固定位置安装绝缘材料进行隔离。
[0049]本发明实施例还提供一种应用上述电塑性流动旋压成形装置进行电塑性流动旋压成形的方法，
[0050]步骤一、将芯模6安装在主轴I上，将工件2安装在芯模6上，调节第一电极3、第二电极5与工件2接触；此步骤即安装模具、毛坯和电极等，实施例中可以将芯模6通过螺栓等方式固定安装在主轴I上，将筒形毛坯(工件2)安装在芯模6上。调节第一电极3、第二电极5 (上述方式二为第二电极5)与工件2接触位置和压紧力，保证良好接触。
[0051]步骤二、设置主轴I转速，旋压机和脉冲电源的工艺参数；实施例中，设置旋压机和脉冲电源的工艺参数，可以包括:设置旋压机的旋轮进给速度和减薄率，脉冲电源的脉冲电流频率和放电电压。
[0052]步骤三、启动主轴I带动工件2旋转，打开脉冲电源开始对工件2放电，调节旋压机的旋轮轴向进给开始旋压。
[0053]步骤四、待旋压结束后，停止旋轮轴向进给，关闭脉冲电源，退出旋轮4。
[0054]步骤五、通过卸料装置卸下工件2，关闭主轴I转动，关闭旋压机。
[0055]下面举几个例子说明本发明实施例的电塑性流动旋压成形装置及方法的具体应用:
[0056]实施例1:
[0057]试验材料:TC4钛合金。
[0058]毛还尺寸:内径Φ 100mm，壁厚5mm，长度200mm。
[0059]旋压方式:单轮反旋、冷旋。
[0060]旋压工艺参数:主轴转速200n/min，进给速度0.8mm/转，减薄率20%。
[0061]脉冲电流按照方式二加载，即周向电流加载方式。
[0062]脉冲电流参数:峰值电流3000A，频率150Hz。
[0063]具体实施步骤如下:
[0064]步骤一、将芯模6通过螺栓固定在主轴I上，通过加装绝缘板的方式保证芯模6与主轴I绝缘。
[0065]步骤二、将TC4钛合金毛坯2安装在芯模6上，且与芯模6外表面固定连接。
[0066]步骤三、将脉冲电源的两个电极按照图2的方式安装。
[0067]步骤四、打开旋压机，调整旋轮4，使旋轮4与毛坯2接触、第二电极5与工件2接触。
[0068]步骤五、设置脉冲电源参数，包括放电电源和脉冲电流频率。
[0069]步骤六、设置合适主轴转速和进给速度，开启脉冲电源，开始旋压。
[0070]步骤七、经过多道次旋压后，最终得到Φ 10mmX 500mm的薄壁管件。
[0071]步骤八、旋压结束后，关闭脉冲电源，关闭旋压机。
[0072]实施例2:
[0073]试验材料:GH4169高温合金。
[0074]毛还尺寸:内径Φ 100mm，壁厚4mm，长度300mm。
[0075]旋压方式:单轮反旋、冷旋。
[0076]旋压工艺参数:主轴转速240n/min，进给速度0.5mm/转，减薄率15%。
[0077]脉冲电流按照方式二加载，即周向电流加载方式。
[0078]脉冲电流参数:峰值电流5000A，频率200Hz。
[0079]具体实施步骤与实施例1相同。最终制得Φ 10mmX 500mm合格管件。
[0080]实施例3:
[0081]试验材料:Ti2AlNb金属间化合物；
[0082]毛还尺寸:内径Φ80mm，壁厚5mm，长度200mm。
[0083]旋压方式:单轮反旋、冷旋。
[0084]旋压工艺参数:主轴转速300n/min，进给速度0.5mm/转，减薄率10%。
[0085]脉冲电流按照方式二加载，即周向电流加载方式。
[0086]脉冲电流参数:峰值电流5500A，频率200Hz。
[0087]具体实施步骤与实施例1相同。最终制得Φ80mmX 300mm合格管件。
[0088]综上所述，本发明实施例的电塑性流动旋压成形装置及方法，在流动旋压成形方面应用了电塑性技术，可以为钛合金、镁合金、高温合金、金属间化合物等难变形材料的流动旋压成形提供具体解决方案，扩大该类材料回转体零件的应用范围。
[0089]本发明实施例提出利用脉冲电流电致塑性效应和焦耳热效应的新型流动旋压成形技术，该技术可改善材料塑性，降低材料变形抗力，降低旋压机设备吨位，提高生产效率，对于解决目前难变形材料旋压成形中的诸多问题具有重要意义。本发明实施例尤其适用于钛合金、镁合金、高温合金、金属件化合物等难变形材料。本发明实施例适用于冷旋压和热旋压，适用于单轮旋压和多轮旋压，适用于正旋和反旋，适用于立式旋压和卧式旋压。
