一种适用于大尺寸薄壁锥形壳体省力成形方法

摘要

本发明公开一种适用于大尺寸薄壁锥形壳体省力成形方法，首先装配并校正模具，然后将坯料放入“U”形内型腔中加热到成形温度并保温，接着带定径带柱形凸模挤压坯料中部，坯料两边逐渐从下部向上部流动产生反挤压运动，待柱形凸模下降到预定深度即止使坯料底部和壁部具有壁厚，此时预成形的坯料截面呈“U”形，卸料，再接着将柱形凸模更换为锥形凸模、将“U”形凹模更换成锥形凹模，校正，再将“U”形坯料放入锥形内型腔中部，锥形凸模向下运动，坯料上部发生扩口变形，坯料的下部发生缩口拉深，待锥形凸模下降到预定深度即止，此时终成形的坯料截面呈锥形，最后卸料。本案有效减小成形载荷，减少摩擦，使锥形壳体的成形更加省力方便。

权利要求

1.一种适用于大尺寸薄壁锥形壳体省力成形方法，其特征在于：包括如下步骤：S1：校正模具：开始对一种适用于大尺寸薄壁锥形壳体省力成形的成套模具进行装配，所述一种适用于大尺寸薄壁锥形壳体省力成形的成套模具包括安装在压力机上工作台的上模板组件、可换装在上模板组件上的两个凸模、安装在压力机下工作台的下模板组件、可换装在下模板组件上的两个凹模以及连接压力机顶出缸的顶杆，所述两个凸模包括带定径带柱形凸模和可换装的锥形凸模，所述两个凹模包括与带定径带柱形凸模成套使用的“U”形凹模和与锥形凸模成套使用的锥形凹模，所述带定径带柱形凸模下部设置有直径大于上部直径的定径带，所述带定径带柱形凸模除定径带部分外的其余直径相同，锥形内型腔的上部直径大于带定径带柱形凸模的上部直径，且锥形内型腔的下部直径小于带定径带柱形凸模的下部直径，所述“U”形凹模设有“U”形内型腔，“U”形内型腔供带定径带柱形凸模置入，“U”形内型腔与带定径带柱形凸模之间留有预成形间隙，所述锥形凹模设有锥形内型腔，锥形内型腔的上部直径大于“U”形内型腔的上部直径，锥形内型腔的下部直径小于“U”形内型腔的下部直径，锥形内型腔供锥形凸模置入，锥形内型腔与锥形凸模之间留有终成形间隙，对应“U”形内型腔下部位置和锥形内型腔下部位置的下模板组件开设连通的顶出孔，供顶杆放置，该模具首先装配带定径带柱形凸模和“U”形凹模，调整带定径带柱形凸模的位置使得带定径带柱形凸模与“U”形凹模位于同一轴线上；

S2：放料：校正模具后将柱状坯料放入“U”形内型腔中加热到成形温度并保温；

S3：预成形挤压：随着带定径带柱形凸模向下运动，带定径带柱形凸模逐渐挤压坯料中部，由于带定径带柱形凸模和“U”形内型腔之间留有预成形间隙，故坯料两边逐渐从下部向上部流动产生反挤压运动，待带定径带柱形凸模下降到预定深度即止使坯料底部和壁部具有预指定壁厚，此时预成形的坯料截面呈“U”形，坯料预成形挤压完成；

S4：“U”形坯料卸料：预成形过程结束后，将带定径带柱形凸模升起，用顶杆顶出坯料；

S5：更换并校正模具：将带定径带柱形凸模更换为锥形凸模、将“U”形凹模更换成锥形凹模，即完成了模具的更换，校正锥形凸模和锥形凹模，确保锥形凸模和锥形凹模位于同一轴线上；

