CN105328109A - 大型盘轴一体件局部连续加载成形方法 - Google Patents

大型盘轴一体件局部连续加载成形方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105328109A
CN105328109A CN201510720877.2A CN201510720877A CN105328109A CN 105328109 A CN105328109 A CN 105328109A CN 201510720877 A CN201510720877 A CN 201510720877A CN 105328109 A CN105328109 A CN 105328109A
Authority
CN
China
Prior art keywords
dish
integral piece
axle integral
forming method
disc
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
CN201510720877.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105328109B (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 CN201510720877.2A priority Critical patent/CN105328109B/zh
Publication of CN105328109A publication Critical patent/CN105328109A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105328109B publication Critical patent/CN105328109B/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
    • B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K1/00—Making machine elements
    • B21K1/06—Making machine elements axles or shafts
    • B21K1/12—Making machine elements axles or shafts of specially-shaped cross-section

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Forging (AREA)

Abstract

本发明大型盘轴一体件局部连续加载成形方法涉及机械加工成形领域，具体涉及大型盘轴一体件局部连续加载成形方法，根据盘轴一体件盘端的不同制作相应的盘端模具；按等体积原则下料，并在自由锻设备上对坯料进行自由锻至径向变形程度至40-60%；将坯料置于轴向闭式辗压成形设备上的盘端模具中辗压成形，后降低设备的进给量，至盘端高度方向成形；对成形后的坯料进行处理获得最终的盘轴一体件。本发明对盘轴一体件的盘端成形过程中采用自由锻和轴向闭式辗压成形方法，提高生产效率，在轴向闭式辗压成形方法中采用两种不同的进给量，以确保在盘端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

