CN103331355B - 非直腔内壁杯筒冷挤旋压复合精锻成形方法 - Google Patents
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Abstract
本发明所设计的非直腔内壁杯筒冷挤旋压复合精锻成形方法，其特征是使用以下工艺路线：坯料下料→退火→磷化+皂化→挤压制毛坯→成形旋压→机加工→零件；成形旋压时由芯棒和凸模镶块的组成的内模放入毛坯的内腔并于毛坯紧配合，由主轴带动芯棒使得毛坯旋转，操作安装于移动刀架的旋辊沿工件的径向方向移动，直至旋辊与毛坯接触，并最终使得旋辊的外圆母线与毛坯的外圆母线完全接触，完成挤压。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合精锻成形方法，特别是一种非直腔内壁杯筒冷挤旋压复合精锻成形方法。
背景技术
非直腔内壁杯筒件零件是在机电、汽车等行业中应用非常广泛的一类零件，特别是口部内径小于筒形内壁直径的零件，受客观技术条件的限制，成形方法及性能有待提高。如图1所示，是汽车行业刹车中的典型零件。活塞其口部内径小于口部下段内径和筒壁内径在口部向下11.1±0.25的部位，其外壁为向内凹的环形沟槽，对应的内壁为向内隆起的环形结构，其底部内外均为深浅不等的凹坑，底部外围由沿轴向为不同角度与两段不同圆角半径的圆弧组成，总体为一复杂的回转体结构。传统加工工艺通常是采用机加工，或毛坯采用冷挤压，再机加工。采用该工艺生产的产品不仅整体性能下降，材料利用率不足70％，成本及能耗高，效率低下，不符合节能与绿色制造的发展趋势。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术的不足而提供一种材料利用率高，生产效率高，且零件性能好的非直腔内壁杯筒冷挤旋压复合精锻成形方法。
为了达到上述目的，本发明所设计的非直腔内壁杯筒冷挤旋压复合精锻成形方法，其特征是使用以下工艺路线：坯料下料→退火→磷化+皂化→挤压制毛坯→成形旋压→机加工→零件；其中：
a)下料时坯料体积是零件体积和机加工加工余量之和，且坯料直径与零件外径相同；
b)挤压制成的毛坯外壁留1-1.5mm的加工余量，所述的毛坯口部设有外法兰，所述的外法兰的体积与最终零件口部的体积相等；
c)成形旋压时由芯棒和凸模镶块组成的内模放入毛坯的内腔并与毛坯紧配合，由主轴带动芯棒使得毛坯旋转，操作安装于移动刀架的旋辊沿工件的径向方向移动，直至旋辊与毛坯接触，并最终使得旋辊的外圆母线与毛坯的外圆母线完全接触，完成挤压；
d)机加工时，将成形旋压后的工件口部余量和外圆余量分别采用精车和磨削的方法，达到规定的尺寸精度要求，即可得到所需零件。
作为优选方案，在工艺路线挤压制毛坯和成形旋压之间加入二次退火、磷化和皂化工艺。以提高零件的性能。
作为优选方案，所述的旋辊上下两端设有约束环，以确保工件端部的金属为径向流动为主。
本发明所设计的非直腔内壁杯筒冷挤旋压复合精锻成形方法，特别适合用于轴向垂直的环形沟形槽或隆起环形筋条结构的零件，可以直接成形复杂的非直壁内腔和外形的零件，其变形实质为三维体积成形，具有设计制造技术含量高，技术创新突出，材料利用率高，生产效率高，产品性能高，制造成本低，使用寿命长的显著特点。
附图说明
图1是本发明所得需要加工得到的零件结构示意图；
图2是本发明所使用的坯料结构示意图；
图3是本发明挤压得到的毛坯结构示意图；
图4是本发明精锻挤压成形时的加工结构示意图；
图5是本发明内模安装在毛坯中的剖视图。
具体实施方式
下面通过实施例结合附图对本发明作进一步的描述。
实施例1：
本实施例描述的非直腔内壁杯筒冷挤旋压复合精锻成形方法，使用以下工艺路线：坯料下料→退火→磷化+皂化→挤压制毛坯→成形旋压→机加工→零件；其中：
a)如图2所示，下料时坯料1体积是零件体积和机加工加工余量之和，且坯料1直径与零件外径相同；
b)如图3所示挤压制成的毛坯2外壁留1-1.5mm的加工余量，所述的毛坯2口部设有外法兰3，所述的外法兰3的体积与最终零件口部4的体积相等；
c)如图4、图5所示，成形旋压时由芯棒5和凸模镶块6组成的内模7放入毛坯2的内腔并与毛坯2紧配合，所述的芯棒5为截锥体芯棒5，锥角小于自缩角，将内模7与工件组合体装于卧式车床上，主轴卡盘将芯棒5夹紧，尾座顶针通过顶板8和托盘9将组合体相对于卡盘和芯棒5压紧；由主轴带动芯棒5使得毛坯2旋转，将旋辊10安装于移动刀架上，所述的旋辊10上下两端设有约束环11。操作安装于移动刀架的旋辊10沿工件的径向方向移动，直至旋辊10与毛坯2接触，由于接触摩擦力的作用，旋辊10作与芯棒5旋转方向相反方向的旋转，并最终使得旋辊10的外圆母线与毛坯2的外圆母线完全接触，完成挤压；
d)机加工时，将成形旋压后的工件口部余量和外圆余量分别采用精车和磨削的方法，达到规定的尺寸精度要求，即可得到所需零件。
其中在工艺路线挤压制毛坯2和成形旋压之间加入二次退火、磷化和皂化工艺，以提高零件强度。
Claims (3)
1.一种非直腔内壁杯筒冷挤旋压复合精锻成形方法，其特征是使用以下工艺路线：坯料下料→退火→磷化+皂化→挤压制毛坯→成形旋压→机加工→零件；其中：
a)下料时坯料体积是零件体积和机加工加工余量之和，且坯料直径与零件外径相同；
b)挤压制成的毛坯外壁留1-1.5mm的加工余量，所述的毛坯口部设有外法兰，所述的外法兰的体积与最终零件口部的体积相等；
c)成形旋压时由芯棒和凸模镶块组成的内模放入毛坯的内腔并与毛坯紧配合，由主轴带动芯棒使得毛坯旋转，操作安装于移动刀架的旋辊沿工件的径向方向移动，直至旋辊与毛坯接触，并最终使得旋辊的外圆母线与毛坯的外圆母线完全接触，完成挤压；
d)机加工时，将成形旋压后的工件口部余量和外圆余量分别采用精车和磨削的方法，达到规定的尺寸精度要求，即可得到所需零件。
2.根据权利要求1所述的非直腔内壁杯筒冷挤旋压复合精锻成形方法，其特征是在工艺路线挤压制毛坯和成形旋压之间加入二次退火、磷化和皂化工艺。
3.根据权利要求1所述的非直腔内壁杯筒冷挤旋压复合精锻成形方法，其特征是所述的旋辊上下两端设有约束环。
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