S6：放料：将预成形挤压制好的“U”形坯料放入锥形凹模中，保证“U”形坯料放置在锥形内型腔中部；

S7：终成形挤压：锥形凸模在压力机上工作台控制下逐渐向下运动，锥形凸模伸入“U”形坯料并带动坯料向下运动，由于锥形凸模和锥形内型腔之间留有终成形间隙，故坯料两边沿终成形间隙流动产生拉伸运动，锥形凸模接触“U”形坯料上部发生扩口变形，此时会出现拉伸失稳，锥形凸模运行到“U”形坯料的下部时发生“U”形坯料下部拉深缩口，将原先的平直的“U”形坯料拉深成锥形，随着锥形凸模的运行拉伸失稳逐渐消失，待锥形凸模下降到预定深度即止使坯料底部具有壁厚，此时终成形的坯料截面呈锥形，坯料终成形挤压完成；

S8：锥形壳体卸料：待终成形过程结束后，将锥形凸模升起，用顶杆将锥形壳体顶出锥形凹模，随后取出成形的锥形壳体即完成卸料过程。

说明书

一种适用于大尺寸薄壁锥形壳体省力成形方法

技术领域

[0001] 本发明涉及金属塑性加工工艺及成形技术领域，尤其涉及一种适用于大尺寸薄壁锥形壳体省力成形方法。

背景技术

[0002] 在传统的塑性成形工艺中，对于薄壁锥形件的成型方法主要是拉深成形、挤压成形和旋压成形。拉深成形一般用于薄壁零件，使用此方法操作简单，材料利用率高，缺点是
材料的强度和塑性要求高，容易产生失稳，不容易控制零件的壁厚；挤压成形主要采用反挤
压工艺，金属在挤压时处于强烈的三向压应力状态，可以充分发挥其塑性，获得大的变形
量，缺点是对设备载荷要求高，且容易产生壁厚差；旋压成形也是薄壁零件的一种加工方
法，其优点是模具研制周期短、费用低，旋压力小，可在一次装夹中完成成形、切边等工序，
缺点是难以实现大批量生产，设备成本过高。

[0003] 在大尺寸薄壁锥形件挤压成形过程中，通常的加工工艺是通过使用合适的凸模和凹模对坯料进行挤压完成大尺寸薄壁锥形壳体的一次成型。该技术利用反挤压的方法实现
对坯料的成形，可以减少成形工序，实现一次挤压成形。其挤压成形过程如图1所示：将坯料
放入凹模中加热到一定温度并保温一段时间，然后使用凸模对坯料进行挤压，挤压结束后
将凸模移出然后取出壳体即完成了锥形壳体的成型过程。虽然此方法看起来简单，但使用
此方法仍然有很多的不足：

[0004] (1)对挤压设备要求较高，吨位大。成形过程中由于坯料始终与模具接触，在挤压过程中产生很大的摩擦力，这种恶劣的摩擦条件会阻碍金属的流动，使成形载荷显著增加，
能耗和成本增加。

[0005] (2)模具易磨损，易损坏。成形过程中坯料与模具产生极大摩擦力并产生很大的热量，对模具磨损严重，而且由于凸模本身的高径比较大，所以在挤压过程中容易发生折断的
现象。

