CN108311620B - 薄壁深窄槽零件冷摆辗精密成形方法 - Google Patents
薄壁深窄槽零件冷摆辗精密成形方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108311620B CN108311620B CN201810015904.XA CN201810015904A CN108311620B CN 108311620 B CN108311620 B CN 108311620B CN 201810015904 A CN201810015904 A CN 201810015904A CN 108311620 B CN108311620 B CN 108311620B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cold
- head
- narrow groove
- deep
- rolling
- 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.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
- B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
- B21J5/008—Incremental forging
-
- 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
- B21K21/00—Making hollow articles not covered by a single preceding sub-group
- B21K21/04—Shaping thin-walled hollow articles, e.g. cartridges
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Forging (AREA)
Abstract
本发明涉及一种薄壁深窄槽零件冷摆辗精密成形方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、制作预制坯;S2、将预制坯放置于冷摆辗凹模上,预制坯上方放置冷摆辗摆头;冷摆辗摆头是回转锥体,冷摆辗摆头的锥顶点位于锻件轴线与上表面的交点处,其母线与零件深窄槽母线匹配;冷摆辗凹模与零件深窄槽背面相匹配,冷摆辗凹模型腔中部开设分流槽,冷摆辗摆头内部设置摆头顶料杆,冷摆辗凹模内设置凹模顶料杆,凹模顶料杆设计在分流槽底部;S3、摆头经多道次连续局部成形零件的深窄槽,零件深窄槽背面由冷摆辗凹模成形。本发明有效消除了充填不满和折叠缺陷,同时有效改善了模具受力状态,提高了模具寿命,从而保证了薄壁深窄槽零件能够顺利冷摆辗精密成形。
Description
技术领域
本发明涉及薄壁深窄槽零件加工制造技术领域,更具体地说,涉及一种薄壁深窄槽零件冷摆辗精密成形方法。
背景技术
随着高端装备的快速发展,对高性能复杂零件的需求巨大。薄壁深窄槽零件是高端装备的关键零件,其制造精度和性能对高端装备的服役性能和使用寿命具有重要影响。由于壁薄、槽深且窄,传统整体锻造成形技术难以成形薄壁深窄槽零件。目前,薄壁深窄槽零件主要采用切削加工进行生产。切削加工周期长、生产效率低、材料利用率低、生产成本高。而且切削加工切断金属流线,无法细化晶粒组织,因此难以高效、优质、低成本制造薄壁深窄槽零件。
冷摆辗属于增量塑性成形新工艺,具有成形精度高、组织性能和力学性能好、生产效率高、材料利用率高、生产成本低等技术优势。更重要的是,冷摆辗特别适合成形复杂薄壁零件。然而,由于薄壁深窄槽零件几何形状复杂,其冷摆辗成形过程中易出现充填不满、折叠等缺陷。同时,由于零件深窄槽对应的模具是一个细长凸台,其对受力状态十分敏感,易出现断裂缺陷。目前,还没有关于薄壁深窄槽零件冷摆辗精密成形方法的报道。本发明专利提出了一种薄壁深窄槽零件冷摆辗精密成形方法,有效解决了此类零件冷摆辗精密成形技术难题。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于,提供一种薄壁深窄槽零件冷摆辗精密成形方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种薄壁深窄槽零件冷摆辗精密成形方法,包括以下步骤:
S1、制作预制坯;
S2、将预制坯放置于冷摆辗凹模上,预制坯上方放置冷摆辗摆头;所述冷摆辗摆头是回转锥体,冷摆辗摆头的锥顶点位于锻件轴线与上表面的交点处,其母线与零件深窄槽母线匹配;冷摆辗凹模与零件深窄槽背面相匹配,冷摆辗凹模型腔中部开设分流槽,所述冷摆辗摆头内部设置摆头顶料杆,所述冷摆辗凹模内设置凹模顶料杆,凹模顶料杆设计在分流槽底部;
