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基本上無切削的金屬機械加工；金屬沖壓 / 鍛造；錘擊；壓制；鉚接；鍛造爐 / 外徑L型環(huán)件成型方法
外徑L型環(huán)件成型方法
| 專利類型 | 發(fā)明公開 | 法律事件 | 公開; 實質(zhì)審查; |
| 專利有效性 | 實質(zhì)審查 | 當(dāng)前狀態(tài) | 實質(zhì)審查 |
| 申請?zhí)?/td> | CN202411491489.7 | 申請日 | 2024-10-24 |
| 公開(公告)號 | CN119500936A | 公開(公告)日 | 2025-02-25 |
| 申請人 | 無錫派克新材料科技股份有限公司; | 申請人類型 | 企業(yè) |
| 發(fā)明人 | 陳飛; 劉寧; 邊卓; 趙秉政; | 第一發(fā)明人 | 陳飛 |
| 權(quán)利人 | 無錫派克新材料科技股份有限公司 | 權(quán)利人類型 | 企業(yè) |
| 當(dāng)前權(quán)利人 | 無錫派克新材料科技股份有限公司 | 當(dāng)前權(quán)利人類型 | 企業(yè) |
| 省份 | 當(dāng)前專利權(quán)人所在省份：江蘇省 | 城市 | 當(dāng)前專利權(quán)人所在城市：江蘇省無錫市 |
| 具體地址 | 當(dāng)前專利權(quán)人所在詳細地址：江蘇省無錫市濱湖區(qū)胡埭工業(yè)安置區(qū)北區(qū)聯(lián)合路 | 郵編 | 當(dāng)前專利權(quán)人郵編：214161 |
| 主IPC國際分類 | B21J5/00 | 所有IPC國際分類 | B21J5/00 ; B21J5/08 ; B21K1/76 ; B21H1/06 |
| 專利引用數(shù)量 | 0 | 專利被引用數(shù)量 | 0 |
| 專利權(quán)利要求數(shù)量 | 10 | 專利文獻類型 | A |
| 專利代理機構(gòu) | 無錫睿升知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 | 專利代理人 | 申江寧; |
| 摘要 | 本 發(fā)明 涉及外徑L型環(huán)件成型方法，上述外徑L型環(huán)件成型方法包括如下步驟：鍛前加熱步驟：坯料加熱到 鍛造 溫度 并保溫一段時間；坯料鍛造步驟：坯料依次進行鐓粗、拔長和再鐓粗；坯料高度至H1；坯料沖孔步驟：直徑為d1的沖頭對坯料進行沖孔得到環(huán)坯；預(yù)碾積料步驟：環(huán)坯加熱到碾環(huán)溫度并保溫一段時間；采用芯棒的圓錐段將環(huán)坯內(nèi)徑形成錐形的斜面； 軋制 成型步驟：移動芯棒，采用芯棒的圓柱段將環(huán)坯內(nèi)徑形成矩形的截面。本發(fā)明通過芯棒的圓錐段預(yù)碾 擠壓 環(huán)坯的內(nèi)徑，讓環(huán)坯的內(nèi)徑形成錐形的斜面，即讓環(huán)坯內(nèi)徑的直徑較小的 位置 堆積更多的物料。后續(xù)軋制成型時，內(nèi)徑位置堆積的物料可以快速填充到主輥的環(huán)形槽中，使得外徑L型環(huán)件的延伸部分充型正常。 | ||
| 權(quán)利要求 | 1.外徑L型環(huán)件成型方法，其特征在于，包括如下步驟： |
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| 說明書全文 | 外徑L型環(huán)件成型方法技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及異形環(huán)成型技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及外徑L型環(huán)件成型方法。 背景技術(shù)[0002] 環(huán)類鍛件通過輾環(huán)工藝進行生產(chǎn)，其中L型碾環(huán)的加工，利用在主輥上開設(shè)的環(huán)形槽，通過芯棒加壓環(huán)坯的內(nèi)徑，將坯料的外徑部分物料擠入主輥的環(huán)形槽，來形成外徑L型 碾環(huán)的突出部位。 [0003] 但是使用該工藝加工外徑L型環(huán)類鍛件時，環(huán)形槽難以被填充完整，導(dǎo)致L型環(huán)類鍛件突出部的末端存在較大的圓角，嚴(yán)重影響環(huán)類鍛件的尺寸精度，嚴(yán)重一點甚至?xí)?dǎo)致 產(chǎn)品報廢。實際生產(chǎn)L型環(huán)類鍛件時，需要在該突出部位置設(shè)置較大的余量，后續(xù)也要對該 突出部的末端進行二次加工以保證尺寸要求，這樣不僅影響外徑L型環(huán)類鍛件的加工效率， 原料也會嚴(yán)重浪費。 [0004] 需要說明的是，在上述背景技術(shù)部分公開的信息僅用于加強對本公開的背景的理解，因此可以包括不構(gòu)成對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。 發(fā)明內(nèi)容[0005] 針對上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的是提供外徑L型環(huán)件成型方法，提升外徑L型環(huán)件的成型精度。 [0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下： [0007] 外徑L型環(huán)件成型方法，其特征在于，包括如下步驟： [0009] 坯料鍛造步驟：坯料依次進行鐓粗、拔長和再鐓粗；坯料高度至H1； [0010] 坯料沖孔步驟：直徑為d1的沖頭對坯料進行沖孔得到環(huán)坯； [0011] 預(yù)碾積料步驟：環(huán)坯加熱到碾環(huán)溫度并保溫一段時間；采用芯棒的圓錐段將環(huán)坯內(nèi)徑形成錐形的斜面，外徑型腔內(nèi)有部分充型； [0013] 其進一步的技術(shù)方案為，環(huán)坯的尺寸滿足下列條件： [0014] [0015] H1＝H×K [0016] [0017] D1為環(huán)坯的外徑尺寸；V為環(huán)坯的體積；d1為環(huán)坯的內(nèi)徑尺寸；H為成型后的環(huán)件的高度；K為系數(shù)，取決于成型后的環(huán)件的高度；G為坯料重量；L為原料燒損火燒損火耗系數(shù)；W 為沖孔時沖芯的重量；ρ為材料的密度系數(shù)。 [0018] 其進一步的技術(shù)方案為，預(yù)碾后的環(huán)坯的尺寸滿足下列條件： [0019] [0020] [0021] [0022] [0023] d2＝P×d1 [0024] S1為環(huán)坯的單側(cè)的截面面積；S2為預(yù)碾后的環(huán)坯的單側(cè)的截面面積；D1為環(huán)坯的外徑尺寸；D2為預(yù)碾后的環(huán)坯的小外徑尺寸；d1為環(huán)坯的內(nèi)徑尺寸；d2為預(yù)碾后的環(huán)坯的小內(nèi) 徑尺寸；H為成型后的環(huán)件的高度；H2為預(yù)碾后的環(huán)坯的高度；P為系數(shù)，取決于成型后的環(huán) 件的內(nèi)徑。 [0025] 其進一步的技術(shù)方案為，鍛前加熱步驟具體包括： [0026] 加熱到鍛造溫度的坯料，保溫時間為： [0027] T＝0.3×D1 [0028] T為保溫時間/分鐘；D1為環(huán)坯(4)的外徑尺寸。 [0029] 其進一步的技術(shù)方案為，坯料鍛造步驟具體包括： [0030] 鐓粗坯料，鐓粗后的坯料的高徑比在1?1.2； [0031] 拔長坯料，拔長后的坯料的高徑比在2?2.3； [0032] 鐓粗坯料呈餅狀，鐓粗比＞2。 [0033] 其進一步的技術(shù)方案為，預(yù)碾積料步驟具體包括：主輥接觸環(huán)坯的外徑，兩個錐輥分別接觸環(huán)坯的上下表面；主輥上開設(shè)有環(huán)形槽，以形成L型環(huán)件的突出部分。 [0034] 其進一步的技術(shù)方案為，預(yù)碾積料步驟中，圓錐段將環(huán)坯內(nèi)徑形成錐形的斜面的同時，環(huán)坯外徑部分物料被擠入并部分填充環(huán)形槽。 [0035] 其進一步的技術(shù)方案為，軋制成型步驟中，圓柱段將環(huán)坯內(nèi)徑形成矩形的截面的同時，環(huán)坯外徑部分物料被擠入并完全填充環(huán)形槽。 [0036] 其進一步的技術(shù)方案為，預(yù)碾積料步驟時，芯棒圓錐段的小直徑的一端和環(huán)形槽，設(shè)置在環(huán)坯的軸向同側(cè)。 [0037] 其進一步的技術(shù)方案為，芯棒的圓錐段和圓柱段同軸設(shè)置；圓錐段和圓柱段切換時，沿所述芯棒的軸線移動所述芯棒。 [0038] 本發(fā)明的有益技術(shù)效果如下： [0039] (1)本發(fā)明中的外徑L型環(huán)件成型方法，設(shè)置有預(yù)碾積料步驟。執(zhí)行軋制成型步驟之前，首先執(zhí)行預(yù)碾積料步驟，通過芯棒的圓錐段預(yù)碾擠壓環(huán)坯的內(nèi)徑，讓環(huán)坯的內(nèi)徑形成 錐形的斜面，即讓環(huán)坯內(nèi)徑的直徑較小的位置堆積更多的物料。后續(xù)軋制成型時，內(nèi)徑位置 堆積的物料可以快速填充到主輥的環(huán)形槽中，使得外徑L型環(huán)件的延伸部分充型正常，棱角 分明，保證環(huán)件的制造精度。 [0040] (2)進一步地，預(yù)碾積料步驟會對環(huán)坯進行加熱和保溫，降低環(huán)坯的硬度，提升環(huán)坯的塑性，均勻化環(huán)坯的微觀結(jié)構(gòu)，以提升預(yù)碾效率并改善預(yù)碾效果。 [0041] (3)進一步地，坯料的鍛造步驟包括鐓粗、拔長和鐓粗，鐓粗動作和拔長動作反復(fù)進行，優(yōu)化原材料的內(nèi)部組織的同時，多次鐓粗也便于調(diào)整坯料的尺寸，保證坯料的尺寸精 度。 附圖說明 [0042] 圖1示出了本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。 [0043] 圖2示出了本發(fā)明在預(yù)碾積料過程中的結(jié)構(gòu)示意圖。 [0044] 圖3示出了本發(fā)明在軋制成型過程中的結(jié)構(gòu)示意圖。 [0045] 附圖中標(biāo)記： [0046] 1、主輥；11、環(huán)形槽；2、錐輥；3、芯棒；31、圓錐段；32、圓柱段；4、環(huán)坯；41、延伸部。 具體實施方式[0047] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明提出的裝置作進一步詳細說明。根據(jù)下面說明，本發(fā)明的優(yōu)點和特征將更清 楚。需要說明的是，附圖采用非常簡化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地 輔助說明本發(fā)明實施方式的目的。為了使本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，請 參閱附圖。須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭 示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本發(fā)明實施的限定條件，故不 具有技術(shù)上的實質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本發(fā)明 所能產(chǎn)生的功效及所能達成的目的下，均應(yīng)仍落在本發(fā)明所揭示的技術(shù)內(nèi)容能涵蓋的范圍 內(nèi)。 [0048] 在本發(fā)明的描述中，限定術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”、“軸向”、“徑向”、“周向”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。 [0049] 外徑L型環(huán)件成型方法，包括如下步驟： [0050] S1.下料步驟，圖1示出了本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，請參考圖1：首先切割原料，得到指定長度和重量的坯料，坯料可以采用42CrMo4。42CrMo4具有較高的強度和淬透性，適用于制 造要求高強度和較大調(diào)質(zhì)截面的鍛件。 [0051] 其中，環(huán)坯4的尺寸滿足下列條件： [0052] [0053] H1＝H×K [0054] [0055] D1為環(huán)坯4的外徑尺寸；V為環(huán)坯4的體積；d1為環(huán)坯4的內(nèi)徑尺寸；H為成型后的環(huán)件的高度；G為坯料重量；L為原料燒損火燒損火耗系數(shù)；W為沖孔時沖芯的重量；ρ為材料的密 度系數(shù)； [0057] [0058] S2.鍛前加熱步驟：坯料加熱到鍛造溫度并保溫一段時間，具體地： [0059] 將坯料加熱到850℃，保溫時間為： [0060] T＝0.3×D1 [0061] T為保溫時間/分鐘。 [0062] S3.坯料鍛造步驟：坯料依次進行鐓粗、拔長和再鐓粗；坯料高度至H1； [0063] 坯料鍛造步驟具體包括： [0064] 鐓粗坯料，鐓粗后的坯料的高徑比在1?1.2； [0065] 拔長坯料，拔長后的坯料的高徑比在2?2.3； [0066] 鐓粗坯料呈餅狀，鐓粗比＞2。 [0067] 鐓粗動作和拔長動作反復(fù)進行，優(yōu)化原材料的內(nèi)部組織的同時，多次鐓粗也便于調(diào)整坯料的尺寸，保證坯料的尺寸精度。 [0068] S4.坯料沖孔步驟：直徑為d1的沖頭對坯料進行沖孔得到環(huán)坯4。 [0069] S5.預(yù)碾積料步驟，圖2示出了本發(fā)明在預(yù)碾積料過程中的結(jié)構(gòu)示意圖，請參考圖2：環(huán)坯4加熱到碾環(huán)溫度并保溫一段時間。以降低環(huán)坯4的硬度，提升環(huán)坯4的塑性，均勻化 環(huán)坯4的微觀結(jié)構(gòu)，提升預(yù)碾效率并改善預(yù)碾效果。 [0070] 然后通過主輥1接觸環(huán)坯4的外徑，在主輥1上開設(shè)有環(huán)形槽11，以形成L型環(huán)件的突出部分；兩個錐輥2分別接觸環(huán)坯4的上下表面；芯棒3接觸環(huán)坯4的內(nèi)徑。主輥1、錐輥2和 芯棒3相配合固定環(huán)坯4。 [0071] 芯棒3的圓錐段31將環(huán)坯4內(nèi)徑形成錐形的斜面，外徑型腔內(nèi)有部分充型,同時，環(huán)坯4外徑部分物料被擠入并部分填充環(huán)形槽11。具體地，預(yù)碾積料步驟時，芯棒3圓錐段31的 小直徑的一端和環(huán)形槽11，設(shè)置在環(huán)坯4的軸向同側(cè)。使得環(huán)坯4的內(nèi)徑形成錐形的斜面，且 內(nèi)徑的直徑較小的一端靠近環(huán)形槽11，即讓內(nèi)徑靠近環(huán)形槽11處堆積更多的物料，便于后 續(xù)軋制時，環(huán)坯4的物料充型進入環(huán)形槽11中。預(yù)碾完成后，環(huán)形槽11中已經(jīng)部分填充有環(huán) 坯4物料。 [0072] 其中，為避免預(yù)碾過渡損壞環(huán)坯4，也避免預(yù)碾幅度太小，內(nèi)徑位置堆積的物料太少，影響后續(xù)成型步驟的精度，預(yù)碾后的環(huán)坯4的尺寸滿足下列條件： [0073] [0074] [0075] [0076] [0077] d2＝P×d1 [0078] S1為環(huán)坯4的單側(cè)的截面面積；S2為預(yù)碾后的環(huán)坯4的單側(cè)的截面面積；D1為環(huán)坯4的外徑尺寸；D2為預(yù)碾后的環(huán)坯4的小外徑尺寸；d1為環(huán)坯4的內(nèi)徑尺寸；d2為預(yù)碾后的環(huán)坯4 的小內(nèi)徑尺寸；H為成型后的環(huán)件的高度；H2為預(yù)碾后的環(huán)坯4的高度。 [0079] P為系數(shù)，取決于成型后的環(huán)件的內(nèi)徑，P值選定表： [0080] [0081] 其中，環(huán)坯4在預(yù)碾過程中受到壓力產(chǎn)生塑性變形，塑性變形過程中環(huán)坯4材料密封的變化很小，即可以認(rèn)為，環(huán)坯4在預(yù)碾前后的體積相等。即預(yù)碾后環(huán)坯4的小外徑尺寸可 以通過預(yù)碾前環(huán)坯4的體積求得。 [0082] S6.軋制成型步驟，圖3示出了本發(fā)明在軋制成型過程中的結(jié)構(gòu)示意圖，請參考圖3：采用芯棒3將環(huán)坯4終軋成型為內(nèi)徑面垂直的L型截面環(huán)件，同時，環(huán)坯4外徑部分物料被 擠入并完全填充環(huán)形槽11。其中芯棒3的圓錐段31和圓柱段32同軸設(shè)置,以方便地切換接觸 內(nèi)徑的部分。軋制成型，圓錐段31和圓柱段32切換時，沿所述芯棒3的軸線移動所述芯棒3， 讓圓柱段32接觸并擠壓成型環(huán)坯4的內(nèi)徑。該擠壓過程中，環(huán)坯4內(nèi)徑的斜面被擠壓成平面， 斜面處堆積的物料被擠壓，確保環(huán)形槽11被環(huán)坯4的物料完全填充，使得外徑L型環(huán)件的延 伸部41分充型正常，棱角分明，保證環(huán)件的制造精度。免去后續(xù)對延伸部41的二次加工，減 少原料的浪費。 [0083] 由此可見，上述的外徑L型環(huán)件成型方法，設(shè)置有預(yù)碾積料步驟。通過芯棒3的圓錐段31預(yù)碾擠壓環(huán)坯4的內(nèi)徑，讓環(huán)坯4的內(nèi)徑形成錐形的斜面并部分填充環(huán)形槽11。后續(xù)軋 制成型時，內(nèi)徑位置堆積的物料可以快速填充到主輥1的環(huán)形槽11中，同時環(huán)形槽11通過兩 個步驟分步進行填充，確保外徑L型環(huán)件的延伸部41分充型正常，棱角分明，保證環(huán)件的制 造精度。 [0084] 以上實施例的各技術(shù)特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術(shù)特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛 盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。 [0085] 以上實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在 不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以作出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。 因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。 |
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