CN101690965B - 半轴套管热挤压成形工艺及专用装置 - Google Patents

半轴套管热挤压成形工艺及专用装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种半轴套管热挤压成形工艺,包括步骤1)根据设计产品选择合适圆钢加热至1100-1250℃;还包括以下步骤:2)正挤压镦粗;3)反挤压定位;4)浅冲孔预成型;5)深冲孔终锻成型。本发明还公开了一种实施上述半轴套管热挤压成形工艺的专用装置,包括自左向右依次设置在工作台上的镦粗工装、定位工装、浅冲孔预成型工装和深冲孔终锻成型工装。本发明的工艺具有四个工位,各个工位有足够的冷却润滑时间,不仅专用装置长期工作不会产生变形,同时工件不会出现内孔倾斜、导致内外同轴度差的问题,而且能提高产能的同时,保护专用装置减少损害。

Description

半轴套管热挤压成形工艺及专用装置(-)技术领域
[0001] 本发明涉及一种半轴套管热挤压成形工艺及专用装置,属金属塑性变形领域。(二)背景技术
[0002] 长期以来,液压机锻造工艺一直采用传统的方式,亦考虑液压机特殊性,即在液压 机设置一道工位,分2-3次热挤压,如图1所示是我公司轴头产品热挤压锻造毛坯图,锻造 工艺过程如图2,即采用常规的热挤压锻造工艺方法:圆钢加热后置入模具,进行镦粗、预 挤压、成型,在一副模具上完成,其存在以下不足:
[0003] 1.只能锻压形状比较简单,相对生产之产品比较单一,由于锻压模具普遍寿命短, 虽然操作简便,一次性投入少,但是效率低,为保证锻造模具有足够的冷却和润滑要有工作 间歇时间,人工操作完成一件工件耗时180S左右;
[0004] 2、模具长期工作变形大,工件出现内孔偏斜,导致内外同轴度差;产品质量不好控 制,为保证产品合格率需在两台设备上共同完成,造成成本加大。
[0005] 3、材料定额大,由于工件同轴度的不稳定性,为保证机械加工,人为增加加工余Mo
[0006] 4.不适用于长期大批量生产,以及冷却造成模具更换成本过大,这无疑大大增加 了公司的生产成本。(三)发明内容
[0007] 本发明的目的是为了提高半轴套管热挤压成形工艺效率、在降低劳动强度及减少 生产成本前提下改善产品的性能,进而提供了一种半轴套管热挤压成形工艺及专用装置。
[0008] 本发明是通过以下措施来实现的:
[0009] 一种半轴套管热挤压成形工艺,包括步骤1)根据设计产品选择合适圆钢加热至 1100-1250°C ;还包括以下步骤:
[0010] 2)正挤压镦粗:将上述加热圆钢放入镦粗模成型,镦粗为外形与镦粗模模腔侧壁 相适的成型坯料,该成型坯料直径达到设计要求,长度为设计长度的60-80% ;
[0011] 3)反挤压定位:将上述成型坯料以轴线为基准进行反向闭式冲孔加工出一个定 位孔,该定位孔的孔径为设计尺寸,深度为20-70mm ;
[0012] 4)浅冲孔预成型:以上述定位孔为基准继续进行反向闭式冲孔加工出一个导向 孔,使孔深为设计孔深的40-70% ;
[0013] 5)深冲孔终锻成型:以上述导向孔为基准继续进行反向闭式冲孔,使孔深达到设 计要求,成型后工件温度为900-1000°C。
[0014] 一种实施上述半轴套管热挤压成形工艺的专用装置,包括自左向右依次设置在工 作台上的镦粗工装、定位工装、浅冲孔预成型工装和深冲孔终锻成型工装。
[0015] 本发明实施例中,所述镦粗工装包括模具、第一模座和第一冷却套,所述第一模座 设置工作台上,且第一模座上方通过第一螺栓螺母副连接所述第一冷却套,所述模具的镦粗模模腔直径与工件设计直径相适应,该模具设置在第一冷却套内,且二者为间隙配合。
[0016] 本发明实施例中,所述模具与第一模座之间设有第一模垫,且第一模垫上端面与 第一冷却套下端面之间设有50-80mm的调整间隙。
[0017] 为了提高专用装置的稳定性,所述模具上端设有模口套,且模口套与第一冷却套 通过第二螺栓螺母副连接为一体。
[0018] 本发明实施例中,定位工装、浅冲孔预成型工装和深冲孔终锻成型工装均包含凸 模、凹模、第二模座和第二冷却套;所述第二模座设置工作台上,且第二模座上方通过螺栓 螺母副连接所述第二冷却套;所述凹模的模腔与成型后工件直径相适应,该凹模设置在第 二冷却套内,且二者为间隙配合。
[0019] 本发明实施例中,所述凹模与第二模座之间设有第二模垫,且第二模垫上端面与 第二冷却套下端面之间设有50-80mm的调整间隙。