S3、摆头经多道次连续局部成形零件的深窄槽,零件深窄槽背面由冷摆辗凹模成形。
上述方案中,所述预制坯底部形状与零件底部形状一致。
上述方案中,所述冷摆辗摆头锥角为0.2°~0.5°。
上述方案中,所述摆头顶料杆轴线与冷摆辗机轴线重合,摆头顶料杆下表面与摆头型腔顶部重合。
上述方案中,在所述步骤S3中,冷摆辗摆头轴线上任一点的运动轨迹为:
其中c为冷摆辗机偏心套偏心距;ω为冷摆辗机偏心套角速度;L为冷摆辗摆头轴线上任意一点到摆头锥顶点的距离;γ为摆头锥角;t为时间。
实施本发明的薄壁深窄槽零件冷摆辗精密成形方法,具有以下有益效果:
(1)本发明有效消除了充填不满和折叠缺陷,同时有效改善了模具受力状态,提高了模具寿命,从而保证了薄壁深窄槽零件能够顺利冷摆辗精密成形。
(2)通过冷摆辗精密成形薄壁深窄槽零件,成形精度高、组织性能和力学性能好、生产效率高、材料利用率高、生产成本低。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明,附图中:
图1是薄壁深窄槽零件三维模型示意图;
图2是薄壁深窄槽零件轴截面示意图;
图3是薄壁深窄槽零件锻件示意图;
图4是薄壁深窄槽零件冷摆辗精密成形示意图;
图5是冷摆辗摆头三维模型示意图;
图6是冷摆辗凹模三维模型示意图;
图7是预制坯轴截面示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
如图1所示,如图1和图2,采用本发明方法加工的深窄槽零件成品高25.3mm,直径44mm,深窄槽宽4.6mm,深度为17mm。
如图1所示,该薄壁深窄槽零件几何形状复杂,故采用热锻制坯-冷摆辗终锻复合成形工艺,具体工艺流程为:棒材下料-热锻制坯-球化退火软化-冷摆辗终锻。冷摆辗终锻后得到锻件,然后进行去飞边等常规的机加工处理即可。
由于零件深窄槽后续机械加工困难,深窄槽表面不加机加工余量,其余表面增加0.3mm的机加工余量。为了减少成形力且便于脱模,水平径向飞边设计在零件的轴向中部区域,飞边厚度为2mm。冷摆辗终锻后得到的锻件图如图3所示。
为保证零件深窄槽顺利成形,零件深窄槽由高度动态摆头经多道次连续局部成形,零件深窄槽背面由凹模顶料杆5成形。冷摆辗精密成形示意图如图4所示。
冷摆辗摆头1是一个回转锥体,其锥顶点位于锻件轴线与上表面的交点处,其母线与零件深窄槽母线匹配。为避免摆头与零件深窄槽干涉进而保证成形精度,冷摆辗摆头1锥角设计为0.5°。摆头三维模型如图5所示。
冷摆辗摆头1轴线上任一点的运动轨迹为
其中c=10.5mm,为冷摆辗机偏心套偏心距;ω=240r/min,为冷摆辗机偏心套角速度;L为冷摆辗摆头1轴线上任意一点到摆头锥顶点的距离;γ=0.2°,为摆头锥角;t为时间。
冷摆辗凹模顶料杆5与零件深窄槽背面相匹配。同时,在冷摆辗凹模顶料杆5型腔中部开设分流槽6,让多余金属直接流向分流槽6,避免金属由内向外流向飞边,缩短金属流动路径,降低模具应力,提高模具寿命。凹模顶料杆5模型如图6所示。
由于零件深窄槽最难成形,所以预制坯3底部与终锻件底部一致,以便冷摆辗终锻成形中只成形零件深窄槽。预制坯3上部设计应保证冷摆辗成形过程中金属同时向深窄槽两侧流动,进而消除充填不满和折叠缺陷。同时,控制向深窄槽两侧流动的金属量,保证对应的摆头1细长凸台水平受力平衡,进而避免断裂缺陷,提高摆头寿命。预制坯3轴截面如图7所示。
冷摆辗摆头1和凹模顶料杆5都设置顶料杆,确保深窄槽零件顺利顶出。摆头顶料杆4轴线与冷摆辗机轴线重合,摆头顶料杆4下表面与摆头型腔顶部重合。凹模顶料杆5顶料杆设计在分流槽6底部,冷摆辗终锻成形后凹模顶料杆5顶料杆直接作用流入分流槽6的金属,将锻件顶出。顶料杆如图4所示。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述,但是本发明并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本发明的启示下,在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多形式,这些均属于本发明的保护之内。
Claims (3)
1.一种薄壁深窄槽零件冷摆辗精密成形方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、制作预制坯;所述预制坯底部形状与零件底部形状一致,以便冷摆辗终锻成形中只成形零件深窄槽,所述预制坯上部预制浅槽与冷摆辗摆头锥顶点相接触,且预制坯上部浅槽内侧的高度矮于浅槽外侧的高度;
