一種圓筒形鍛件精確芯軸擴孔方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于金屬材料熱加工技術領域，具體涉及一種圓筒形鍛件精確芯軸擴孔方法。
技術背景
[0002]在金屬材料熱加工技術領域，鍛造圓筒形鍛件常用芯軸擴孔工藝。傳統的芯軸擴孔過程中，隨著圓筒形鍛件壁厚的減薄，內、外徑同時擴大，高度有所增加，此高度增加量與圓筒形鍛件壁厚、高度變形時的溫度以及摩擦條件等多種因素有關，通常并不能完全準確預測，而且其端面也不夠平整，另外由于變形過程中每砧的壓下量也并不能準確限定，因此，傳統芯軸擴孔工藝不能準確成形圓筒形鍛件，后續需增加端面平整工藝，而且需留有較大余量，造成了很大浪費。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于克服現有技術的缺點，提供一種圓筒形鍛件精確芯軸擴孔方法，解決現有技術不能準確成形圓筒形鍛件的技術問題。
[0004]本發明是通過以下技術方案實現的:
[0005]—種圓筒形鍛件精確芯軸擴孔方法，其特征在于:所述圓筒形鍛件精確芯軸擴孔方法的具體步驟是:
[0006]①根據芯軸直徑和圓筒形鍛件的最終壁厚確定擴孔環的外徑，按照擴孔環的外徑等于芯軸直徑加2倍圓筒形鍛件的最終壁厚，加工制作擴孔環；
[0007]②裝配由一個芯軸、兩個半環組合、兩個襯環、兩組擴孔環緊固螺柱組、N個調整墊環和兩個擴孔環組成的組合芯軸，通過增減調整墊環的數量使得兩擴孔環之間的距離為圓筒形鍛件的最終高度，N為正整數；
[0008]③將組合芯軸插入圓筒形鍛件的初始坯料并對中，將馬架放置在工作臺適當位置，將帶有所述圓筒形鍛件的初始坯料的組合芯軸放置在馬架上，組合芯軸的襯環正好放置在馬架上端的半圓槽上；
[0009]④帶有上砧的壓機下壓，在操作機的配合下開始芯軸擴孔工藝；
[0010]⑤最后一圈的芯軸擴孔，上砧下壓到擴孔環的外側面上，直到芯軸擴孔終了。
[0011]本發明采用的裝置由上砧、組合芯軸和一對馬架組成，所述組合芯軸由一個芯軸、兩個半環組合、兩個襯環、兩組擴孔環緊固螺柱組、N個調整墊環和兩個擴孔環組成，N為正整數;所述芯軸兩端帶有定位槽，芯軸直徑與定位槽軸徑呈階梯狀，在所述芯軸的一側帶有一個多棱邊形的芯軸夾頭;所述半環組合由兩個半環和兩組半環螺栓組成，所述半環的內徑為所述定位槽的軸徑，所述半環的厚度略小于定位槽的寬度，兩個所述半環由兩組所述半環螺栓緊固；所述襯環、調整墊環、擴孔環均為環形圓柱體，其內徑均等于芯軸直徑，并且能在芯軸上滑動，所述襯環與所述調整墊環的外徑應小于所述半環的外徑，所述擴孔環的外徑應大于所述所述半環的外徑，所述擴孔環上開有一組螺紋孔，所述襯環、調整墊環、半環上開有與所述擴孔環上的一組螺紋孔對應的通孔，所述襯環、調整墊環、半環組合以及擴孔環由一組所述擴孔環緊固螺柱組連接;所述馬架上端開有放置所述組合芯軸的半圓槽，所述組合芯軸的襯環放置在所述馬架上端的半圓槽上，所述馬架上部的壁厚小于所述襯環的長度。
[0012]所述擴孔環的外徑等于芯軸直徑加2倍圓筒形鍛件的最終壁厚，S卩:d4= dl+2XT;所述調整墊環的數量由圓筒形鍛件的最終高度決定;所述上砧的長度應大于圓筒形鍛件的最終高度;所述圓筒形鍛件的初始坯料的內徑需大于所述擴孔環的外徑。