[0090]以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种电塑性流动旋压成形装置，其特征在于，包括: 旋压机、脉冲电源、第一电极(3)、第二电极(5)、芯模(6)、工件⑵和旋轮⑷； 芯模(6)安装在旋压机的主轴(I)上，芯模(6)与主轴(I)同轴连接，工件(2)安装在芯模(6)上，工件⑵内侧与芯模(6)外侧贴合； 旋轮(4)与工件(2)发生变形的部位接触； 第一电极(3)、第二电极(5)分别接触在工件(2)发生变形的部位的两侧；第二电极(5)、第一电极(3)分别连接脉冲电源正负两极； 脉冲电源输出的脉冲电流依次通过第二电极(5)、第一电极(3)和工件(2)构成回路；主轴⑴带动芯模(6)和工件⑵做回转运动，第一电极(3)、第二电极(5)与旋轮(4)同步向主轴(I)方向做进给运动。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，旋压机为卧式或立式。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，脉冲电源输出的脉冲电流峰值不小于100A。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，第一电极(3)、第二电极(5)与工件(2)滑动接触或滚动接触。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，第一电极(3)和/或第二电极(5)上安装有弹簧顶紧装置。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，第一电极(3)和第二电极(5)通过支架安装在旋轮(4)座上，随旋轮(4)做轴向进给运动。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，芯模(6)与主轴(I)的连接处安装有绝缘材料；旋轮(4)座与滑台的连接处安装有绝缘材料；第一电极(3)和第二电极(5)与支架固定位置安装有绝缘材料。
8.如权利要求1至7任一所述的装置，其特征在于，第一电极(3)、第二电极(5)与工件(2)接触的位置分别在旋轮(4)的左右两侧； 或，第一电极⑶直接连接旋轮(4)，第二电极(5)连接工件⑵； 或，第一电极(3)、第二电极(5)与工件⑵接触的位置分别在旋轮⑷的上下两侧。
9.一种应用权利要求1至7任一所述电塑性流动旋压成形装置进行电塑性流动旋压成形的方法，其特征在于，包括: 将芯模(6)安装在主轴(I)上，将工件(2)安装在芯模(6)上，调节第一电极(3)、第二电极(5)与工件⑵接触； 设置主轴(I)转速，旋压机和脉冲电源的工艺参数； 启动主轴(I)带动工件(2)旋转，打开脉冲电源开始对工件(2)放电，调节旋压机的旋轮轴向进给开始旋压； 待旋压结束后，停止旋轮轴向进给，关闭脉冲电源，退出旋轮(4); 通过卸料装置卸下工件(2)，关闭主轴(I)转动，关闭旋压机。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，设置旋压机和脉冲电源的工艺参数，包括:设置旋压机的旋轮进给速度和减薄率，脉冲电源的脉冲电流频率和放电电压。
【专利摘要】本发明公开了一种电塑性流动旋压成形装置及方法，其中装置包括：旋压机、脉冲电源、第一电极、第二电极、芯模、工件和旋轮；芯模安装在旋压机的主轴上，芯模与主轴同轴连接，工件安装在芯模上，工件内侧与芯模外侧贴合；旋轮与工件发生变形的部位接触；第一电极、第二电极分别接触在工件发生变形的部位的两侧；第二电极、第一电极分别连接脉冲电源正负两极；脉冲电源输出的脉冲电流依次通过第二电极、第一电极和工件构成回路；主轴带动芯模和工件做回转运动，第一电极、第二电极与旋轮同步向主轴方向做进给运动。本发明可以为钛合金、镁合金、高温合金、金属间化合物等难变形材料的流动旋压成形提供具体解决方案。
【IPC分类】B21D22-16
【公开号】CN104550396
【申请号】CN201410815481
【发明人】侯红亮, 牛涛, 王耀奇, 张艳苓
【申请人】中国航空工业集团公司北京航空制造工程研究所
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月24日