CN105328086A - 大型环件局部连续加载成形方法 - Google Patents

大型环件局部连续加载成形方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105328086A
CN105328086A CN201510721045.2A CN201510721045A CN105328086A CN 105328086 A CN105328086 A CN 105328086A CN 201510721045 A CN201510721045 A CN 201510721045A CN 105328086 A CN105328086 A CN 105328086A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ring
prefabricated blank
mould
forming
blank
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510721045.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105328086B (zh
Inventor
刘�东
郑勇
任柳吉
张润强
倪明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anhui Dongyun Intelligent Equipment Manufacturing Co ltd
Original Assignee
XI'AN DONGYUN NEW METAL MATERIAL Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by XI'AN DONGYUN NEW METAL MATERIAL Co Ltd filed Critical XI'AN DONGYUN NEW METAL MATERIAL Co Ltd
Priority to CN201510721045.2A priority Critical patent/CN105328086B/zh
Publication of CN105328086A publication Critical patent/CN105328086A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105328086B publication Critical patent/CN105328086B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21H—MAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H1/00—Making articles shaped as bodies of revolution
    • B21H1/06—Making articles shaped as bodies of revolution rings of restricted axial length

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Forging (AREA)

Abstract

本发明大型环件局部连续加载成形方法涉及机械加工成形领域，具体涉及大型环件局部连续加载成形方法，根据环件的不同制作相应的环件预制坯模具和环件模具；将毛坯和环件预制坯模具置于轴向闭式辗压成形设备上对环件预制坯进行成形；将环件预制坯和环件模具置于轴向闭式辗压成形设备上对环件成形，对成形后的环件进行切边，热处理，机加工以获得最终环件。本发明对环件预制坯及环件成形过程中采用两种不同的进给量，以确保在环件预制坯和环件成形过程中避免出现金属成形不均匀，金属流线紊乱及金属组织差的现象出现，可有效提高工件的性能。

Description

大型环件局部连续加载成形方法
技术领域
本发明涉及机械加工成形领域，具体涉及大型环件局部连续加载成形方法。
背景技术
环件广泛应用于汽车、航空、航天领域。生产环件的方式，主要普通锻造（针对于直径较小的环件）、马架扩孔（针对于中大型环件）、半环拼焊、环形轧制。对于大尺寸环件，这几类成形的方式均存在一定的问题。例如：原西德曾对各种方法生产的环件费用进行比较。生产一个直径3500㎜、高110㎜的45号钢环件，用半环拼焊方法进行生产比环形轧制生产成本高26%；用马架扩孔法生产比轧制法高77%；用普通锻造生产比轧制法高160%。随着工业需求的不断挺高，环件使用尺寸越来越大，整体性也越来越强。使用材料也向难变形高强高韧高比强度的方向发展，其加工工艺技术及设备的提升是必然趋势。该类大尺寸环件加工过程中，预制坯及环件模具的设计大部分针对整体成形过程进行设计，金属材料体积分配较为依赖设备承载。而在局部连续加载省力成形领域，主要指的轴向闭式辗压的成形过程中，对于小尺寸环件的轴向闭式辗压过程中的成形过程中，可直接辗压成形，但对于大型环件辗压成形时，会造成大型环件产生折叠、充不满等现象。轴向闭式辗压过程中，一般整个过程采取线性方式进给，但针对于大尺寸环件，此类进给方式使得温度骤降出现金属成形不均匀、金属流线紊乱及金相组织极差的现象。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种有效防止金属成形步均匀，金属流线紊乱及金相组织差，且载荷低的大型环件局部连续加载成形方法。
本发明大型环件局部连续加载成形方法，包括以下步骤：
第一步，根据环件的不同制作相应的环件预制坯模具和环件模具；
第二步，对环件预制坯模具进行预热后，将毛坯和环件预制坯模具置于轴向闭式辗压成形设备上对环件预制坯进行成形，在环件预制坯成形过程中，毛坯的整体变形程度为毛坯高度方向上的50%-60%，当毛坯变形完成70%后，降低设备的进给量，至环件预制坯高度方向成形；
第三步，对环件模具进行预热，将环件预制坯和环件模具置于轴向闭式辗压成形设备上对环件成形，在环件成形过程中预制坯的整体变形程度为预制坯高度方向上的20%-40%，当预制坯变形完成65%后，降低设备的进给量，至环件高度方向成形；
第四步，对成形后的环件进行切边，热处理，机加工以获得最终环件。
优选地，在第一步中采用有限元软件对环件预制坯或环件成形过程进行有限元数值分析，确定对应环件预制坯或环件的高径比、形状，根据所得出的数据对环件预制坯模具或环件模具成形。
优选地，在第二步和第三步中对预热后的环件预制坯模具和环件模具的模腔分别喷涂雾化水基石墨。
优选地，在第二步预制坯高度方向成形后，预制坯模具的上模停止进给，增大预制坯模具下模的角速度，对预制坯上表面修平；第三步中环件高度方向成形后，环件模具的上模停止进给，增大环件模具下模的角速度，对环件上表面修平。
优选地，在第二步中环件预制坯成形过程中预制坯模具的下模角速度为0.2-0.4rad/s，预制坯高度方向成形后的角速度增大至0.4-0.8rad/s；在第三步中环件成形过程中环件模具的下模角速度为0.2-0.4rad/s，预制坯高度方向成形后的角速度增大至0.4-0.8rad/s。
优选地，在第二步中轴向闭式辗压成形设备采用设备输出为2.5-4.5mm/rad的进给量对环件预制坯进行加载，至变形完成80%后，轴向闭式辗压成形设备采用输出为1-1.7mm/rad的进给量对预制坯加载至高度方向成形。
优选地，第三步中轴向闭式辗压成形设备的设备输出为1.3-2.2mm/rad的每进给量对预制坯进行加载，至变形完成60%后，轴向闭式辗压成形设备的设备输出为0.6-0.9mm/rad的进给量对预制坯加载至成形高度方向成形。
或者优选地，在第二步对环件预制坯模具的预热温度为300度；第三步中对环件模具的预热温度为350度。
优选地，第三步中在环件成形开始前，环件模具下模先以0.3rad/s的角速度预先转动，然后再将环件预制坯，放入转动的环件模具的下模中对环件进行成形。
本发明对环件预制坯及环件成形过程中采用两种不同的进给量，以确保在环件预制坯和环件成形过程中避免出现金属成形不均匀，金属流线紊乱及金属组织差的现象出现，可有效提高工件的性能。
附图说明
图1为45号钢大型环件结构示意图。
具体实施方式
一种45号钢环件的局部连续加载成形方法，包括如下步骤：
第一步，环件预制坯模具及环件模具的制作，根据图1环件的外形对环件预制坯模具进行设计，选取环件上表面作为轮廓设计环件预制坯下模型腔，环件预制坯上模设置成圆锥状，锥角设置成6°，分模面选在环件预制坯上表面，环件预制坯上、下模合模后的间隙为0.5mm，环件预制坯中间连皮位置选择在距环件预制坯下端面1/2环件预制坯高度处，环件预制坯上模成形的中间连皮倾角为7°，环件预制坯下模成形的中间连皮倾角为5°，模具材料选择5CrNiMo，顶出孔的位置为环件预制坯下模具下端中心处，大小为φ300mm，环件预制坯下模的拔模斜度选择为1°，采用环件预制坯下端圆柱作为定位台。通过有限元软件Simulfact对轴向闭式辗压过程进行数值模拟分析，确定环件预制坯的尺寸为φ500×50mm，并制作环件预制坯模具，采用相同的方法制作环件模具，且环件上模锥角也为6度，环件模具拔模斜度选择为0.3°，环件中间连皮位置选择在距环件下端面1/3环件高度处；
第二步，将特定材料的棒材按锻件的规格、体积进行造型、设计，按等体积原则，将其下料成一次棒材，棒材的尺寸为φ200×350mm，再把棒材加热到1100℃，随炉升温，到温后保温100min。采用公称压力为800t的液压设备，配合相应尺寸的800-ACDR型号轴向闭式辗压设备进行环件预制坯的成形。采用天然气喷管对环件预制坯模具进行持续加热，至300℃，采用雾化石墨喷涂环件预制坯模具型腔；将加热后的棒材置于预制坯模具下模的型腔中，在加热后的环件预制坯模具的型腔中进行环件预制坯成形；环件预制坯模具的上模在接触环件预制坯之前，轴向速度调整为1mm/s，接触环件预制坯之后，采用设备输出为2.5mm/rad的进给量对环件预制坯进行加载，毛坯的整体变形程度为毛坯高度方向上的50-60%，当毛坯变形完成70%后，采用输出为1.7mm/rad的进给量对预制坯加载至高度方向成形，取出预制坯，空冷，成形后根据工艺要求及材料特性对其进行去毛刺，探伤，环件预制坯成形过程中预制坯模具的下模角速度为0.4rad/s，预制坯高度方向成形后的角速度增大至0.58rad/s，对预制坯上表面修平。
第三步，把探伤后的预制坯置于1150℃加热，保温50min，采用天然气喷管对环件模具进行持续加热，至350℃，采用雾化石墨喷涂环件模具型腔，环件模具的上模型腔中喷涂稍少，使得其具有足够的摩擦，环件预制坯带动环件模具的上模绕其中心进行转动；提前启动电机，使得环件模具的下模具有一定的自转角速度，在5s内，使得环件的下模角速度稳定在0.3rad/s，取出环件预制坯，将其置于转动过程中的环件模具的下模中，初始阶段，提高环件模具上模的轴向线速度为0.6mm/s，至环件模具的上模与环件预制坯上表面接触，随后，采用设备输出为2mm/rad的进给量对预制坯进行加载，使得环件预制坯开始阶段迅速变形，环件成形过程中预制坯的整体变形程度为预制坯高度方向上的20%-40%，当预制坯变形完成65%后，采用设备输出为0.8mm/rad的进给量对预制坯加载至成形高度方向成形，在环件模具的上模到达下死点后，停止进给，下模提高角速度0.75rad/s，对环件上表面修平，使得周向、径向的金属均匀快速流动，自转持续2-3s，停止转动，取出环件坯料，完成成形过程。
第四步，对成形后的环件坯料进行切边，热处理选择调制处理，机加中心孔，获得最终的环件。

Claims (9)

1.一种大型环件局部连续加载成形方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，根据环件的不同制作相应的环件预制坯模具和环件模具；
第二步，对环件预制坯模具进行预热后，将毛坯和环件预制坯模具置于轴向闭式辗压成形设备上对环件预制坯进行成形，在环件预制坯成形过程中，毛坯的整体变形程度为毛坯高度方向上的50%-60%，当毛坯变形完成70%后，降低设备的进给量，至环件预制坯高度方向成形；
第三步，对环件模具进行预热，将环件预制坯和环件模具置于轴向闭式辗压成形设备上对环件成形，在环件成形过程中预制坯的整体变形程度为预制坯高度方向上的20%-40%，当预制坯变形完成65%后，降低设备的进给量，至环件高度方向成形；
第四步，对成形后的环件进行切边，热处理，机加工以获得最终环件。
2.如权利要求1所述大型环件局部连续加载成形方法，其特征在于，在第一步中采用有限元软件对环件预制坯或环件成形过程进行有限元数值分析，确定对应环件预制坯或环件的高径比、形状，根据所得出的数据对环件预制坯模具或环件模具成形。
3.如权利要求2所述大型环件局部连续加载成形方法，其特征在于，在第二步和第三步中对预热后的环件预制坯模具和环件模具的模腔分别喷涂雾化水基石墨。
4.如权利要求3所述大型环件局部连续加载成形方法，其特征在于，在第二步预制坯高度方向成形后，预制坯模具的上模停止进给，增大预制坯模具下模的角速度，对预制坯上表面修平；第三步中环件高度方向成形后，环件模具的上模停止进给，增大环件模具下模的角速度，对环件上表面修平。
5.如权利要求4所述大型环件局部连续加载成形方法，其特征在于，在第二步中环件预制坯成形过程中预制坯模具的下模角速度为0.2-0.4rad/s，预制坯高度方向成形后的角速度增大至0.4-0.8rad/s；在第三步中环件成形过程中环件模具的下模角速度为0.2-0.4rad/s，预制坯高度方向成形后的角速度增大至0.4-0.8rad/s。
6.如权利要求5所述大型环件局部连续加载成形方法，其特征在于，在第二步中轴向闭式辗压成形设备采用设备输出的为2.5-4.5mm/rad的进给量对环件预制坯进行加载，至变形完成80%后，轴向闭式辗压成形设备采用输出为1-1.7mm/rad的进给量对预制坯加载至高度方向成形。
7.如权利要求6所述大型环件局部连续加载成形方法，其特征在于，第三步中轴向闭式辗压成形设备采用设备输出为1.3-2.2mm/rad的进给量对预制坯进行加载，至变形完成70%后，轴向闭式辗压成形设备采用设备输出为0.6-0.9mm/rad的进给量对预制坯加载至成形高度方向成形。
8.如权利要求6或7所述大型环件局部连续加载成形方法，其特征在于，在第二步对环件预制坯模具的预热温度为300度；第三步中对环件模具的预热温度为350度。
9.如权利要求8所述大型环件局部连续加载成形方法，其特征在于，第三步中在环件成形开始前，环件模具下模先以0.3rad/s的角速度预先转动，然后再将环件预制坯，放入转动的环件模具的下模中对环件进行成形。
CN201510721045.2A 2015-10-30 2015-10-30 大型环件局部连续加载成形方法 Active CN105328086B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510721045.2A CN105328086B (zh) 2015-10-30 2015-10-30 大型环件局部连续加载成形方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510721045.2A CN105328086B (zh) 2015-10-30 2015-10-30 大型环件局部连续加载成形方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105328086A true CN105328086A (zh) 2016-02-17
CN105328086B CN105328086B (zh) 2017-07-11

Family

ID=55278962

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510721045.2A Active CN105328086B (zh) 2015-10-30 2015-10-30 大型环件局部连续加载成形方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105328086B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106825378A (zh) * 2016-12-28 2017-06-13 常州和仕达机械装备制造有限公司 一种h型薄壁盘件低载荷连续局部增量成形装置及方法
CN111804877A (zh) * 2020-07-10 2020-10-23 马鞍山市广源法兰环件有限公司 一种大型环件局部连接加工成型工艺
CN113094845A (zh) * 2021-05-08 2021-07-09 四川德兰航宇科技发展有限责任公司 一种环形锻件连续马架扩孔的模拟仿真方法
CN114589463A (zh) * 2022-03-10 2022-06-07 西北工业大学 一种l型高温轴承套圈成型方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101298090A (zh) * 2008-04-23 2008-11-05 武汉理工大学 一种电机极靴精密冷锻成形的工艺
CN102513498A (zh) * 2011-12-27 2012-06-27 十堰园钧工贸有限公司 一种汽车被动螺旋锥齿轮精密锻造方法
CN102601587A (zh) * 2011-12-02 2012-07-25 河池学院 大型车辆铝合金轮辋的制造工艺

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101298090A (zh) * 2008-04-23 2008-11-05 武汉理工大学 一种电机极靴精密冷锻成形的工艺
CN102601587A (zh) * 2011-12-02 2012-07-25 河池学院 大型车辆铝合金轮辋的制造工艺
CN102513498A (zh) * 2011-12-27 2012-06-27 十堰园钧工贸有限公司 一种汽车被动螺旋锥齿轮精密锻造方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106825378A (zh) * 2016-12-28 2017-06-13 常州和仕达机械装备制造有限公司 一种h型薄壁盘件低载荷连续局部增量成形装置及方法
CN106825378B (zh) * 2016-12-28 2019-05-10 常州和仕达机械装备制造有限公司 一种h型薄壁盘件低载荷连续局部增量成形装置及方法
CN111804877A (zh) * 2020-07-10 2020-10-23 马鞍山市广源法兰环件有限公司 一种大型环件局部连接加工成型工艺
CN113094845A (zh) * 2021-05-08 2021-07-09 四川德兰航宇科技发展有限责任公司 一种环形锻件连续马架扩孔的模拟仿真方法
CN114589463A (zh) * 2022-03-10 2022-06-07 西北工业大学 一种l型高温轴承套圈成型方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105328086B (zh) 2017-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105344790B (zh) 铝合金薄壁球形封头整体成形方法
CN102189373B (zh) 一种整体锻造近终成形三联齿轮轴工艺及制备的齿轮轴
CN101450441A (zh) 一种斜三通的冷成形加工方法
CN105328086A (zh) 大型环件局部连续加载成形方法
CN102615223A (zh) 同时辗扩两个梯形截面法兰环锻件的方法
CN105328109B (zh) 大型盘轴一体件局部连续加载成形方法
CN102284669A (zh) 一种法兰轴精密成形工艺
CN104624906B (zh) 一种锻造模具及锻造方法
CN104139280B (zh) 车轮轮毂的制造工艺
CN106552852A (zh) 一种小锥度筒形件反向旋压加工方法
CN106825378B (zh) 一种h型薄壁盘件低载荷连续局部增量成形装置及方法
CN112589021A (zh) 一种in718合金双法兰高筒机匣环件的制造方法
CN106736292A (zh) 一种先进压水堆燃料元件管座机械加工方法
CN113458248A (zh) 一种带直筒锥形筒件缩口、扩口混合成形方法
CN103111482A (zh) 一种镁合金无缝管材的制备方法及其挤压模具
CN104493436B (zh) 一种有强制补料的两端内翻边钛合金筒形零件的制造方法
CN107671132A (zh) 一种车速变矩器盘毂的成形工艺
CN109079071A (zh) Gh4169合金大型盘轴锻件整体挤压成形方法
CN103286153A (zh) 一种超大口径管道挤压管嘴的制造方法
CN103521668B (zh) 一种高强复杂铝合金异形外六边座钣挤压成形方法
CN103599955B (zh) 一种针对合金状态为6061ft6的大型扁宽薄壁型材的模具结构
CN109622713A (zh) 难变形镍基高温合金复合曲母线构件室温旋压成形方法
CN105414417A (zh) 大型盘件局部连续加载成形方法
CN105414422A (zh) 一种齿轮轴向闭式辗压成型工艺
CN106862449B (zh) 全断面隧道掘进机滚刀刀圈的闭式模锻锻造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20201111

Address after: No.5, Yatu Aviation Industrial Park, No.2 Road, phase II Planning of Xi'an National Aviation high tech Industrial Base

Patentee after: Xi'an Shengdong Forging Co.,Ltd.

Address before: 710000 Shaanxi city of Xi'an province high tech Zone Tang Yan Road No. 35

Patentee before: XI'AN DONGYUN NEW METAL MATERIAL Co.,Ltd.

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20211208

Address after: 710000 No. 18, Dai Wang, Shan drum Road, Lintong District, Xi'an, Shaanxi.

Patentee after: Zhang Runqiang

Address before: 710000 No. 5, Yatu Aviation Industrial Park, No. 2 Road, phase II Planning of Xi'an National Aviation high tech industrial base, Shaanxi Province

Patentee before: Xi'an Shengdong Forging Co.,Ltd.

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20220817

Address after: No. 7 Management Committee of Lingbi Economic Development Zone, Lingcheng Town, Lingbi County, Suzhou City, Anhui Province 234228

Patentee after: Anhui Dongyun Intelligent Equipment Manufacturing Co.,Ltd.

Address before: 710000 No. 18, Dai Wang, Shan drum Road, Lintong District, Xi'an, Shaanxi.

Patentee before: Zhang Runqiang