[0013]本發明與現有技術相比，由芯軸、半環組合、襯環、擴孔環緊固螺柱組、調整墊環以及擴孔環組成的組合芯軸，其擴孔環可根據芯軸直徑和圓筒形鍛件的壁厚預先定制，調整墊環的數量由圓筒形鍛件的高度決定，在最后一圈的芯軸擴孔過程中，擴孔環可起到圓筒形鍛件壁厚和高度限制的作用，每一次的芯軸擴孔變形類似于閉式模鍛，不但使得變形均勻準確，克服了現有技術不能準確成形圓筒形鍛件的不足，而且可提高變形過程中圓筒形鍛件芯部的靜水壓應力，減小了鍛件的毛凈比，提高了產品精度和生產效率，提升了產品質量，降低了生產成本。
【附圖說明】
[0014]圖1為芯軸的結構示意圖；
[0015]圖2為半環組合的結構示意圖；
[0016]圖3為組合芯軸的結構示意圖；
[0017]圖4為圖3的側視圖；
[0018]圖5為本發明芯軸擴孔初始狀態的示意圖；
[0019]圖6為本發明芯軸擴孔終了狀態的示意圖；
[0020]圖7為馬架的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0021]體現本發明特征與優點的典型實施例，將結合附圖在以下的說明中詳細敘述。應理解的是本發明能夠在不同的實施例上具有各種的變化，其皆不脫離本發明的保護范圍，且其中的說明及圖示在本質上是當作說明之用，而非用以限制本發明。
[0022]如圖1至圖7所示，一種圓筒形鍛件精確芯軸擴孔方法，其具體步驟是:
[0023]①根據芯軸直徑dl和圓筒形鍛件60的最終壁厚T確定擴孔環6的外徑d4，按照擴孔環的外徑d4等于芯軸直徑dl加2倍圓筒形鍛件的最終壁厚T，加工制作擴孔環6;
[0024]②裝配由一個芯軸1、兩個半環組合2、兩個襯環3、兩組擴孔環緊固螺柱組4、N個調整墊環5和兩個擴孔環6組成的組合芯軸30，通過增減調整墊環5的數量使得兩擴孔環6之間的距離為圓筒形鍛件60的最終高度L4;
[0025]③將組合芯軸30插入圓筒形鍛件的初始坯料50并對中，將所述馬架40放置在工作臺適當位置，將帶有所述圓筒形鍛件的初始坯料50的組合芯軸30放置在馬架40上，組合芯軸30的襯環3正好放置在所述馬架40上端的半圓槽401上；
[0026]④帶有上砧80的壓機70下壓，在操作機的配合下開始芯軸擴孔工藝；
[0027]⑤最后一圈的芯軸擴孔，上砧80下壓到擴孔環6的外側面上，直到芯軸擴孔終了。
[0028]最后一圈的芯軸擴孔變形類似于閉式模鍛，使得變形均勻而且準確，克服了現有技術不能準確成形圓筒形鍛件的不足，減小了鍛件的毛凈比，提高了產品精度和生產效率，提升了產品質量，降低了生產成本。
[0029]本發明采用的裝置如圖1至圖7所示，它由上砧80、組合芯軸30和一對馬架40組成，所述組合芯軸30由一個芯軸1、兩個半環組合2、兩個襯環3、兩組擴孔環緊固螺柱組4、N個調整墊環5和兩個擴孔環6組成，N為正整數;所述芯軸I兩端帶有定位槽101，芯軸直徑dl與定位槽軸徑d0呈階梯狀，在所述芯軸I的一側帶有一個多棱邊形的芯軸夾頭102;所述半環組合2由兩個半環201和兩組半環螺栓202組成，所述半環201的內徑為所述定位槽的軸徑d0，所述半環201的厚度略小于定位槽的寬度LI，兩個所述半環201由兩組所述半環螺栓202緊固；所述襯環3、調整墊環5、擴孔環6均為環形圓柱體，其內徑均等于芯軸直徑dl，并且能在芯軸I上滑動，所述襯環3與所述調整墊環5的外徑d2應小于所述半環201的外徑d3，所述擴孔環6的外徑d4應大于所述所述半環201的外徑d3，所述擴孔環6上開有一組螺紋孔，所述襯環3、調整墊環5、半環201上開有與所述擴孔環6上的一組螺紋孔對應的通孔，所述襯環3、調整墊環5、半環組合2以及擴孔環6由一組所述擴孔環緊固螺柱組4連接;所述馬架40上端開有放置所述組合芯軸30的半圓槽401，所述組合芯軸30的襯環3放置在所述馬架40上端的半圓槽401上，所述馬架上部的壁厚L3小于所述襯環3的長度L2。
[0030]所述擴孔環6的外徑d4等于芯軸直徑dl加2倍圓筒形鍛件60的最終壁厚T，即:d4=dl+2XTo
[0031]所述調整墊環5的數量由圓筒形鍛件60的最終高度L4決定。
[0032]所述上砧80的長度L5應大于圓筒形鍛件60的最終高度L4。
[0033]所述圓筒形鍛件60的初始坯料50的內徑D需大于所述擴孔環6的外徑d4。
[0034]本發明能夠以多種形式具體實施而不脫離發明的精神或實質，所以應當理解，上述實施例僅是本發明的優選實施方式，而應在權利要求所限定的范圍內廣泛地解釋，因此落入權利要求或其等效范圍內的變化和改型都應該視為本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種圓筒形鍛件精確芯軸擴孔方法，其特征在于:所述圓筒形鍛件精確芯軸擴孔方法的具體步驟是: ①根據芯軸直徑(dl)和圓筒形鍛件(60)的最終壁厚(T)確定擴孔環(6)的外徑(d4)，按照擴孔環的外徑(d4)等于芯軸直徑(dl)加2倍圓筒形鍛件的最終壁厚(T)，加工制作擴孔環(6)； ②裝配由一個芯軸(I)、兩個半環組合(2)、兩個襯環(3)、兩組擴孔環緊固螺柱組(4)、N個調整墊環(5)和兩個擴孔環(6)組成的組合芯軸(30)，通過增減調整墊環(5)的數量使得兩擴孔環(6)之間的距離為圓筒形鍛件(60)的最終高度(L4)，N為正整數； ③將組合芯軸(30)插入圓筒形鍛件的初始坯料(50)并對中，將馬架(40)放置在工作臺適當位置，將帶有所述圓筒形鍛件的初始坯料(50)的組合芯軸(30)放置在馬架(40)上，組合芯軸(30)的襯環(3)正好放置在所述馬架(40)上端的半圓槽(401)上； ④帶有上砧(80)的壓機(70)下壓，在操作機的配合下開始芯軸擴孔工藝； ⑤最后一圈的芯軸擴孔，上砧(80)下壓到擴孔環(6)的外側面上，直到芯軸擴孔終了。
【專利摘要】一種圓筒形鍛件精確芯軸擴孔方法，本發明屬于金屬材料熱加工領域，解決現有技術不能準確成形圓筒形鍛件的技術問題。本發明的步驟是：按照擴孔環的外徑等于芯軸直徑加2倍圓筒形鍛件的最終壁厚，加工制作擴孔環；裝配由一個芯軸、兩個半環組合、兩個襯環、兩組擴孔環緊固螺柱組、N個調整墊環和兩個擴孔環組成的組合芯軸，增減調整墊環數量使得兩擴孔環的距離為圓筒形鍛件的最終高度；將組合芯軸插入圓筒形鍛件的初始坯料并對中，將組合芯軸放置在馬架上；帶有上砧的壓機下壓，開始芯軸擴孔；上砧下壓到擴孔環的外側面，擴孔終了。本發明用于圓筒形鍛件擴孔，具有變形均勻準確，鍛件芯部致密性好，生產效率高，成本低的優點。
【IPC分類】B21J5/06, B21J13/00
【公開號】CN105598331
【申請號】CN201510991666
【發明人】田繼紅, 禹興勝, 趙利鋒, 杜旋, 孫統輝, 郭豐偉, 劉建生, 何文武, 段興旺, 王文浩
【申請人】太原科技大學
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2015年12月25日