CN113414330A - 一次性挤压完成支撑轴通孔的锻造工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一次性挤压完成支撑轴通孔的锻造工艺，包括以下步骤：S1下料；S2坯料中频加热；S3镦粗；S4挤压；本发明通过对空心轴套多工序热挤压成形的研究，设计制作多种锻压模具，在已新增的机械化、自动化、智能化的精密锻压生产线上，进行圆棒的下料、镦粗、反挤压、正挤压、热处理等工序，完成装载机支撑轴的优质、精密、高效、环保、低成本的工艺开发，填补无锻件的空白，实现支撑轴锻件智能化的批量生产；本发明所造的通孔用一道热反挤压和一道热正挤压即可完成，无需多道挤压，加工效率和加工质量均得到提升。

Description

一次性挤压完成支撑轴通孔的锻造工艺
技术领域
本发明涉及锻造领域，尤其涉及一次性挤压完成支撑轴通孔的锻造工艺。
背景技术
锻造是一种利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法，锻压（锻造与冲压）的两大组成部分之一。通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组织结构，同时由于保存了完整的金属流线，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。相关机械中负载高、工作条件严峻的重要零件，除形状较简单的可用轧制的板材、型材或焊接件外，多采用锻件。
装载机高强度支撑轴锻造的研发及智能化量产，此项目的研发对促进地区锻造工艺技术水平的提高，对传统产业的技术升级转型，提高锻造行业企业生产效率、淘汰高耗能高污染的落后锻造工艺，走节能、绿色、环保可持续发展之路，具有突破性的发展。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的装载机支撑轴锻造难以量产的缺点，而提出的一次性挤压完成支撑轴通孔的锻造工艺。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一次性挤压完成支撑轴通孔的锻造工艺，包括以下步骤：S1下料；选择锻造棒材，再采用高速圆盘锯进行下料，输出料头和棒料；S2坯料中频加热；采用加热速度快、生产效率高、氧化脱碳少、节省材料、锻模成本低的中频感应加热棒材；S3镦粗；去除棒材表面的氧化皮，并获得平整的端面及所需坯料直径和高度，为后续挤压做准备；S4挤压；对墩粗后棒材进行反挤压再进行正挤压，得到带挤压孔的支撑轴棒材。
优选的，在S1下料的过程中，选用的棒材为40Cr合金结构钢锻坯棒材。
优选的，在S2坯料中频加热的步骤中，坯料在感应器中得到加热，当加热好的坯料运行至出炉口时，控制出料机构快速动作，将坯料快速从炉膛内取出，同时利用测温仪进行测温，再利用三分选机构将高温料和欠温料分开，高温料和低温料出料到下料装置同一侧，选出其中合格的棒材进入S3的工序步骤。
优选的，在S4挤压的步骤中，反挤压过程和镦粗在一个工位上进行，坯料在冲头的作用下产生轴向变形，金属在规定的环状间隙中向上流动，坯料高度增加，形成要求深度的孔并留下连皮；在冲孔过程中一部分材料向下流入锥体凹模，下部形成带有一定锥度的与下一步成形工步相匹配的坯料。
优选的，在S4挤压的步骤中，在反挤压过程后，正挤冲头下移，冲掉上道工序中留下的连皮，正挤压冲头芯杆部分继续下移，在外围环形冲头的推动下，材料沿着芯杆部分外表面与环形凹模内表面所形成的环状空腔向下流动，形成所需的支撑轴。
优选的，在S2坯料中频加热的步骤中，棒材的中频加热过程严格控制加热温度，始锻温度为1200℃，终锻温度850℃。
优选的，支撑轴的轴径为D，52mm＜D≤56mm；支撑轴的挤压孔长为L，380mm＜L≤384mm。
本发明的有益效果为：本发明通过对空心轴套多工序热挤压成形的研究，设计制作多种锻压模具，在已新增的机械化、自动化、智能化的精密锻压生产线上，进行圆棒的下料、镦粗、反挤压、正挤压、热处理等工序，完成装载机支撑轴的优质、精密、高效、环保、低成本的工艺开发，填补无锻件的空白，实现支撑轴锻件智能化的批量生产；本发明所造的通孔用一道热反挤压和一道热正挤压即可完成，无需多道挤压，加工效率和加工质量均得到提升。
附图说明
图1为本发明反挤压得到的支撑轴结构示意图；
图2为本发明正挤压得到的支撑轴结构示意图；
图3为本发明的工艺流程示意图。