S2、将预制坯放置于冷摆辗凹模上,预制坯上方放置冷摆辗摆头;所述冷摆辗摆头是回转锥体,冷摆辗摆头的锥顶点位于锻件轴线与上表面的交点处,其母线与零件深窄槽母线匹配;冷摆辗凹模与零件深窄槽背面相匹配,冷摆辗凹模型腔中部开设分流槽,所述冷摆辗摆头内部设置摆头顶料杆,所述冷摆辗凹模内设置凹模顶料杆,凹模顶料杆设计在分流槽底部;
S3、摆头经多道次连续局部成形零件的深窄槽,零件深窄槽背面由冷摆辗凹模成形;在所述步骤S3中,冷摆辗摆头轴线上任一点的运动轨迹为:
其中c为冷摆辗机偏心套偏心距;ω为冷摆辗机偏心套角速度;L为冷摆辗摆头轴线上任意一点到摆头锥顶点的距离;γ为摆头锥角;t为时间。
2.根据权利要求1所述的薄壁深窄槽零件冷摆辗精密成形方法,其特征在于,所述冷摆辗摆头锥角为0.2°~0.5°。
3.根据权利要求1所述的薄壁深窄槽零件冷摆辗精密成形方法,其特征在于,所述摆头顶料杆轴线与冷摆辗机轴线重合,摆头顶料杆下表面与摆头型腔顶部重合。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810015904.XA CN108311620B (zh) | 2018-01-08 | 2018-01-08 | 薄壁深窄槽零件冷摆辗精密成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810015904.XA CN108311620B (zh) | 2018-01-08 | 2018-01-08 | 薄壁深窄槽零件冷摆辗精密成形方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN108311620A CN108311620A (zh) | 2018-07-24 |
CN108311620B true CN108311620B (zh) | 2020-05-05 |
Family
ID=62893919
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201810015904.XA Active CN108311620B (zh) | 2018-01-08 | 2018-01-08 | 薄壁深窄槽零件冷摆辗精密成形方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN108311620B (zh) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110479928B (zh) * | 2019-08-02 | 2021-10-22 | 武汉理工大学 | 大型复杂薄壁异型环形构件分体式空间包络成形方法 |
CN111375716B (zh) * | 2019-11-26 | 2021-04-20 | 武汉理工大学 | 一种薄壁高筋飞机窗框构件空间包络成形方法 |
CN110918844B (zh) * | 2019-11-26 | 2020-12-08 | 武汉理工大学 | 一种薄壁多环高筋构件空间包络成形方法 |
CN110918849B (zh) * | 2019-11-26 | 2020-12-22 | 武汉理工大学 | 一种提高薄壁高筋构件空间包络成形高筋成形极限的方法 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6289543A (ja) * | 1985-10-15 | 1987-04-24 | Kobe Steel Ltd | 残留応力除去のための冷間圧縮方法 |
CN203018671U (zh) * | 2013-01-31 | 2013-06-26 | 宁波市四通达模具制造有限公司 | 汽车离合器盘毂冷摆辗成形模具 |
CN103736825A (zh) * | 2013-12-26 | 2014-04-23 | 柳州正菱集团有限公司 | 一种带法兰盘的半轴冲孔摆辗模具 |
CN104162614A (zh) * | 2014-07-07 | 2014-11-26 | 河南科技大学 | 一种开关触指零件成形方法及其配套成形模具 |
CN105268894A (zh) * | 2015-11-11 | 2016-01-27 | 重庆荆江汽车半轴有限公司 | 汽车半轴摆碾成型模具 |
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 |
CN206356514U (zh) * | 2017-01-05 | 2017-07-28 | 南京工程学院 | 一种高速列车制动盘盘毂摆辗成形模具 |
-
2018