[0020] 本发明实施例中,所述凸模上端通过螺纹安装在上模座上,且凸模与上模座的接 触面是螺纹孔的1.5倍以上。
[0021] 为了提高专用装置的稳定性,所述凹模上端设有第二模口套,且第二模口套与第 二冷却套通过第三螺栓螺母副连接为一体。
[0022] 本发明的有益效果:
[0023] 1、效率高,冲头相对无间歇时间,完成一件工件成型时间缩短至30s以下;
[0024] 2、本工艺具有四个工位,各个工位有足够的冷却润滑时间,专用装置长期工作不 会产生变形,同时工件不会出现内孔倾斜、导致内外同轴度差的问题;
[0025] 3、材料定额小,由于专用装置的稳定性,工件同轴度的稳定,专用装置设计时可 以减小工件余量,进而减少了机械加工中人为加工余量,降低了生产成本且提高了工作效 率;
[0026] 图4为本发明实施例中反挤压定位后产品示意图;
[0027] 却时间,提高产能的同时,保护专用装置减少损害。
[0028](四)附图说明
[0029] 图1为轴头产品热挤压锻造毛坯图;
[0030] 图2为图1产品的锻造工艺过程;
[0031] 图3为本发明实施例中正挤压镦粗后成型坯料示意图;
[0032] 图4为本发明实施例中反挤压定位后产品示意图;
[0033] 图5为本发明实施例中浅冲孔预成型后产品示意图;
[0034] 图6为本发明实施例中深冲孔终锻成型后产品示意图;
[0035] 图7为本发明实施例中镦粗工装结构示意图;
[0036] 图8为本发明实施例中定位工装、浅冲孔预成型工装和深冲孔终锻成型工装的结 构示意图;
[0037] 图中1、模口套,2、第一螺栓螺母副,3、第一冷却套,4、模具,5、第一模垫,6、第一 模座,7、第二螺栓螺母副,8、螺栓螺母,9、凸模,10、凹模,11、第二模座,12、第二冷却套,13、 螺栓螺母副,14、第二模垫,15、第二模口套,16、第三螺栓螺母副,17、第四螺栓螺母副,18、 上模座,A、接触面,a、螺纹孔。
[0038](五)具体实施方式[0039] 下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明,下述说明仅是示例性 的,不限定本发明的保护范围。
[0040] 一种半轴套管热挤压成形工艺,包括以下步骤:
[0041] 1)根据设计产品选择合适圆钢,将圆钢加热至1100-1250°C,考虑到能够快速加 热、防止加热后圆钢氧化并减少材料损耗,加热装置选择中频透热炉;
[0042] 2)正挤压镦粗:将上述加热圆钢放入镦粗模成型镦粗为外形与镦粗模模腔侧壁 相适的成型坯料,如图3所示该成型坯料直径达到设计要求,长度为设计长度的60-80% ;
[0043] 3)反挤压定位:将上述成型坯料以轴线为基准进行反向闭式冲孔加工出一个定 位孔,如图4所示该定位孔的孔径为设计尺寸,深度为20-70mm ;
[0044] 4)浅冲孔预成型:以上述定位孔为基准继续进行反向闭式冲孔加工出一个导向 孔,如图5所示使孔深为设计孔深的60-70% ;
[0045] 5)深冲孔终锻成型:以上述导向孔为基准继续进行反向闭式冲孔,使孔深达到设 计要求,如图6所示成型后工件温度为900-1000°C。
[0046] —种实施所述半轴套管热挤压成形工艺的专用装置,包括自左向右依次设置在工 作台上的镦粗工装、定位工装、浅冲孔预成型工装和深冲孔终锻成型工装,如图7所示所述 镦粗工装包括模具4、第一模座6和第一冷却套3,所述第一模座6通过螺栓螺母8设置工作 台上,且第一模座6上方通过第一螺栓螺母副2连接所述第一冷却套3,所述模具4的镦粗 模模腔直径与工件设计直径相适应,该模具4设置在第一冷却套3内,且二者为间隙配合。
[0047] 本发明实施例中,所述模具4与第一模座6之间设有第一模垫5,可以利用其吸收 冲压过程中产生的冲击力。
[0048] 本发明实施例中,第一模垫5上端面与第一冷却套3下端面之间设有50_80mm的 调整间隙,以便快速调整模具与圆钢之间距离。
[0049] 为了提高模具4的稳定性,所述模具4上端设有模口套1,且模口套1与第一冷却 套3通过第二螺栓螺母副7连接为一体。
[0050] 如图8所示定位工装、浅冲孔预成型工装和深冲孔终锻成型工装均包含凸模9、凹 模10、第二模座11和第二冷却套12 ;所述第二模座11通过第四螺栓螺母副17设置工作台 上,且第二模座11上方通过螺栓螺母副13连接所述第二冷却套12 ;所述凹模10的模腔与 成型后工件直径相适应,该凹模10设置在第二冷却套12内,且二者为间隙配合;所述凸模 9上端通过螺纹安装在上模座18上,且凸模9与上模座18的接触面A是螺纹孔a的1. 5倍 以上。
[0051] 本发明实施例中,所述凹模10与第二模座11之间设有第二模垫14,且第二模垫 14上端面与第二冷却套12下端面之间设有50-80mm的调整间隙。
[0052] 本发明实施例中,所述凹模10上端设有第二模口套15,且第二模口套15与第二冷 却套12通过第三螺栓螺母副16连接为一体。
[0053] 实际过程中,一个工件工作过程中,另一工件进入正挤压镦粗、反挤压定位、浅冲 孔预成型和深冲孔终锻成型完成同一过程。由于采用4个工位,专用装置工作过程中有了 足够的冷却润滑时间,冲头模具相对无间歇时间,完成一件工件成型时间低于30s ;冷却润 滑亦保持均勻性,模具、冲头长期工作不会产生变形;同时工件不会出现内孔倾斜,导致内 外同轴度差的问题,极大提高产品质量。与原来工艺相比,材料节省^ig,减少机械加工量,提高生产效率,降低企业运营成本。
[0054] 以上描述了本发明新型的基本原理及优点。本发明新型不受上述实施例的限制, 上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明新型的原理,在不脱离本发明新型范围的前 提,本领域人员可以根据需要做许多变化和改进,这些变化及改进应属于本发明新型的保 护范围。本发明新型保护范围应由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1. 一种半轴套管热挤压成形工艺,包括步骤1)根据设计产品选择合适圆钢加热至 1100-1250°C ;其特征在于还包括以下步骤:2)正挤压镦粗:将上述圆钢放入镦粗模成型镦粗为外形与镦粗模模腔侧壁相适的成 型坯料,该成型坯料直径达到设计要求,长度为设计长度的60-80% ;3)反挤压定位:将上述成型坯料以轴线为基准进行反向闭式冲孔加工出一个定位孔, 该定位孔的孔径为设计尺寸,深度为20-70mm ;4)浅冲孔预成型:以上述定位孔为基准继续进行反向闭式冲孔加工出一个导向孔,使 孔深为设计孔深的40-70% ;5)深冲孔终锻成型:以上述导向孔为基准继续进行反向闭式冲孔,使孔深达到设计要 求,成型后工件温度为900-1000°C。
2. 一种实施权利要求1所述半轴套管热挤压成形工艺的专用装置,其特征在于:包括 自左向右依次设置在工作台上的镦粗工装、定位工装、浅冲孔预成型工装和深冲孔终锻成 型工装。
3.根据权利要求2所述的专用装置,其特征在于:所述镦粗工装包括模具0)、第一模 座(6)和第一冷却套(3),所述第一模座(6)设置工作台上,且第一模座(6)上方通过第一 螺栓螺母副(¾连接所述第一冷却套(3),所述模具(4)的镦粗模模腔直径与工件设计直径 相适应,该模具(4)设置在第一冷却套(3)内,且二者为间隙配合。
4.根据权利要求3所述的专用装置,其特征在于:所述模具(4)与第一模座(6)之间 设有第一模垫(5),且第一模垫(¾上端面与第一冷却套C3)下端面之间设有50-80mm的调 整间隙。
5.根据权利要求3或4所述的专用装置,其特征在于:所述模具(4)上端设有模口套, 且模口套与第一冷却套03)通过第二螺栓螺母副连接为一体。
6.根据权利要求2所述的专用装置,其特征在于:定位工装、浅冲孔预成型工装和深冲 孔终锻成型工装均包含凸模(9)、凹模(10)、第二模座(11)和第二冷却套(1¾ ;所述第二 模座(11)设置工作台上,且第二模座(11)上方通过螺栓螺母副(1¾连接所述第二冷却 套(1¾ ;所述凹模(10)的模腔与成型后工件直径相适应,该凹模(10)设置在第二冷却套 (12)内,且二者为间隙配合。
7.根据权利要求6所述的专用装置,其特征在于:所述凹模(10)与第二模座(11)之间 设有第二模垫(14),且第二模垫(14)上端面与第二冷却套(1¾下端面之间设有50-80mm 的调整间隙。
8.根据权利要求6所述的专用装置,其特征在于:所述凸模(9)上端通过螺纹安装在 上模座(18)上,且凸模(9)与上模座(18)的接触面㈧是螺纹孔的1.5倍以上。
9.根据权利要求6、7或8所述的专用装置,其特征在于:所述凹模(10)上端设有第二 模口套(15),且第二模口套(1¾与第二冷却套(1¾通过第三螺栓螺母副(16)连接为一 体。
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