图中标号：1轴部，2冲孔。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1和图2，一次性挤压完成支撑轴通孔的锻造工艺，包括以下步骤：S1下料；选择锻造棒材，再采用高速圆盘锯进行下料，输出料头和棒料；S2坯料中频加热；采用加热速度快、生产效率高、氧化脱碳少、节省材料、锻模成本低的中频感应加热棒材；S3镦粗；去除棒材表面的氧化皮，并获得平整的端面及所需坯料直径和高度，为后续挤压做准备；S4挤压；对墩粗后棒材进行反挤压再进行正挤压，得到带挤压孔的支撑轴棒材。
高速圆盘锯配备了EHMC数控系统，兼具PLC、HMI和NC三者功能，操作和控制比PLC系统更加直观便捷，它可完成从上料到锯切的整个加工工艺过程。
在本实施例中，在S1下料的过程中，选用的棒材为40Cr合金结构钢锻坯棒材。
在本实施例中，在S2坯料中频加热的步骤中，坯料在感应器中得到加热，当加热好的坯料运行至出炉口时，控制出料机构快速动作，将坯料快速从炉膛内取出，同时利用测温仪进行测温，再利用三分选机构将高温料和欠温料分开，高温料和低温料出料到下料装置同一侧，选出其中合格的棒材进入S3的工序步骤。
在本实施例中，在S4挤压的步骤中，反挤压过程和镦粗在一个工位上进行，坯料在冲头的作用下产生轴向变形，金属在规定的环状间隙中向上流动，坯料高度增加，形成要求深度的孔并留下连皮；在冲孔过程中一部分材料向下流入锥体凹模，下部形成带有一定锥度的与下一步成形工步相匹配的坯料,有利于正挤顺利成形。
在本实施例中，在S4挤压的步骤中，在反挤压过程后，正挤冲头下移，冲掉上道工序中留下的连皮，正挤压冲头芯杆部分继续下移，在外围环形冲头的推动下，材料沿着芯杆部分外表面与环形凹模内表面所形成的环状空腔向下流动，形成所需的支撑轴。
镦挤成形时零件头部以镦粗方式成形，兼有反挤变形，由于芯杆的压入，在封闭的凹模模腔内，零件产生变形，内弧及内孔被挤出，坯料高度增加，在挤压结束时得到最终要求的外部阶梯状轮廓、内部空心通孔形状的挤压件。上述的这一镦粗后就进行挤孔工序，且仅通过一次热反挤压和一次热正挤压就完成装载机支撑轴通孔的锻造工艺，无需多道挤压，填补了这方面的空白。
在本实施例中，在S2坯料中频加热的步骤中，棒材的中频加热过程严格控制加热温度，始锻温度为1200℃，终锻温度850℃。
在本实施例中，支撑轴的轴径为D，52mm＜D≤56mm；支撑轴的挤压孔长为L，380mm＜L≤384mm。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一次性挤压完成支撑轴通孔的锻造工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1下料；选择锻造棒材，再采用高速圆盘锯进行下料，输出料头和棒料；
S2坯料中频加热；采用加热速度快、生产效率高、氧化脱碳少、节省材料、锻模成本低的中频感应加热棒材；
S3镦粗；去除棒材表面的氧化皮，并获得平整的端面及所需坯料直径和高度，为后续挤压做准备；
S4挤压；对墩粗后棒材进行反挤压再进行正挤压，得到带挤压孔的支撑轴棒材。
2.根据权利要求1所述的一次性挤压完成支撑轴通孔的锻造工艺，其特征在于，在S1下料的过程中，选用的棒材为40Cr合金结构钢锻坯棒材。
3.根据权利要求1所述的一次性挤压完成支撑轴通孔的锻造工艺，其特征在于，在S2坯料中频加热的步骤中，坯料在感应器中得到加热，当加热好的坯料运行至出炉口时，控制出料机构快速动作，将坯料快速从炉膛内取出，同时利用测温仪进行测温，再利用三分选机构将高温料和欠温料分开，高温料和低温料出料到下料装置同一侧，选出其中合格的棒材进入S3的工序步骤。
4.根据权利要求1所述的一次性挤压完成支撑轴通孔的锻造工艺，其特征在于，在S4挤压的步骤中，反挤压过程和镦粗在一个工位上进行，坯料在冲头的作用下产生轴向变形，金属在规定的环状间隙中向上流动，坯料高度增加，形成要求深度的孔并留下连皮；在冲孔过程中一部分材料向下流入锥体凹模，下部形成带有一定锥度的与下一步成形工步相匹配的坯料。
5.根据权利要求1所述的一次性挤压完成支撑轴通孔的锻造工艺，其特征在于，在S4挤压的步骤中，在反挤压过程后，正挤冲头下移，冲掉上道工序中留下的连皮，正挤压冲头芯杆部分继续下移，在外围环形冲头的推动下，材料沿着芯杆部分外表面与环形凹模内表面所形成的环状空腔向下流动，形成所需的支撑轴。
6.根据权利要求1所述的一次性挤压完成支撑轴通孔的锻造工艺，其特征在于，在S2坯料中频加热的步骤中，棒材的中频加热过程严格控制加热温度，始锻温度为1200℃，终锻温度850℃。
7.根据权利要求1所述的一次性挤压完成支撑轴通孔的锻造工艺，其特征在于，支撑轴的轴径为D，52mm＜D≤56mm；支撑轴的挤压孔长为L，380mm＜L≤384mm。
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