CN103624506A - 绞盘内齿环精锻塑性成型工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种绞盘内齿环精锻塑性成型工艺，包括以下步骤：①温锻塑性成型：将实心圆柱形金属坯料加热至锻造温度，模锻出两端面内陷共底各自成盲孔结构的装配端和预留挤压内齿坯料；②机加工去底，形成通孔结构，底所对应的部分称为装配端和预留挤压内齿坯料的结合部；③冷锻塑性成型：在冷锻成型凹模中，利用齿形模将预留挤压内齿坯料内壁或预留挤压内齿坯料和结合部的内壁模锻出内齿齿形。该工艺生产效率高、生产成本低，生产的产品的齿面强度和精度高，尤其是经挤压产品质量稳定，综合机械性能高，能满足起重设备绞盘使用，符合当今世界制造业的发展趋势。
Description
技术领域
本发明属于金属件锻压成型技术领域，涉及内齿环生产工艺，尤其是涉及一种起重设备绞盘内齿环采用温冷联合锻造成型制造工艺。
背景技术
起重设备绞盘内齿环是传递变载荷，大扭矩的一个重要部件，对其制造精度及齿面强度要求很高，在制造过程中工序复杂，加工难度大，尤其是齿形、齿距、齿轮精度比较难以控制，这种齿环一般的加工方法是：断料→加热→热锻→碾环→机加工成品。例如一种绞盘内齿环，包括装配端1和内齿圈2，所述的装配端1和内齿圈2之间还设有结合部4，装配端1、结合部4和内齿圈2为整体结构，装配端1的定位内腔具有与装配体相互配合的凸凹几何形状，所述的装配端1的定位内腔为环形装配端内壁均布有四个凸起3，内齿圈2的齿顶内径小于环形装配端内径并且大于对应凸起3顶端内径，结合部4内径小于内齿圈2的齿顶内径，由于内齿圈2的齿顶内径小于环形装配端内径并且大于对应凸起3顶端内径，这给锻造加工增加了难度，无法贯通挤压。加工中心机床铣削加工，采用传统的插齿加工成形内齿，内齿环强度低，易出现齿损现象，严重不足的是铣削加工和逐个插齿加工成形内齿工艺效率很低，难以实现批量生产，用此工艺生产内齿环精度差，报废率比较高质量难以保证，且刀具价格昂贵，劳动生产率低，切削加工也浪费了金属材料，生产成本高且周期长。
发明内容
本发明针对现有铣削加工和插齿加工成形内齿工艺制造起重设备绞盘内齿环的不足，主要解决现有传统加工工艺，机床设备投入较多，切削加工浪费了金属材料，制造精度及齿面强度低、生产周期长，加工成本高的技术问题，提供一种采用温冷精锻复合塑性成型技术，制造精度及齿面强度高、生产效率高、生产成本低，尤其是经挤压产品质量稳定，综合机械性能高，能满足起重设备绞盘使用要求的绞盘内齿环精锻塑性成型工艺。
本发明是通过如下技术方案来实现的：
绞盘内齿环精锻塑性成型工艺，包括以下步骤：
①温锻塑性成型：将实心圆柱形金属坯料加热至锻造温度，模锻出两端面内陷共底各自成盲孔结构的装配端和预留挤压内齿坯料，所述的装配端的定位内腔具有与装配体相互配合的凸凹几何形状，预留挤压内齿坯料内径小于装配端定位内腔的最大内径，并且大于装配端定位内腔的最小内径；
②机加工去底：按预留挤压内齿坯料内径机床加工去除装配端和预留挤压内齿坯料盲孔结构共同的底，形成通孔结构，底所对应的部分称为装配端和预留挤压内齿坯料的结合部；
③冷锻塑性成型：在冷锻成型凹模中，利用齿形模将预留挤压内齿坯料内壁或预留挤压内齿坯料和结合部的内壁模锻出内齿齿形即形成内齿圈。
所述的温锻塑性成型包括a、断料，b、制坯抛丸，c、涂层，d、加热镦粗，e、温锻成型。
所述的冷锻塑性成型包括a、退火，b、抛丸，c、磷皂化处理，d、冷锻成型内齿齿形。
所述的涂层步骤：将制坯抛丸后的金属棒材加热至200-220℃，稀石墨表面涂层；所述的加热镦粗步骤：将上述涂层好的坯料，加热至910-950℃放入镦粗模具进行镦粗挤压，所述的加热镦粗步骤可以是一次镦粗也可以是多次镦粗；所述的温锻成型步骤：坯料温度760-810℃，模具预热温度为190-210℃时，一次温锻成型。
所述的退火步骤：井式炉内加热至670-690℃作退火处理。
冷锻塑性成型后还进行渗氮处理步骤：表面渗氮厚度0.15-0.2mm。
本发明的有益效果：本发明克服了现有技术因满足绞盘内齿环装配端定位内腔形状与内齿圈齿顶高尺寸相匹配这一要求，锻造加工困难；而机床加工的制造精度及齿面强度又低、生产周期又长，加工成本又高，提供了一种采用温冷精锻复合塑性成型技术，该工艺生产效率高、生产成本低，生产的产品的齿面强度和精度高，尤其是经挤压产品质量稳定，综合机械性能高，能满足起重设备绞盘使用，符合当今世界制造业的发展趋势。
