腔； (3)芯棒的移入:通过加热枪对收口段进行补热，补热温度为400?420°C，采用中频炉将装配好的芯棒工作段加热到440?460°C，通过液压马达驱动尾座小车，将芯棒移入铝合金管空腔，移动距离为300?500mm ； (4)管嘴的成形:当芯棒就位后，利用芯棒的较高温度，对铝合金管收口段内部补热，对收口段进行3?6道次的旋压收口，前几道次旋轮沿着铝管外表面轴向向内进给8?18mm，最后一道次轴向进给量为3?6mm，并按设定的轨迹以500?800mm/min的进给速度进行旋压，此过程中旋轮不发生偏转，防止旋轮碰到尾座小车上的芯棒，当铝合金管管嘴颈部直径达到后，旋轮作平行于管坯轴线方向移动使管嘴延长和并进行表面光整，再以相同的轨迹返回，返回时的进给速度为1000?1200mm/min，经过多道次旋压，完成铝合金管的收口 ； (5)芯棒的移出:当铝合金管管嘴成形时，保持主轴转速不变，并继续对铝合金管管嘴进行补热，将芯棒移出瓶口至原来的位置，移动的速度为5?15mm/s。2.根据权利要求1所述的一种增加管嘴壁厚的铝合金气瓶的收口方法，其特征在于所述步骤(I)中，招合金管还的直径范围是250?600mm ;管还壁厚范围是4?20mm ;成品管嘴内径r多20mm，以保证与管嘴内径相匹配的芯棒阶梯有足够的强度。3.根据权利要求1所述的一种增加管嘴壁厚的铝合金气瓶的收口方法，其特征在于所述的步骤(2)中，铝合金管空腔口部的直径为芯棒工作段直径的1.04?1.1倍，以防止芯棒移入空腔时发生碰触。4.根据权利要求1所述的一种增加管嘴壁厚的铝合金气瓶的收口方法，其特征在于所述的步骤(3)中，所述芯棒材质选择强度和硬度较高的合金钢，工作段的长度与台阶高度可以根据成品的管嘴长度b和厚度h来确定，芯棒工作段长度L = b+(40?100)mm，台阶的高度H = h —(I?2)_，设计台阶的高度小于管嘴厚度为了避免旋轮在管嘴成形时与芯棒接触，芯棒工作段的直径Φ等于铝合金气瓶成品管嘴的内径。5.根据权利要求1所述的一种增加管嘴壁厚的铝合金气瓶的收口方法，其特征在于所述的步骤(5)中，加热枪补热温度为400?420°C，使得管嘴处金属的塑性较好，便于脱棒。
【专利摘要】本发明公开一种增加管嘴壁厚的铝合金气瓶的收口方法，属于旋压成形技术领域。该方法区别于传统的有芯模和无芯模旋压，在此方法中先对管材进行几个道次的无芯模半椭圆或圆轨迹收口，在管件的端部形成圆形空腔后，使用芯棒控制管嘴内径并旋压收口，最后在通过几个道次的旋压完成收口成形。本发明的工艺方法可以使得管嘴处的厚度得到有效控制，管嘴厚度分布均匀，内部的圆度好，有利于口部攻螺纹，同时也可以使得管嘴圆弧处的厚度有明显的增加，有效的避免了此处由于厚度不足带来的质量缺陷，提高了气瓶使用的安全性与可靠性。
【IPC分类】B21D51/38
【公开号】CN105170829
【申请号】
【发明人】沈晓辉, 陈伟, 闫军, 王会廷, 章静, 潘红波
【申请人】安徽工业大学
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年10月10日