專利名稱：管形件精密縮徑的楔橫軋工藝的制作方法
技術領域：
本發明屬于金屬塑性加工行業。
管形坯料經過中部或端部縮徑制成中空階梯軸類零件，在機械、汽車、建筑等行業有廣泛的應用領域。傳統的縮徑方法有徑向鍛造，擠壓和楔橫軋。熱態下的徑向鍛造和楔橫軋鍛坯縮徑處圓度公差大，其數值大大超過GB1184-80標準中最低一級精度即12級精度所規定的公差值。冷熱擠壓鍛坯圓度精度可以達到12級精度，但用于中部縮徑十分困難，需要復雜的模具并且生產率很低。采用冷態徑向鍛造其圓度雖然可以這到12精度，但工藝過程復雜，在工序間往往要加入消除加工硬化效應的退火處理，加之徑向鍛造機生產中噪聲大，生產率低等缺點，使生產成本比較昂貴。本發明是在熱狀態下，使楔橫軋和精密整形相結合，高效、經濟生產精密中空階梯形鍛坯的新工藝，中空鍛坯縮徑部分的圓度公差可達到GB1184-80《形狀和位置公差未注公差的規定》國家標準中10～12級規定的指標，生產率每小時可達到360-720件，比擠壓高5～10倍，比徑向鍛造高6～12倍，鍛坯制造成本可降低20％～40％。本項發明同時具有工藝過程緊湊，生產易于實現自動化等優點，在高精度中空階梯軸鍛坯制造上有良好的應用前景。
本發明的特征是在中空毛坯楔橫軋縮徑后，加入具有特殊曲面的模具進行精密整形，通過模具曲面的逐漸變化，不斷改變整形過程中的壓下量，使楔橫軋縮徑所產生的橢圓度逐漸減小，最后達到要求的圓度精度。工藝過程如圖一所示。
精密整形的特殊模具曲面由兩段組成。第一段為一對在軋制過程中兩模具曲面之間距離逐漸增大的柱面，第二段模具曲面，對于兩輥式楔橫軋機為與軋輥同心的圓柱面，對于板式楔橫軋機為與運動方向平行的平面。第一段兩模具曲面距離增大的數值及輥面長度由軋件尺寸及精度所決定，第二段模具曲面的長度及半徑(對于板式楔橫軋機為厚度)由軋件尺寸決定。對于兩輥式楔橫軋機，精密整形的第一段模具曲面可選用阿基未德螺線或等速螺線為母線的圓柱面，其母線方程分別由式(1)和式(2)表示，公式中參數的幾何意義見圖ρ=Ro-aθΦ------(1)]]>ρ=RoeθΦlnRo-aRo-----(2)]]>式中ρ為模具曲面上某點半徑Ro為整形起始處半徑a為模具整形段半徑方向減薄值θ角座標，用弧度表示Φ為模具包角，用弧度表示為簡化模具加工，本段模具也可采用在圓柱曲面模具下面加裝厚度為a的墊片，實現模具曲面距離逐漸增大的要求，實踐證明仍可達到所要求的精密整形的目標。這一簡化的精密整形方法由圖三表示。
對于板式楔橫軋機，其整形的第一段的模具表面為一傾斜的平面，第二段為一水平面，由圖四表示。
圖一為管形件精密縮徑的楔橫軋工藝過程示意圖。
圖二為精整段示意圖。
圖三為簡化的精整段示意圖。
圖四為平板式楔橫軋工藝精整段示意圖。
圖五為中部精密縮徑鍛坯示意圖。
圖六為端部精密縮徑鍛坯示意圖。
圖七同時帶有中部和端部縮徑的鍛坯示意圖。
本發明適用于上述三種典型件及由其各種組合而形成的不同形狀的鍍坯。
權利要求
1.一種管坯精密縮徑制造中空階梯軸類鍛件的新工藝。將加熱的管坯在楔橫軋機上軋制，實現頭部或中間部分的粗縮徑，然后進行精密整形，提高尺寸精度和幾何精度。在楔橫軋機的一個工作周期內，完成精密中空階梯軸類鍛件的制造任務。縮徑部分的圓度可達到GB1184-80國家標準中10～12級精度。
2.精密整形的模具特殊曲面由兩段組成。第一段為一對在軋制過程中兩曲面在軋制中心線上距離逐漸增大的柱面。(距離增大值及模具長度由鍛件尺寸及精度決定)第二段為一對在軋制中心線上距高不變的圓柱面。(對于板式楔橫軋機為一平面)
全文摘要
本發明是制造精密縮徑管形零件的新工藝。其特征是應用楔橫軋先成型縮徑部分的外形，然后利用安裝在楔橫軋機上的具有特殊曲面的模具進行精密整形，可制出縮徑部分圓度精度達到國家標準中規定的10～12級精度的管形鍛件。鍛件的成型與精整是在楔橫軋機一個工作周期內完成的。鍛件縮徑部分因具有足夠的幾何精度與尺寸精度，一般可替代切削加工。本發明是一種高效高精度生產中空階梯軸類零件的少無切削新方法。
文檔編號B21H1/22GK1167019SQ97104038
公開日1997年12月10日 申請日期1997年4月21日 優先權日1997年4月21日
發明者任廣升, 徐春國 申請人:機械工業部北京機電研究所