CN103878289A - 一种卧工字形台阶轴的模锻方法 - Google Patents
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Abstract
一种卧工字形台阶轴的模锻方法，涉及台阶轴的模锻技术领域，特别是涉及卧工字形台阶轴的模锻技术领域；通过调整锻造过程中的模具，引入可左右开闭的T形胎模、导向环以及底面带有圆柱形凹槽的圆柱形帽体，使得卧工字形台阶轴的整个模锻过程中始终在同一轴线下进行，并严格地限制了任何模锻工序中可能产生的轴线偏移，从而保证了整个卧工字形台阶轴锻件的同轴度。
Description
技术领域
本发明涉及台阶轴的模锻技术领域，特别是涉及卧工字形台阶轴的模锻技术领域。
背景技术
通常卧工字形台阶轴是由棒材加热后，经两端镦粗制成模锻坯，然后再分别模锻两端的镦粗部分和中部的未镦粗部分后制成所需模锻的卧工字形台阶轴；但由于上述方法中，卧工字形台阶轴的两端和中部是分别锻造的，且锻造过程中为了保证整个轴的同轴度没有采用任何措施，因此很难保证卧工字形台阶轴的同轴度要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：保证卧工字形台阶轴锻造过程中的同轴度。
本发明的技术方案是:为了保证卧工字形台阶轴锻造过程中的同轴度，特提出一种卧工字形台阶轴的模锻方法：首先预制一个可左右开闭的T形胎模，所述T形胎模杆部的型腔与卧工字形台阶轴中部轴径和长度相应，T形胎模上部的型腔与卧工字形台阶轴一端的轴径和长度相应，且与T形胎模杆部型腔保持同轴；然后预制一个导向环，其导向环的内径和长度与卧工字形台阶轴另一端的轴径相应、长度为锻制成卧工字形台阶轴另一端长度的相应圆柱形锻坯的部分长度；再预制一个圆柱形帽体，所述圆柱形帽体的直径小于导向环的内径，圆柱形帽体下表面中心部位设置一个圆柱形凹槽，圆柱形凹槽的直径大于原材料棒材的直径，且圆柱形凹槽与圆柱形帽体保持同轴；锻造过程为：先将棒料加热后放入倒放T形胎模杆部的型腔内模锻出卧工字形台阶轴的中部轴部分形成锻坯，然后将上述锻坯加热后再次放入T形胎模的杆部后，使锻坯和T形胎模整体立起，并将裸露于T形胎模下端的材料放入上述导向环内，进行卧工字形台阶轴一端的模锻形成T形锻坯；其后将上述T形锻坯加热后放入倒放的T形胎模内，将上述导向环套接于倒T形胎模上端裸露的锻坯后，将圆柱形帽体下表面上的圆柱形凹槽套入倒T形胎模上端裸露的锻坯头部后进行工字形台阶轴另一端的模锻，最后取出圆柱形帽体并翻转后再次放入导向环内锻平工字形台阶轴的另一端面，从而完成卧工字形台阶轴的模锻。
所述的T形胎模、导向环和圆柱形帽体均可采用模具钢，优先选用Cr-Ni-Mo系模具钢，优选5CrNiMo模具钢。
本发明的有益效果是：通过调整锻造过程中的模具，引入可左右张开或闭合的T形胎模、导向环以及底面带有圆柱形凹槽的圆柱形帽体，使得卧工字形台阶轴的整个模锻过程中始终在同一轴线下进行，并严格地限制了任何模锻工序中可能产生的轴线偏移，从而保证了整个卧工字形台阶轴锻件的同轴度。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明的方法进行详细地说明。
某型飞机发动机的零件为30Ni4CrMoA材料的卧工字形台阶轴，要求经模锻加工制成；所要求的卧工字形台阶轴模锻件的同轴度不大于3mm，锻件尺寸为：中间轴的直径100mm、长度为675mm，一端轴的直径180mm、长度为35mm；另一端轴的直径150mm、长度为35mm。
根据上述要求选用直径110mm、长740mm的30Ni4CrMoA棒材；采用本发明的模锻方法：首先由5CrNiMo模具钢预制一个可左右开闭的T形胎模，所述T形胎模杆部的型腔为内径100mm、长675mm的圆柱形，T形胎模上部的型腔为内径180mm、长35mm的圆柱形，且与T形胎模杆部型腔的同轴度不大于1mm；然后预制一个内径150mm、长85mm的导向环；再预制一个直径150mm、长60mm的圆柱形帽体，圆柱形帽体下表面中心部位设置一个内径110mm、深10mm的圆柱形凹槽，且圆柱形凹槽与圆柱形帽体的同轴度不大于1mm；锻造过程为：先将直径110mm、长740mm的30Ni4CrMoA棒材加热至1110℃±10℃保温35分钟后放入倒放T形胎模杆部的型腔内，且T形胎模杆部的底部外露的料长75mm，模锻卧工字形台阶轴的中部轴径100mm部分形成锻坯，然后将上述锻坯加热至1110℃±10℃保温35分钟后再次放入T形胎模的杆部，使锻坯和T形胎模整体立起，并将裸露于T形胎模下端的材料放入上述导向环内，进行卧工字形台阶轴轴径180mm的轴部模锻并形成T形锻坯；其后将上述T形锻坯加热至1110℃±10℃保温35分钟后再次放入倒放的T形胎模内，将上述导向环套接于倒T形胎模上端裸露的锻坯后，将圆柱形帽体下表面上的圆柱形凹槽套入倒T形胎模上端裸露的锻坯头部后进行卧工字形台阶轴另一端的模锻，最后取出圆柱形帽体并翻转后再次放入导向环内锻平卧工字形台阶轴的另一端面，从而完成30Ni4CrMoA材料的卧工字形台阶轴的模锻。经检测该锻件的同轴度为1.5mm，满足了该型飞机发动机零件对其制备所需锻件的同轴度要求。
Claims (4)
1.一种卧工字形台阶轴的模锻方法，其特征在于：首先预制一个可左右开闭的T形胎模，所述T形胎模杆部的型腔与卧工字形台阶轴中部轴径和长度相应，T形胎模上部的型腔与卧工字形台阶轴一端的轴径和长度相应，且与T形胎模杆部型腔保持同轴；然后预制一个导向环，其导向环的内径和长度与卧工字形台阶轴另一端的轴径相应、长度为锻制成卧工字形台阶轴另一端长度的相应圆柱形锻坯的部分长度；再预制一个圆柱形帽体，所述圆柱形帽体的直径小于导向环的内径，圆柱形帽体下表面中心部位设置一个圆柱形凹槽，圆柱形凹槽的直径大于原材料棒材的直径，且圆柱形凹槽与圆柱形帽体保持同轴；锻造过程为：先将棒料加热后放入倒放T形胎模杆部的型腔内模锻出卧工字形台阶轴的中部轴部分形成锻坯，然后将上述锻坯加热后再次放入T形胎模的杆部后，使锻坯和T形胎模整体立起，并将裸露于T形胎模下端的材料放入上述导向环内，进行卧工字形台阶轴一端的模锻形成T形锻坯；其后将上述T形锻坯加热后放入倒放的T形胎模内，将上述导向环套接于倒T形胎模上端裸露的锻坯后，将圆柱形帽体下表面上的圆柱形凹槽套入倒T形胎模上端裸露的锻坯头部后进行工字形台阶轴另一端的模锻，最后取出圆柱形帽体并翻转后再次放入导向环内锻平工字形台阶轴的另一端面，从而完成卧工字形台阶轴的模锻。
2.根据权利要求1所述的卧工字形台阶轴的模锻方法，其特征在于：所述的T形胎模、导向环和圆柱形帽体均采用模具钢。
3.根据权利要求1或2所述的卧工字形台阶轴的模锻方法，其特征在于：所述的T形胎模、导向环和圆柱形帽体均采用Cr-Ni-Mo系模具钢。
4.根据权利要求3所述的卧工字形台阶轴的模锻方法，其特征在于：所述的T形胎模、导向环和圆柱形帽体均采用5CrNiMo模具钢。
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