CN103302462B - 一种小型异形合锻环轧工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种小型异形合锻环轧工艺，包括如下工艺步骤：毛坯检验-切割、磨圆角-镦粗、冲孔-反向环轧-异形环轧-整径-背靠背切割-过程检测-热处理-硬度检查-性能测试-机加工-终检、标识、包装。本发明的有益效果是提供了一种小型异形合锻环轧工艺，该小型异形合锻环轧工艺的机加工量小，材料利用率高，生产效率高，能避免对材料流线造成损坏，产品合格率高，且还能用来制造小型异形锻圈。

Description

一种小型异形合锻环轧工艺

技术领域

本发明涉及精密锻造领域，尤其涉及一种小型异形合锻环轧工艺。

背景技术

在传统合锻工艺中，对于小尺寸（直径小于500mm）的锻圈多采用锤冲孔、预成型以及立式扩孔机碾扩成型的方法来制造，对于大尺寸（直径大于800mm）的锻圈则直接采用矩形截面轧制的方法来制造，但是对于中等规格（直径在500-800mm）的锻圈则采用矩形截面轧制的方法进行轧制，然后再进行机加工切除一部分材料以达到设计的形状，因而采用传统合锻环轧工艺制造锻圈容易造成材料利用率低、机加工量大以及机加工效率低等问题，造成了浪费，且还会降低材料的力学性能，比如对材料流线造成损坏。

另外，当需要制造小型异形锻圈时，比如说需要制造一侧厚、一侧薄的截面接近三角形的圆锥滚子轴承外圈时，一方面因为小型异形锻圈的产品尺寸小，另一方面也因为小的产品尺寸决定了其变形量小，故传统合锻环轧工艺中的矩形截面轧制方法无法达到这些要求，且该矩形截面轧制方法只能用来制造形状规则的锻圈，满足不了市场需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中传统合锻环轧工艺的机加工量大、材料利用率低、生产效率低、对材料流线易造成损坏、报废率高以及不能用来制造异形锻圈等上述缺陷，提供一种机加工量小、材料利用率高、生产效率高、能避免对材料流线造成损坏、产品合格率高以及能用来制造小型异形锻圈的小型异形合锻环轧工艺。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种小型异形合锻环轧工艺，包括如下工艺步骤：

（1）毛坯检验；

（2）切割、磨圆角：切割经步骤（1）得到的合格毛坯，对切割后的毛坯进行磨圆角；

（3）镦粗、冲孔：对由步骤（2）获得的毛坯进行镦粗、冲孔，冲孔后的毛坯成为环坯；

（4）反向环轧：将旋转的主辊的边缘开口设计成异形，利用旋转主辊对环坯进行轧制，使得环坯的外径呈异形；

（5）异形环轧：将旋转的主辊边缘开口，且将芯辊设计成与步骤（4）中主辊相应的异形，将反向环轧后的环坯放入旋转主辊及异形轧辊中进行异形环轧，旋压成型，获得半成品；

（6）整径：对由步骤（5）获得的半成品进行整径；

（7）背靠背切割：对整径后的半成品进行背靠背切割，获得两块形状和大小均相同的半成品；

（8）过程检测：对由步骤（7）获得的两块半成品进行过程检测；

（9）热处理：对经过程检测获得的合格半成品进行热处理；

（10）硬度检查：对热处理后的半成品进行硬度检查；

（11）性能测试：将硬度检查合格的半成品进行解剖，然后对解剖的半成品进行性能测试；

（12）机加工：热处理同一批次半成品解剖件性能测试合格后，该批次的其他半成品验收合格后进行机加工，切除余量；

（13）终检、标识、包装：将机加工后的半成品进行终检、标识、包装，获得小型异形锻圈。

在本发明所述技术方案中，步骤（1）中，对毛坯进行检验，筛选符合要求的毛坯，为下一步工序作准备。

在步骤（2）中，对经步骤（1）筛选获得的合格毛坯进行切割和磨圆角，将边缘不光滑的毛坯磨成边缘光滑且呈圆角的毛坯，为下一步的镦粗和冲孔作准备。

在步骤（3）中，对磨圆角后的毛坯进行镦粗，使得其高度减小，然后对镦粗后的毛坯进行冲孔，使得毛坯成为环坯。

在步骤（4）中，对冲孔后的环坯进行反向环轧，所谓反向环轧，就是一反传统轧制过程中先将环坯内径轧制成一定形状的方法，利用由边缘开口且设计成特定异形的主辊和矩形芯辊组成的旋转轧辊对环坯进行轧制，在该轧制过程中，环坯的外径被轧制成相应的异形，其内孔的半径也增大，且后期异形环轧的内径异形所需的料在反向环轧中已储备。故本发明所述技术方案中的反向环轧尤其适用于产品尺寸小、尺寸变形量小的锻圈加工工艺，因为产品外形尺寸小且轧制变形量小的环坯的内径非常小，不具备采用传统轧制方法对其内径异形截面进行设计的条件，且加工困难，报废率高，因此采用所述反向环轧的方法不仅能获得异形锻圈，且其材料还可以获得随形分布的环件流线，能避免对材料流线造成损坏，提高了产品的合格率。

在步骤（5）中，经反向环轧后，环坯的外缘呈异形，将旋转轧辊的主辊外缘开口，其芯辊设计成与步骤（4）中主辊相应的异形，将反向环轧后的环坯放入旋转轧辊中进行异形环轧，获得半成品。在该步骤中，异形环轧就是传统的内径异形截面轧制方法。除此之外，在该步骤中，还可以在旋转轧辊的芯辊上套装一可拆卸的分体模具，该分体模具呈与步骤（4）中主辊相应的异形，以代替将芯辊本身设计成相应的异形。

因为经上道工序获得的半成品的圆度、同心度或同轴度达不到要求，故在步骤（6）中利用扩环机对经异形环轧获得的半成品进行整径，使得其圆度、同心度或同轴度等达到成品的要求。

在步骤（7）中，对整径后的半成品进行背靠背切割，获得两块形状和大小均相同的半成品，这样一次锻造就可加工两个锻圈，简化了生产工艺，提高了生产效率。

在步骤（8）中，在背靠背切割获得两块半成品后，需要对两块半成品进行过程检测，主要是检测所获半成品的尺寸等参数是否符合要求。

在步骤（9）中，将达到产品要求的半成品筛选出来，并对其进行热处理，主要目的是提高半成品的硬度、抗断裂以及抗压等机械性能。

在对半成品进行热处理后，对热处理后的半成品进行硬度检查，筛选出符合硬度标准的半成品。在硬度检查过关后，取经硬度检查合格的半成品进行解剖，然后对解剖的半成品进行性能测试，如果测试后结果为合格，则将该批次的其他半成品验收合格后进行机加工，切除余量。经上述工序获得的半成品所剩余量比较小，故在进行机加工时，切除的余量材料便很少，提高了原材料的利用率，减少了机加工量。另外，因为需切除的余量很少，这样也可以在一定程度上避免对材料流线造成损坏。

最后，需要将对机加工后的半成品进行终检、标识和包装，获得小型异形锻圈的成品。

另外，在本发明所述技术方案中，凡未作特别说明的，均可通过采用本领域中的常规技术来实现本技术方案。

因此，本发明的有益效果是提供了一种小型异形合锻环轧工艺，该小型异形合锻环轧工艺的机加工量小，材料利用率高，生产效率高，能避免对材料流线造成损坏，产品合格率高，且还能用来制造小型异形锻圈。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例中小型异形合锻环轧工艺的流程图；

图2是实施例中整径后背靠背切割前的半成品的结构示意图；

图3是实施例中背靠背切割后机加工前的半成品的结构示意图；

现将附图中的标号说明如下：1为毛坯检验，2为镦粗，3为冲孔，4为反向环轧，4-1为环坯，4-2为旋转的主辊，4-3为矩形芯辊，5为外径呈异形的环坯，6为异形环轧，6-1为芯辊异形组合模具，6-2为带盖板的直主辊，7为异形环轧后获得的半成品。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明优选实施例如下：

如图1所示，一种小型异形合锻环轧工艺，包括以下工艺步骤：

步骤（一）：毛坯检验1；

步骤（二）：切割、磨圆角：切割经步骤（一）检验得到的合格毛坯，对切割后的毛坯进行磨圆角；

步骤（三）：镦粗2、冲孔3：对由步骤（二）获得的毛坯进行镦粗2，然后对镦粗2后的毛坯冲孔3，冲孔3后的毛坯成为环坯4-1；

步骤（四）反向环轧4：将旋转的主辊4-2的边缘开口设计成异形，利用旋转主辊对环坯4-1进行轧制，轧制后环坯4-1的外径呈异形，即获得外径呈异形的环坯5；

步骤（五）异形环轧6：将反向环轧4后的外径呈异形的环坯5，在矩形芯辊4-3上套装有一个可拆卸的芯辊异形组合模具6-1，或是直接将芯辊设计成与步骤（四）中主辊相应的异形，再将外径呈异形的环坯5放入带盖板矩形主辊6-2中进行异形环轧6，且将其端口旋压成型，获得半成品7。

另外，在本实施例中，除了上述5个步骤外，还包括对异形环轧后获得的半成品7进行整径，背靠背切割，过程检测，热处理，硬度检查，性能测试，机加工，终检、标识和包装等步骤，这几个步骤分别如下：

整径：对由异形环轧6获得的半成品7进行整径，整径后的半成品如图2所示；

背靠背切割：对整径后的半成品进行背靠背切割，获得两块形状和大小均相同的半成品，背靠背切割后的半成品如图3所示；

过程检测：对由背靠背切割获得的两块半成品进行过程检测；

热处理：对经过程检测获得的两块半成品进行热处理；

硬度检查：对热处理后的半成品进行硬度检查；

性能测试：将硬度检查合格的半成品进行解剖，然后对解剖的半成品进行性能测试；

机加工：热处理同一批次半成品解剖件性能测试合格后，该批次的其他半成品验收合格后进行机加工，切除余量；

终检、标识、包装：将机加工后的半成品进行终检、标识、包装，获得小型异形锻圈的成品。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (1)

1.一种小型异形合锻环轧工艺，其特征在于，包括如下工艺步骤：

(1)毛坯检验；

(2)切割、磨圆角：切割经步骤(1)得到的合格毛坯，对切割后的毛坯进行磨圆角；

(3)镦粗、冲孔：对由步骤(2)获得的毛坯进行镦粗、冲孔，冲孔后的毛坯成为环坯；

(4)反向环轧：将旋转的主辊的边缘开口设计成异形，利用所述旋转主辊对环坯进行轧制，使得环坯的外径呈异形

(5)异形环轧：将旋转的主辊边缘开口，且将芯辊设计成与步骤(4)中主辊相应的异形，将反向环轧后的环坯放入所述旋转主辊及异形轧辊中进行异形环轧，旋压成型，获得半成品；

(6)整径：对由步骤(5)获得的半成品进行整径；

(7)背靠背切割：对整径后的半成品进行背靠背切割，获得两块形状和大小均相同的半成品；

(8)过程检测：对由步骤(7)获得的两块半成品进行过程检测；

(9)热处理：对经过程检测获得的合格半成品进行热处理；

(10)硬度检查：对热处理后的半成品进行硬度检查；

(11)性能测试：将硬度检查合格的半成品进行解剖，然后对解剖的半成品进行性能测试；

(12)机加工：热处理同一批次半成品解剖件性能测试合格后，该批次的其他半成品验收合格后进行机加工，切除余量；

(13)终检、标识、包装：将机加工后的半成品进行终检、标识、包装，获得小型异形锻圈；

步骤(4)中所谓反向环轧，就是一反传统轧制过程中先将环坯内径轧制成一定形状的方法，利用由边缘开口且设计成特定异形的主辊和矩形芯辊组成的旋转轧辊对环坯进行轧制，在该轧制过程中，环坯的外径被轧制成相应的异形，其内孔的半径也增大，且后期异形环轧的内径异形所需的料在反向环轧中已储备。