附图说明
图1是本发明实施例一种绞盘内齿环的结构示意图；
图2是图1的俯视图；
图3是图1的仰视图；
图4 是本发明实施例绞盘内齿环精锻塑性成型工艺中坯料变形流程图。
图中序号：1、装配端，2、内齿圈，3、凸起，4、结合部。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
参见图1、图2和图3所示，一种绞盘内齿环，包括装配端1和内齿圈2，所述的装配端1和内齿圈2之间还设有结合部4，装配端1、结合部4和内齿圈2为整体结构，装配端1的定位内腔具有与装配体相互配合的凸凹几何形状，所述的装配端1的定位内腔为环形装配端内壁均布有四个凸起3，内齿圈2的齿顶内径小于环形装配端内径并且大于对应凸起3顶端内径，结合部4内径小于内齿圈2的齿顶内径。
参见图4，该绞盘内齿环精锻塑性成型工艺，包括以下步骤：a、断料：按锻件设计图选45#钢棒料，用带锯床下料；b、制坯抛丸：车外园、两端面，去除表面缺陷，降低粗糙度Ra值；c、涂层：将坯料加热至200～220℃，表面涂层稀石墨；d、加热镦粗：将表面涂层好稀石墨的坯料加热至910-950℃放入已预热至190-210℃的凹模内经预镦粗、镦粗两次镦粗挤压；e、温锻成型：将镦粗后的坯料放入温锻成型模具中一次挤压成型，模锻出两端面内陷共底各自成盲孔结构的装配端1和预留挤压内齿坯料，所述的装配端1的定位内腔具有与装配体相互配合的凸凹几何形状，所述的装配端1的定位内腔为环形装配端内壁均布有四个凸起3，预留挤压内齿坯料内径小于环形装配端内径并且大于对应凸起3顶端内径，坯料温度760-810℃，模具预热温度为190-210℃；f、机加工去底：按预留挤压内齿坯料内径机床加工去除装配端1和预留挤压内齿坯料盲孔结构共同的底，形成通孔结构，底所对应的部分称为装配端1和预留挤压内齿坯料的结合部4；g、退火: 井式炉内加热至670-690℃作退火处理, 消除其内应力;h、抛丸: 将坯料放入抛丸机内喷砂处理，去除坯料表面车刀痕，降低粗糙度Ra值;i、磷皂化处理: 对坯料表面进行磷皂化处理，增加润滑;j、冷锻成型内齿齿形: 将表面磷皂化处理好的坯料放入冷锻成型凹模内，利用齿形凸模将预留挤压内齿坯料内壁模锻出内齿齿形即形成内齿圈2，内齿圈2的齿顶内径小于环形装配端内径并且大于对应凸起3顶端内径，结合部4内径小于内齿圈2的齿顶内径;k、渗氮处理：表面渗氮厚度0.15-0.2mm, 提高表面硬度及强度。
实施例只是为了便于理解本发明的技术方案，并不构成对本发明保护范围的限制，凡是未脱离本发明技术方案的内容或依据本发明的技术实质对以上方案所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明保护范围之内。
Claims (6)
1.绞盘内齿环精锻塑性成型工艺，包括以下步骤：
①温锻塑性成型：将实心圆柱形金属坯料加热至锻造温度，模锻出两端面内陷共底各自成盲孔结构的装配端⑴和预留挤压内齿坯料，所述的装配端⑴的定位内腔具有与装配体相互配合的凸凹几何形状，预留挤压内齿坯料内径小于装配端⑴定位内腔的最大内径，并且大于装配端⑴定位内腔的最小内径；
②机加工去底：按预留挤压内齿坯料内径机床加工去除装配端⑴和预留挤压内齿坯料盲孔结构共同的底，形成通孔结构，底所对应的部分称为装配端⑴和预留挤压内齿坯料的结合部⑷；
③冷锻塑性成型：在冷锻成型凹模中，利用齿形模将预留挤压内齿坯料内壁或预留挤压内齿坯料和结合部⑷的内壁模锻出内齿齿形即形成内齿圈⑵。
2.根据权利要求1所述的绞盘内齿环精锻塑性成型工艺，其特征在于：所述的温锻塑性成型包括a、断料，b、制坯抛丸，c、涂层，d、加热镦粗，e、温锻成型。
3.根据权利要求2所述的绞盘内齿环精锻塑性成型工艺，其特征在于：所述的冷锻塑性成型包括a、退火，b、抛丸，c、磷皂化处理，d、冷锻成型内齿齿形。
4.根据权利要求2所述的绞盘内齿环精锻塑性成型工艺，其特征在于：所述的涂层步骤：将制坯抛丸后的金属棒材加热至200-220℃，稀石墨表面涂层；所述的加热镦粗步骤：将上述涂层好的坯料，加热至910-950℃放入镦粗模具进行镦粗挤压，所述的加热镦粗步骤可以是一次镦粗也可以是多次镦粗；所述的温锻成型步骤：坯料温度760-810℃，模具预热温度为190-210℃时，一次温锻成型。
5.根据权利要求3所述的绞盘内齿环精锻塑性成型工艺，其特征在于：所述的退火步骤：井式炉内加热至670-690℃作退火处理。
6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的绞盘内齿环精锻塑性成型工艺，其特征在于：冷锻塑性成型后还进行渗氮处理步骤：表面渗氮厚度0.15-0.2mm。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Precision forging and plastic molding process for inner toothed ring of winch Effective date of registration: 20181025 Granted publication date: 20160120 Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd Xinghua branch Pledgor: Jiangsu Winner Machinery Co., Ltd. Registration number: 2018320000243 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20191104 Granted publication date: 20160120 Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd Xinghua branch Pledgor: Jiangsu Winner Machinery Co., Ltd. Registration number: 2018320000243 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Precision forging and plastic molding process for inner toothed ring of winch Effective date of registration: 20191105 Granted publication date: 20160120 Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd Xinghua branch Pledgor: Jiangsu Winner Machinery Co., Ltd. Registration number: Y2019320000253 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20210118 Granted publication date: 20160120 Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd. Xinghua branch Pledgor: JIANGSU WINNER MACHINERY Co.,Ltd. Registration number: Y2019320000253 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Precision forging plastic forming process of winch inner gear ring Effective date of registration: 20210119 Granted publication date: 20160120 Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd. Xinghua branch Pledgor: JIANGSU WINNER MACHINERY Co.,Ltd. Registration number: Y2021980000509 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |