CN112496136A - 一种大长径比薄壁筒形件的成形方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大长径比薄壁筒形件的成形方法，其加工流程为：下料→球化退火→旋前毛坯机加→旋压成形→调质处理→平端面精加工。其中旋压成形是：旋坯套在芯模上，将旋坯通过前端口部内壁的正旋定位台与芯模轴向卡位，采用旋轮从旋坯的前端向后进行正旋压制，使旋坯的前半段壁厚与产品壁厚相匹配，直至旋坯的后端向后延长至芯模的后端根部；然后采用旋轮从正旋压制的终点继续向后进行反旋压制，直至旋坯中部的壁厚和长度与筒形件产品中部的壁厚和长度相匹配。本发明的成形方法，通过对旋坯正旋、反旋两种成形方法结合，实现了对大长径比薄壁筒形件的成形加工。

Description

一种大长径比薄壁筒形件的成形方法

技术领域

本发明涉及一种大长径比薄壁筒形件的成形方法，属旋压成形技术领域。

背景技术

某产品的零件为钢制大长径比(外径范围为：400～750，长度范围为2500～5000)筒形件，如图1所示，该产品对该零件的力学性能有较高要求，需满足Rm≥1500MPa，A≥8％。传统工艺加工该类零件时通常采用反旋成形工艺，具体加工方法为：旋压毛坯采用管料热处理后直接旋压成形，成形薄壁圆柱部后，两端厚壁定心部采用焊接成形。这种工艺方法全部反旋成形大长径比圆柱薄壁部分，存在以下问题：1、全部采用反旋，起旋端处于自由状态，绕动较大，无法保证产品的尺寸精度；2、芯模设计尺寸长，重量大，安装调试精度难度高，进一步增大了设备安全的风险；3、需要大吨位、大功率强力旋压设备，设备投入成本大，周期长。

发明内容

本发明的目的是为了解决传统旋压工艺加工大长径比薄壁筒形件时，存在加工精度差、设备投入成本大等缺点，而提供一种大长径比薄壁筒形件的成形方法，

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的一种大长径比薄壁筒形件的成形方法，具体步骤如下：

1)根据产品的体积制作与产品内径相匹配的旋前毛坯；

2)对旋前毛坯进行并在球化退火，使其旋压工艺对材料的要求；

3)在旋前毛坯的前端口部内壁加工有正旋定位台，在旋前毛坯的后端口部内壁加工有反旋定位槽；

4)将旋坯套在芯模上，旋坯通过前端口部内壁的正旋定位台与芯模前端相对应的定位槽轴向卡位，使旋坯向后轴向限位；再通过设置在尾顶装置上的压圈向后紧顶旋坯的前端面，使旋坯与芯模夹紧；

5)采用旋轮从旋坯的前端向后进行正旋压制，使旋坯的前半段壁厚与产品壁厚相匹配，直至旋坯的后端向后延长至芯模的后端根部；

6)卸下紧顶旋坯前端面的压圈，然后采用旋轮从正旋压制的终点继续向后进行反旋压制，直至旋坯中部的壁厚和长度与筒形件产品中部的壁厚和长度相匹配；

7)对旋压后的产品进行调质处理，使其力学性能满足产品设计要求；

8)去掉旋压后产品两端的定位余量，并进行精加工，使其尺寸满足产品设计要求。

有益效果

本发明的成形方法，通过对旋坯正旋、反旋两种成形方法结合，实现了对大长径比薄壁筒形件的成形加工，在保证产品精度和质量的同时，提高了生产效率。本发明的成形方法可有效缩短芯模的长度，节省了制作费用。

附图说明

图1为筒形件产品半剖视图；

图2为本发明成形方法的旋前毛坯半剖视图；

图3为本发明成形方法中正旋压制过程图；

图4为本发明成形方法中反旋压制过程图；

图5为本发明成形方法中旋压成形后得到的半成品半剖视图；

图中，1-芯模；2-旋轮；3-旋坯；4-尾顶装置；5-压圈；31-反旋定位槽；32-正旋定位台。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的内容作进一步描述。

实施例

采用本发明的成形方法加工某筒形件产品，其加工流程为：

下料→球化退火→旋前毛坯机加→旋压成形→调质处理→平端面精加工；

具体加工步骤如下：

1)下料

根据产品的体积制作与产品内径相匹配的旋前毛坯，材料采用D6AE，并在旋前毛坯的前端口部内壁加工有正旋定位台，在旋前毛坯的后端口部内壁加工有反旋定位槽；

2)球化退火

对旋前毛坯进行球化退火处理，具体为：电阻炉升温至780℃旋前毛坯装炉，保温2.5小时，降温至635℃，保温2小时，再升温至780℃，保温2.5小时，最后再降温至635℃，保温2小时，随炉降温至600℃，打开炉盖，降温至500℃出炉。

3)旋前毛坯机加

由于旋压为等体积变形，综合考虑D6AE材料的最大减薄率选取为81.5％，确定旋前毛坯的壁厚和内径；并在旋前毛坯的前端口部内壁加工有正旋定位台32，在旋前毛坯的后端口部内壁加工有反旋定位槽31；旋前毛坯半剖视图如图2所示；

4)旋压成形

正旋：正旋过程如图3所示；将旋坯3套在芯模1上，旋坯3通过前端口部内壁的正旋定位台32与芯模1前端相对应的定位槽轴向卡位，使旋坯3向后轴向限位；再通过设置在尾顶装置4上的压圈5向后紧顶旋坯3的前端面，使旋坯3与芯模1夹紧；采用旋轮2从旋坯3的前端向后进行正旋压制，使旋坯的前半段壁厚与产品壁厚相匹配，直至旋坯的后端向后延长至芯模的后端根部；

反旋：反旋过程如图4所示；卸下紧顶旋坯3前端面的压圈5，然后采用旋轮2从正旋压制的终点继续向后进行反旋压制，直至旋坯2中部的壁厚和长度与筒形件产品中部的壁厚和长度相匹配；

旋压成形后得到半成品，如图5所示；

5)对旋压后的半成品进行调质处理，具体调质处理的步骤如下：

Ⅰ.淬火

淬火使用真空淬火炉，预热600℃，(1.0～1.5)h，升温至(880～900)℃，保温(1.5～2)h，气淬压力(4.0～6.0)bar，氮气冷却至70℃以下出炉；

Ⅱ.低温回火

采用保护气氛回火炉，升温至200℃，保温(2～2.5)h，出炉空冷；

Ⅲ.高温回火

采用保护气氛回火炉，升温至(500±20)℃，保温(3.5±0.5)h，出炉空冷；

6)平端面精加工

去掉旋压后的半成品两端的定位余量，并进行精加工，使其尺寸满足产品设计要求，如图1所示。

Claims (1)

1.一种大长径比薄壁筒形件的成形方法，其特是具体步骤如下：

1)根据产品的体积制作与产品内径相匹配的旋前毛坯；

2)对旋前毛坯进行并在球化退火，使其旋压工艺对材料的要求；

3)在旋前毛坯的前端口部内壁加工有正旋定位台，在旋前毛坯的后端口部内壁加工有反旋定位槽；

4)将旋坯套在芯模上，旋坯通过前端口部内壁的正旋定位台与芯模前端相对应的定位槽轴向卡位，使旋坯向后轴向限位；再通过设置在尾顶装置上的压圈向后紧顶旋坯的前端面，使旋坯与芯模夹紧；

5)采用旋轮从旋坯的前端向后进行正旋压制，使旋坯的前半段壁厚与产品壁厚相匹配，直至旋坯的后端向后延长至芯模的后端根部；

6)卸下紧顶旋坯前端面的压圈，然后采用旋轮从正旋压制的终点继续向后进行反旋压制，直至旋坯中部的壁厚和长度与筒形件产品中部的壁厚和长度相匹配；

7)对旋压后的产品进行调质处理，使其力学性能满足产品设计要求；

8)去掉旋压后产品两端的定位余量，并进行精加工，使其尺寸满足产品设计要求。

Images