[0006] (3)零件尺寸精度差。对于锥形件的成形，一次成形的零件尺寸精度较差，难以实现精密仪器或零件的成形。

[0007] (4)模具难以脱模。在表面形状复杂的挤压件成形时，由于挤压时荷载大且挤压件壁厚较薄所以挤压件与模具接触紧密，挤压件容易与模具粘连，难以脱模。

发明内容

[0008] 本发明的目的在于提供一种适用于大尺寸薄壁锥形壳体省力成形方法，克服上述现有技术的缺陷，有效减小成形载荷，减少摩擦，使锥形壳体的成形更加省力方便。

[0009] 为达成上述目的，本发明的解决方案为：

[0010] 一种适用于大尺寸薄壁锥形壳体省力成形方法，包括如下步骤：

[0011] S1：校正模具：开始对一种适用于大尺寸薄壁锥形壳体省力成形的成套模具进行装配，所述一种适用于大尺寸薄壁锥形壳体省力成形的成套模具包括安装在压力机上工作
台的上模板组件、可换装在上模板组件上的两个凸模、安装在压力机下工作台的下模板组
件、可换装在下模板组件上的两个凹模以及连接压力机顶出缸的顶杆，所述两个凸模包括
带定径带柱形凸模和可换装的锥形凸模，所述两个凹模包括与带定径带柱形凸模成套使用
的“U”形凹模和与锥形凸模成套使用的锥形凹模，所述带定径带柱形凸模下部设置有直径
大于上部直径的定径带，所述带定径带柱形凸模除定径带部分外的其余直径相同，所述锥
形内型腔的上部直径大于带定径带柱形凸模的上部直径，且锥形内型腔的下部直径小于带
定径带柱形凸模的下部直径，所述“U”形凹模设有“U”形内型腔，“U”形内型腔供带定径带柱
形凸模置入，“U”形内型腔与带定径带柱形凸模之间留有预成形间隙，所述锥形凹模设有锥
形内型腔，锥形内型腔的上部直径大于“U”形内型腔的上部直径，锥形内型腔的下部直径小
于“U”形内型腔的下部直径，锥形内型腔供锥形凸模置入，锥形内型腔与锥形凸模之间留有
终成形间隙，对应“U”形内型腔下部位置和锥形内型腔下部位置的下模板组件开设连通的
顶出孔，供顶杆放置，该模具首先装配带定径带柱形凸模和“U”形凹模，调整带定径带柱形
凸模的位置使得带定径带柱形凸模与“U”形凹模位于同一轴线上；

[0012] S2：放料：校正模具后将柱状坯料放入“U”形内型腔中加热到成形温度并保温；

[0013] S3：预成形挤压：随着带定径带柱形凸模向下运动，带定径带柱形凸模逐渐挤压坯料中部，由于带定径带柱形凸模和“U”形内型腔之间留有预成形间隙，故坯料两边逐渐从下
部向上部流动产生反挤压运动，待带定径带柱形凸模下降到预定深度即止使坯料底部具有
壁厚，此时预成形的坯料截面呈“U”形，坯料预成形挤压完成；

[0014] S4：“U”形坯料卸料：预成形过程结束后，将带定径带柱形凸模升起，用顶杆顶出坯料；

[0015] S5：更换并校正模具：将带定径带柱形凸模更换为锥形凸模、将“U”形凹模更换成锥形凹模，即完成了模具的更换，校正锥形凸模和锥形凹模，确保锥形凸模和锥形凹模位于
同一轴线上；

[0016] S6：放料：将预成形挤压制好的“U”形坯料放入锥形凹模中，保证“U”形坯料放置在锥形内型腔中部；

[0017] S7：终成形挤压：锥形凸模在压力机上工作台控制下逐渐向下运动，锥形凸模伸入“U”形坯料并带动坯料向下运动，由于锥形凸模和锥形内型腔之间留有终成形间隙，故坯料
两边沿终成形间隙流动产生拉伸运动，锥形凸模接触“U”形坯料上部发生扩口变形，此时会
出现拉伸失稳，锥形凸模运行到“U”形坯料的下部时发生“U”形坯料下部缩口拉深，将原先
的平直的“U”形坯料拉深成锥形，随着锥形凸模的运行拉伸失稳逐渐消失，待锥形凸模下降
到预定深度即止使坯料底部具有壁厚，此时终成形的坯料截面呈锥形，坯料终成形挤压完
成；

[0018] S8：锥形壳体卸料：待终成形过程结束后，将锥形凸模升起，用顶杆将锥形壳体顶出锥形凹模，随后取出成形的锥形壳体即完成卸料过程。

[0019] 采用上述方案后，本发明的增益效果在于：

[0020] (1)与传统的一次挤压成形工艺相比，省力成形工艺可以大大减小成形工艺的载荷、摩擦力，显著减少了能耗，避免了大尺寸薄壁锥形壳体成形对设备吨位的苛刻要求；

[0021] (2)因本发明的降载省力优势，模具寿命大幅提高；

[0022] (3)因本发明的降载省力优势，避免了因偏载导致凸模形变，即保证了成形过程中凸模尺寸精度，进而保证了由凸模尺寸精度所决定的锥形件尺寸精度，提高了产品合格率；

[0023] (4)因设备吨位小、模具寿命长、产品合格率高，降低了生产成本。

附图说明

[0024] 图1是传统模具的挤压示意图；

[0025] 图2是本发明一实施例安装带定径带柱形凸模、“U”形凹模的模具结构示意图；

[0026] 图3是本发明一实施例预挤压变形前放料的模具工作状态示意图；

[0027] 图4是本发明一实施例预挤压变形过程中的模具工作状态示意图；

[0028] 图5是本发明一实施例预挤压结束的模具工作状态示意图；

[0029] 图6是本发明一实施例预挤压结束后卸料的模具工作状态示意图；

[0030] 图7是本发明一实施例换装锥形凸模、锥形凹模的模具结构示意图；

[0031] 图8是本发明一实施例终挤压变形前放料的模具工作状态示意图；

[0032] 图9是本发明一实施例终挤压变形过程中的模具工作状态示意图；

[0033] 图10是本发明一实施例终挤压变形完成的模具工作状态示意图；

[0034] 图11是本发明一实施例终挤压结束的模具工作状态示意图；

[0035] 图12是本发明一实施例终挤压结束后卸料的模具工作状态示意图；

[0036] 图13是本发明一实施例“U”形坯料挤压成锥形壳体的示意图；

[0037] 图14是本发明一实施例模具的俯视图。

[0038] 附图标号：

[0039] 上模板组件1、上模板11、凸模垫板12、上模销子13、上模螺钉14、带定径带柱形凸模2、组合头21、螺头22、定径带23、锥形凸模3、下模板组件4、下模板41、凹模垫板42、下模销
子43、下模螺钉44、顶出孔45、“U”形凹模5、“U”形内型腔51、预成形间隙52、弧面53、锥形凹
模6、锥形内型腔61、终成形间隙62、顶杆7、杆体71、顶块72、挡料板8、定位块9、预应力圈10、
坯料100。

具体实施方式

[0040] 以下结合附图及具体实施例对本发明做详细的说明。

[0041] 如图2所示，本发明涉及一种适用于大尺寸薄壁锥形壳体省力成形的成套模具，包括安装在压力机上工作台(图中未示出)的上模板组件1、可换装在上模板组件1上的两个凸
模、安装在压力机下工作台(图中未示出)的下模板组件4、可换装在下模板组件4上的两个
凹模以及连接压力机顶出缸(图中未示出)的顶杆7。

[0042] 结合图2和图7，所述两个凸模包括带定径带柱形凸模2和可换装的锥形凸模3，所述两个凹模包括与带定径带柱形凸模2成套使用的“U”形凹模5和与锥形凸模3成套使用的
锥形凹模6，

[0043] 凸模在上模板组件1上的具体安装结构为，如图2，所述上模板组件1包括上模板11、凸模垫板12、上模销子13和上模螺钉14，所述凸模的上端面开设上销孔和上螺孔，所述
上模板11和凸模垫板12在对应上销孔的位置开设左穿孔，上模销子13穿过左穿孔后置入上
销孔实现定位，同理，所述上模板11和凸模垫板12也在对应上螺孔的位置开设右穿孔，上模
螺钉14穿过右穿孔后与上螺孔配合实现固定，从而所述凸模与凸模垫板12、上模板11连接
在一起。

[0044] 凹模在下模板组件4上的具体安装结构为，如图2，所述下模板组件4包括下模板41、凹模垫板42、下模销子43和下模螺钉44，所述凹模的下端面开设下销孔和下螺孔，所述
下模板41和凹模垫板42在对应下销孔的位置开设右穿孔，下模销子43穿过右穿孔后置入下
销孔实现定位，同理，所述下模板41和凹模垫板42也在对应下螺孔的位置开设左穿孔，下模
螺钉44穿过左穿孔后与下螺孔配合实现固定，从而所述凹模与凹模垫板42、下模板41连接
在一起。

[0045] 如图2，所述“U”形凹模5设有“U”形内型腔51，“U”形内型腔51供带定径带柱形凸模2置入，“U”形内型腔51与带定径带柱形凸模2之间留有预成形间隙52，如图7，所述锥形凹模
6设有锥形内型腔61，锥形内型腔61的上部直径大于“U”形内型腔51的上部直径，锥形内型
腔61的下部直径小于“U”形内型腔51的下部直径，锥形内型腔61供锥形凸模3置入，锥形内
型腔61与锥形凸模3之间留有终成形间隙62，对应“U”形内型腔51下部位置和锥形内型腔61
下部位置的下模板组件4开设连通的顶出孔45，供顶杆7放置。在一优选实施例中，所述顶杆
7包括杆体71和可拆卸连接在杆体71顶部的顶块72，杆体71和顶块72的可拆卸连接为较方
便的螺接，顶块72通过螺纹与带螺头22的顶杆7连接，所述顶块72位于凹模垫板42内部。凸
模垫板12和凹模垫板42用以防止挤压冲击损坏上模板11和下模板41。

[0046] 同时要保持凹模与凸模的中心线在一条直线上，避免工件受力不均匀。

[0047] 如图13所示，所述带定径带柱形凸模2下部设置有直径大于上部直径10～20mm的定径带，所述带定径带柱形凸模2除定径带部分外的其余直径相同，所述锥形内型腔61的上
部直径大于带定径带柱形凸模2的上部直径，且锥形内型腔61的下部直径小于带定径带柱
形凸模2的下部直径，

[0048] 本案所述带定径带柱形凸模2是由可拆卸连接的上下两部分相连接组成，即所述带定径带柱形凸模2的下端可拆卸连接一组合头21，组合头21的下端边缘向外凸出形成定
径带23，所述可拆卸连接为螺接，带定径带柱形凸模2的下端通过螺纹与带螺头22的组合头
21相连。可拆卸设计主要是考虑在带定径带柱形凸模2出现定径带23磨损和断裂情况下可
以方便更换。

[0049] 所述“U”形内型腔51的内壁下端形成内收的弧面53。因为直角的部分往往会造成坯料100充填不满，所以在坯料100金属流动较慢的位置，特别是在转角处设计相当于过渡
圆角的内收弧面53以使坯料100金属流动更平滑、充填更完整。

[0050] 在优选实施例中，该模具还包括预应力圈10，预应力圈10为中空的环形圈，所述预应力圈10套置在所述“U”形内型腔51中，并与“U”形内型腔51的内壁贴合。设置预应力圈10
可以避免“U”形凹模5受损。图8中锥形内型腔61没有预应力圈10主要是由于扩口和拉伸过
程需要的载荷较小，对凹模的冲击和磨损也较小无需额外加预应力圈10。

[0051] 如图14所示，所述凹模上端面在内型腔的腔口四周设有可旋转的挡料板8和定位块9。在一实施例中，挡料块和定位块9的数量均为三块，三块挡料板8和三块定位块9分别均
匀地布置在内型腔腔口四周的凹模上端面。如果有加预应力圈10，定位块9设置在预应力圈
10上端面上。

[0052] 所述定位块9用于限制凹模的下行位置并校正凸模位置使得凸模和凹模整体位于同一轴线。在卸料过程中加上定位块9可以辅助挡料板8将成形坯料100卡住，便于卸料。

[0053] 所述挡料板8在卸料时将挡料板8旋转90°，防止挤压时坯料100溢出凹模，在脱模时挡料板8也可以起到分离凸模和坯料100的作用，有利于脱模。

[0054] 本发明提供一种适用于大尺寸薄壁锥形壳体省力成形方法，包括如下具体步骤：

[0055] S1：校正模具：首先将“U”形凹模5、凹模垫板42和下模板41通过下模销子43和下模螺钉44固定在一起，并在“U”形内型腔51内放置预应力圈10，之后将安装挡料板8和定位块
9，接着将带定径带柱形凸模2中带定径带23的下端通过螺头22与带有螺纹孔的上端相连
接，然后将带定径带柱形凸模5、凸模垫板12和上模板11用上模销子13和上模螺钉14固定在
一起，最后通过定位块9调整带定径带柱形凸模2的位置使得带定径带柱形凸模2与“U”形凹
模5位于同一轴线上；

[0056] S2：放料：校正模具后将定位块9转动，然后将柱状坯料100放入“U”形内型腔51中加热到成形温度并保温；

[0057] S3：预成形挤压：如图3和4所示，将挡料板8进行旋转使得挡料板8的长边位于预应力圈10内腔上方，挤压过程开始后，随着带定径带柱形凸模2向下运动，带定径带柱形凸模2
逐渐挤压坯料100中部，由于带定径带柱形凸模2和“U”形内型腔51之间留有预成形间隙52，
故坯料100两边逐渐从下部向上部流动产生反挤压运动，待带定径带柱形凸模2下降到预定
深度即止使坯料100底部具有壁厚，此时预成形的坯料100截面呈“U”形(也称筒形、直筒)，
坯料100预成形挤压完成；

[0058] S4：“U”形坯料卸料：如图5和图6所示，预成形过程结束后，将带定径带柱形凸模2升起，在挡料板8的作用下分离坯料100和带定径带柱形凸模2，待带定径带柱形凸模2与坯
料100分离后将带定径带柱形凸模2移走，之后用顶杆7顶出坯料100；

[0059] S5：更换并校正模具：如图7所示，将带定径带柱形凸模2更换为锥形凸模3、将“U”形凹模5更换成锥形凹模6并去除预应力圈10，即完成了模具的更换，安装挡料板8并使其处
于非挡料状态，然后用定位块9校正锥形凸模3和锥形凹模6，确保锥形凸模3和锥形凹模6位
于同一轴线上；

[0060] S6：放料：如图8所示，将预成形挤压制好的“U”形坯料100放入锥形凹模6中，由于所述“U”形内型腔51的内壁下端形成内收的弧面53，所以“U”形坯料100的底边弧度与凹模
的弧度相同以自行重合，可以保证“U”形坯料100稳定放置在锥形内型腔61中部；

[0061] S7：终成形挤压：如图9和图10所示，通过定位块9调整锥形凸模3的位置使得锥形凸模3与锥形凹模6位于同一轴线上，将挡料板8进行旋转使得挡料板8的长边位于锥形内型
腔61腔口上方，挡料板8处于挡料状态，锥形凸模3在压力机上工作台控制下逐渐向下运动，
锥形凸模伸入“U”形坯料并带动坯料向下运动，由于锥形凸模3和锥形内型腔61之间留有终
成形间隙62，故坯料100两边沿终成形间隙62流动产生拉伸运动，当锥形凸模3开始接触“U”
形坯料100时发生的是“U”形坯料100上部的扩口变形，此时会出现拉伸失稳，当锥形凸模3
运行到“U”形坯料100的下部时开始发生“U”形坯料100下部缩口拉深，将原先的平直的“U”
形坯料100拉深成锥形，随着锥形凸模3的运行拉伸失稳逐渐消失，待锥形凸模3下降到预定
深度即止使坯料100底部具有壁厚(即锥形壳体壁厚)，此时终成形的坯料100截面呈锥形，
坯料100终成形挤压完成；

[0062] 换句话说，在预成形过程先将坯料100挤压成等壁厚筒形壳体(直径D)，然后在终成形过程将筒形壳体用锥形凸模3同时进行扩口和缩口，或者先进行扩口然后随着凸模下
移到筒形件下部时开始进行拉伸缩口直到成形过程结束。如图13所示，在分界直径以上(H
部分)进行扩口变形，在分界直径以下(h部分)进行的是拉伸缩口。此处的拉伸缩口是等壁
厚进行的，相当于将原先筒形壳体平直底面拉深成锥形，所以此过程摩擦力很小，所需载荷
也较小；

[0063] S8：锥形壳体卸料：如图11和图12所示，待终成形过程结束后，将锥形凸模3升起，并在挡料板8作用下将锥形凸模3与锥形壳体分离，然后将锥形凸模3移除，之后将挡料板8
收回，用顶杆7将锥形壳体顶出锥形凹模6，用定位块9固定锥形壳体防止当顶杆7落下时锥
形壳体掉入锥形凹模6中，随后取出成形的锥形壳体即完成卸料过程。

[0064] 终成形过程装配图如图8所示：其装配和连接方式与预成形相似，区别在于由于终成形过程由于不需要太大的载荷可以将锥形凸模3做成空心状可以节省成本，还可能减少
能耗。

[0065] 本发明目的在于针对现有的大尺寸薄壁锥形壳体成形过程中的缺陷和不足，将挤压成形和拉深‑扩口技术相结合，有效的减小成形过程的设备载荷，提供一种设计合理的省
力成形方法，从而实现大尺寸薄壁锥形壳体的省力成形。其特征在于将原先的一次挤压过
程分成两步进行，分别是预成形和终成形工序。在预成形过程先将坯料挤压成等壁厚筒形
壳体，然后在终成形过程将筒形壳体用锥形凸模同时进行扩口和缩口，或者先进行扩口然
后随着锥形凸模下移到筒形件底部时开始进行拉伸缩口直到成形过程结束。如图2所示，在
分界直径以上进行扩口变形，在分界直径以下进行的是拉伸缩口。此处的拉伸缩口是等壁
厚进行的，相当于将原先筒形壳体平直底面拉深成锥形，所以此过程摩擦力很小，所需载荷
也较小。

[0066] 本发明的技术核心在于对于大尺寸锥形壳体成形可做到省力成形。由反挤压预成型筒形件和扩口‑缩口复合终成形锥形件组成。相比一次反挤压锥形件成形其实现省力成
形的途径：①反挤压预成型筒形件工序中：反挤压锥形件一次成形，模具与锥形件壁部为全
接触，摩擦力大；反挤压预成形筒形件仅凸模定径带23区域与筒形件壁部接触，接触面积及
相应摩擦力大幅减小，导致成形载荷减小；②反挤压预成型筒形件工序中：反挤压锥形件一
次成形，坯料受力投影面积为锥形件大端面积；反挤压预成形直筒，坯料受力投影面积为直
筒件横截面积，此面积约为锥形件1/2高度处截面积，小于锥形件大端面积，导致成形载荷
减小；③扩口‑缩口复合终成形锥形件中:反挤压锥形件一次成形，坯料呈三向压力状态；扩
口‑缩口复合终成形锥形件工序中，扩口和拉深缩口时坯料呈两拉一压应力状态，导致成形
载荷减小。

[0067] 在预成形阶段将坯料采用反挤压技术挤压成筒形，筒形壳体具有等壁厚特征。预成形时，凸模下端设置有定径带23，在反挤压过程中坯料经过定径带23后几乎与凸模没有
接触，可以极大减小成形过程的摩擦力和摩擦生热，从而减小成形载荷。筒形件内收弧面53
处的厚度应与壁厚保持一致，筒形件底边弧度与终成形凹模内壁弧度保持一致，使得筒形
件在放置时即使悬空也能保持稳定。然后将预成型后的筒形件放入终成形凹模中，对筒形
件进行扩口‑拉深复合成形，最后获得所需薄壁壳体。拉深缩口过程是等壁厚拉深过程，锥
形壳体成形过程相当于将平直底面舒展成锥形，在此过程中没有壁厚的减薄过程。此过程
摩擦力较小，所需载荷也较小。

[0068] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非对本案设计的限制，凡依本案的设计关键所做的等同变化，均落入本案的保护范围。