大型盘轴一体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，具体涉及大型盘轴一体件局部连续加载成形方法。
背景技术
随着工业需求的不断挺高，其关键零件越来越多的采用整体结构设计。盘轴一体件多采用分次成型，其中其盘形端采用成形技术主要有自由锻、液压机模锻、锤上模锻和螺旋压力机模锻等，轴端一般采用自由锻造或挤压工艺进行成型。对于较小的盘轴一体件一般采用挤压方式进行成型。以上成形手段效率低、精度低，生产极其复杂，尤其不能达到大尺寸盘轴一体件的生产要求。并且其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。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，对于小尺寸盘轴一体件的轴向闭式辗压过程中的成形过程中，可直接辗压，一次成形，但对于大型盘周一体件辗压成形时，会造成大型盘件的金属填充不完整或者是金属填充时存在一定的缺陷。轴向闭式辗压过程中的，一般整个过程采取线性方式进给，但针对于大尺寸盘件，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，且载荷低的大型盘轴一体件局部连续加载成形方法。
本发明大型盘轴一体件局部连续加载成形方法，包括以下步骤：
第一步，根据盘轴一体件盘端的不同制作相应的盘端模具；
第二步，按等体积原则下料，并将坯料整体加热至锻造温度后，在自由锻设备上对坯料进行自由锻至径向变形程度至40-60%；
第三步，对坯料的盘端进行局部加热后，将坯料置于轴向闭式辗压成形设备上的盘端模具中辗压成形，至盘端高度方向整体变形程度的30-70%，当变形完成75%后，降低设备的进给量，至盘端高度方向成形；
第四步，对成形后的坯料进行切边，热处理，机加工，获得最终的盘轴一体件。
优选地，在第一步中采用有限元软件对盘轴一体件盘端成形过程进行有限元数值分析，确定对应盘轴一体件盘端的高径比、形状，根据所得出的数据对盘端模具型腔进行加工。
优选地，在第三步中对预热后的盘端模具的模腔喷涂雾化水基石墨。
优选地，在第三步中盘轴一体件盘端高度方向成形后，盘端模具的上模停止进给，增大盘端模具下模的角速度，对环件上表面修平。
优选地，在第三步中盘轴一体件的盘端成形过程中盘端模具的下模角速度为0.5-2rad/s，预制坯高度方向成形后的角速度增大至2-3rad/s。
优选地，在第三步中轴向闭式辗压成形设备采用设备输出为2-4mm/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0.25-2mm/rad的进给量对预制坯加载至成形高度方向成形。
优选地，第三步中对盘端模具的预热温度为350度。
优选地，第三步中在盘端成形开始前，盘端模具下模先以0.5rad/s的角速度预先转动，然后再将盘轴一体件，放入转动的盘端模具的下模中对盘轴一体件的盘端进行成形。
本发明对盘轴一体件的盘端成形过程中采用自由锻和轴向闭式辗压成形方法，提高生产效率，在轴向闭式辗压成形方法中采用两种不同的进给量，以确保在盘端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40Cr钢盘轴一体件结构示意图。
具体实施方式
一种40Cr钢大型盘轴一体件局部连续加载成形方法，所述的成形方法如下步骤：
第一步：根据图1盘轴一体件的外形对盘端模具的上、下模具进行设计，选取1/2盘端上表面作为轮廓，铅垂线6°作为自转轴对上模进行设计，分模面选在盘件上表面，模具材料选择5CrNiMo，顶出孔的位置为下模具下端中心处，大小为φ400mm，盘端模具下模的拔模斜度选择为0.5°，上、下模具合模后的间隙为0.3mm，采用盘轴一体件的轴端作为定位台，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，确定盘轴一体件毛坯的尺寸为φ150×2000mm，根据所得出的数据对盘端模具型腔进行加工。
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φ300×540mm，再把棒材加热到一定温度1170℃，随炉升温，到温后保温110min。将加热后的棒材置于自由锻设备上，控制径向变形程度为50%，使棒材通过自由锻拔长至150×2000mm。
第三步：把探伤后的坯料置于1150℃加热，保温60min，采用天然气喷管对盘端模具进行持续加热，至350℃，采用雾化石墨喷涂盘件模具型腔，盘端模具的上模型腔中喷涂稍少，使得其具有足够的摩擦，盘轴一体件的盘端上表面带动盘端模具的上模绕其中心进行转动；提前启动电机，使得盘端模具的下模具有一定的自转角速度，在5s内，使得盘轴一体件的下模角速度稳定在0.5rad/s，取出坯料，将其置于转动过程中的盘端模具的下模中，初始阶段，提高盘端模具上模的轴向线速度为1mm/s，至盘端模具的上模与盘轴一体件盘端的上表面接触，随后，采用设备输出为2mm/rad的进给量对坯料进行加载，使得盘轴一体件坯料开始阶段迅速变形，盘端成形过程中整体变形程度为坯料高度方向上的50%，当坯料变形完成75%后，采用设备输出为1mm/rad的进给量对坯料加载至高度方向成形，在盘端模具的上模到达下死点后，停止进给，盘端模具的下模提高角速度2rad/s，对盘轴一体件的盘端上表面修平，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，取出盘轴一体件坯料，完成成形过程。
第四步：对成形后的毛坯进行切边，热处理选择调制处理，获得最终的盘轴一体件，如图1所示。

Claims (8)

1.一种大型盘轴一体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，根据盘轴一体件盘端的不同制作相应的盘端模具；
第二步，按等体积原则下料，并将坯料整体加热至锻造温度后，在自由锻设备上对坯料进行自由锻至径向变形程度至40-60%；
第三步，对坯料的盘端进行局部加热后，将坯料置于轴向闭式辗压成形设备上的盘端模具中辗压成形，至盘端高度方向整体变形程度的30-70%，当变形完成75%后，降低设备的进给量，至盘端高度方向成形；
第四步，对成形后的坯料进行切边，热处理，机加工，获得最终的盘轴一体件。
2.如权利要求1所述大型盘轴一体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盘轴一体件盘端成形过程进行有限元数值分析，确定对应盘轴一体件盘端的高径比、形状，根据所得出的数据对盘端模具型腔进行加工。
3.如权利要求2所述大型盘轴一体件局部连续加载成形方法，其特征在于，在第三步中对预热后的盘端模具的模腔喷涂雾化水基石墨。
4.如权利要求3所述大型盘轴一体件局部连续加载成形方法，其特征在于，在第三步中盘轴一体件盘端高度方向成形后，盘端模具的上模停止进给，增大盘端模具下模的角速度，对环件上表面修平。
5.如权利要求4所述大型盘轴一体件局部连续加载成形方法，其特征在于，在第三步中盘轴一体件的盘端成形过程中盘端模具的下模角速度为0.5-2rad/s，预制坯高度方向成形后的角速度增大至2-3rad/s。
6.如权利要求5所述大型盘轴一体件局部连续加载成形方法，其特征在于，在第三步中轴向闭式辗压成形设备采用设备输出为2-4mm/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0.25-2mm/rad的进给量对预制坯加载至成形高度方向成形。
7.如权利要求6所述大型盘轴一体件局部连续加载成形方法，其特征在于，第三步中对盘端模具的预热温度为350度。
8.如权利要求7所述大型盘轴一体件局部连续加载成形方法，其特征在于，第三步中在盘端成形开始前，盘端模具下模先以0.5rad/s的角速度预先转动，然后再将盘轴一体件，放入转动的盘端模具的下模中对盘轴一体件的盘端进行成形。
CN201510720877.2A 2015-10-30 2015-10-30 大型盘轴一体件局部连续加载成形方法 Active CN105328109B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510720877.2A CN105328109B (zh) 2015-10-30 2015-10-30 大型盘轴一体件局部连续加载成形方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510720877.2A CN105328109B (zh) 2015-10-30 2015-10-30 大型盘轴一体件局部连续加载成形方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105328109A true CN105328109A (zh) 2016-02-17
CN105328109B CN105328109B (zh) 2018-06-26

Family

ID=55278985

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510720877.2A Active CN105328109B (zh) 2015-10-30 2015-10-30 大型盘轴一体件局部连续加载成形方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105328109B (zh)

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
CN109079071A (zh) * 2017-09-29 2018-12-25 贵州安大航空锻造有限责任公司 Gh4169合金大型盘轴锻件整体挤压成形方法
CN109079070A (zh) * 2017-09-29 2018-12-25 贵州安大航空锻造有限责任公司 Tc17合金大型盘轴锻件整体挤压成形方法
CN109822026A (zh) * 2019-01-02 2019-05-31 中国原子能科学研究院 一种异形坯料的制造方法及所用模具
CN112719173A (zh) * 2020-12-18 2021-04-30 陕西宏远航空锻造有限责任公司 一种15-5ph盘轴一体化锻件锻造方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1709640A (zh) * 2005-07-22 2005-12-21 武汉理工大学 沟球截面环件冷辗扩成形方法
CN101716645A (zh) * 2009-12-22 2010-06-02 哈尔滨工业大学 复杂盘饼类锻件等温精密成形的锻造流线控制方法
CN101862807A (zh) * 2010-06-11 2010-10-20 西安交通大学 一种大型盘类件的旋转锻造方法及锻造装置
CN102764839A (zh) * 2012-08-06 2012-11-07 河北中泊防爆工具集团有限公司 一种钛合金锻造工艺
CN103071747A (zh) * 2013-01-18 2013-05-01 洛阳秦汉冷锻有限公司 一种扇形锻件及其精锻工艺
CN103302226A (zh) * 2012-03-16 2013-09-18 上海瑞尔实业有限公司 一种汽车底盘悬架系统前上臂零件的精密锻造工艺
CN104439033A (zh) * 2014-12-11 2015-03-25 西安东耘新金属材料有限公司 轴向闭式辗压成形方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1709640A (zh) * 2005-07-22 2005-12-21 武汉理工大学 沟球截面环件冷辗扩成形方法
CN101716645A (zh) * 2009-12-22 2010-06-02 哈尔滨工业大学 复杂盘饼类锻件等温精密成形的锻造流线控制方法
CN101862807A (zh) * 2010-06-11 2010-10-20 西安交通大学 一种大型盘类件的旋转锻造方法及锻造装置
CN103302226A (zh) * 2012-03-16 2013-09-18 上海瑞尔实业有限公司 一种汽车底盘悬架系统前上臂零件的精密锻造工艺
CN102764839A (zh) * 2012-08-06 2012-11-07 河北中泊防爆工具集团有限公司 一种钛合金锻造工艺
CN103071747A (zh) * 2013-01-18 2013-05-01 洛阳秦汉冷锻有限公司 一种扇形锻件及其精锻工艺
CN104439033A (zh) * 2014-12-11 2015-03-25 西安东耘新金属材料有限公司 轴向闭式辗压成形方法

Cited By (8)

* 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
CN109079071A (zh) * 2017-09-29 2018-12-25 贵州安大航空锻造有限责任公司 Gh4169合金大型盘轴锻件整体挤压成形方法
CN109079070A (zh) * 2017-09-29 2018-12-25 贵州安大航空锻造有限责任公司 Tc17合金大型盘轴锻件整体挤压成形方法
CN109822026A (zh) * 2019-01-02 2019-05-31 中国原子能科学研究院 一种异形坯料的制造方法及所用模具
CN109822026B (zh) * 2019-01-02 2020-08-28 中国原子能科学研究院 一种异形坯料的制造方法及所用模具
CN112719173A (zh) * 2020-12-18 2021-04-30 陕西宏远航空锻造有限责任公司 一种15-5ph盘轴一体化锻件锻造方法
CN112719173B (zh) * 2020-12-18 2023-03-14 陕西宏远航空锻造有限责任公司 一种15-5ph盘轴一体化锻件锻造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105328109B (zh) 2018-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105328109A (zh) 大型盘轴一体件局部连续加载成形方法
CN109351909B (zh) 一种重型载重汽车轮毂锻造工艺
CN100486754C (zh) 大中型空心盘形锻件的轧制成形方法
CN104117547B (zh) 一种温挤压齿轮棒连续挤压模及其加工方法
CN105170850A (zh) 一种离心铸造双金属复合环件热辗扩成形工艺
CN104907474A (zh) 一种铝合金车轮锻造成形工艺
CN102873511A (zh) 一种拥有三个台阶的复杂截面环件径向轧制成形方法
CN105050749B (zh) 环轧用材料的制造方法
CN104259762A (zh) 一种f22合金非等截面法兰环件锻造成形方法
CN104139279B (zh) 内梯形槽环形件的制造工艺
CN104139280B (zh) 车轮轮毂的制造工艺
CN104148428B (zh) 一种轴对称拉杆接头零件的冷挤压成形方法
CN102284669A (zh) 一种法兰轴精密成形工艺
CN103264137A (zh) 法兰式球阀阀体锻造技术
CN102527895B (zh) 矩形截面大圆环的锻造工艺及模具
CN103934397B (zh) 基于耐热合金的发动机涡轮盘制造工艺及装置
CN106734481A (zh) 一种小锥度筒形件复合旋压加工方法
CN103173597A (zh) 提高大型h13钢热挤压模具使用性能的方法
CN100546759C (zh) 大中型实心盘形锻件的轧制成形方法
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
CN105328086A (zh) 大型环件局部连续加载成形方法
CN109079071A (zh) Gh4169合金大型盘轴锻件整体挤压成形方法
CN107876675A (zh) 一种带法兰球阀制造方法
CN107414001A (zh) 特大型钛合金桨毂锻件分步锻造成形方法
CN107876672A (zh) 一种法兰球阀端盖碾环成形方法

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: 20201113

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: 20220816

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