- 2018-01-08 CN CN201810015904.XA patent/CN108311620B/zh active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6289543A (ja) * | 1985-10-15 | 1987-04-24 | Kobe Steel Ltd | 残留応力除去のための冷間圧縮方法 |
CN203018671U (zh) * | 2013-01-31 | 2013-06-26 | 宁波市四通达模具制造有限公司 | 汽车离合器盘毂冷摆辗成形模具 |
CN103736825A (zh) * | 2013-12-26 | 2014-04-23 | 柳州正菱集团有限公司 | 一种带法兰盘的半轴冲孔摆辗模具 |
CN104162614A (zh) * | 2014-07-07 | 2014-11-26 | 河南科技大学 | 一种开关触指零件成形方法及其配套成形模具 |
CN105268894A (zh) * | 2015-11-11 | 2016-01-27 | 重庆荆江汽车半轴有限公司 | 汽车半轴摆碾成型模具 |
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 |
CN206356514U (zh) * | 2017-01-05 | 2017-07-28 | 南京工程学院 | 一种高速列车制动盘盘毂摆辗成形模具 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
冷摆辗机摆头运动轨迹与成形力的理论分析及试验研究;冯文成;《中国博士学位论文全文数据库,工程科技Ⅰ辑》;20160515;第14-16页 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN108311620A (zh) | 2018-07-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108311620B (zh) | 薄壁深窄槽零件冷摆辗精密成形方法 | |
CN110918844B (zh) | 一种薄壁多环高筋构件空间包络成形方法 | |
CN201511052U (zh) | 一种小直径深孔锻件的挤孔模具 | |
CN103341577B (zh) | 轮毂轴承外圈的不对称形状冷辗扩成型工艺及闭式冷辗成型模具 | |
CN201089000Y (zh) | 钢球冷镦模具 | |
CN102489978A (zh) | 大模数高厚度直齿圆柱齿轮热冷复合精锻成形方法 | |
CN108526238B (zh) | 一种非对称带凸耳铝合金法兰盘热挤压近净成形方法 | |
CN103264137A (zh) | 法兰式球阀阀体锻造技术 | |
CN109127982B (zh) | 同一口径不同压力三通阀体通用模具及成形方法 | |
CN103480681A (zh) | 一种大舌比半空心型材的模具结构及其制造方法 | |
CN111375666B (zh) | 复杂带筋曲面构件径轴向包络辗压成形方法 | |
CN103419002A (zh) | 大模数高凸台伞齿轮的温冷精密成形方法 | |
CN203061790U (zh) | 全封闭锥齿轴冷镦模具结构 | |
CN104625624A (zh) | 一种双轮缘行走轮的制造方法及其制造设备 | |
CN108491588B (zh) | 推力滚子轴承套圈冷空间包络成形方法 | |
CN102500633A (zh) | 一种带齿轮的杯形件成形方法 | |
CN108927417B (zh) | 异形深腔复杂结构支架热挤压成形模具及成形方法 | |
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 | |
CN103042151A (zh) | 一种全封闭锥齿轴冷镦模具结构 | |
CN108568459A (zh) | 一种螺旋锥齿轮的冷挤压方法 | |
CN106862449B (zh) | 全断面隧道掘进机滚刀刀圈的闭式模锻锻造方法 | |
WO2023115752A1 (zh) | 大型l形中空薄壁管道的模锻成形模具及模锻成形方法 | |
CN105033142A (zh) | 一种高颈法兰的压制模具及压制工艺 | |
CN108311635B (zh) | 一模多件齿条冷摆动辗压成形方法 | |
CN103753157A (zh) | 一种用于齿轮坯成型的工艺方法及用于齿轮坯成型的轧机 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |