CN113941678A - 一种温锻、冷挤压的锻造工艺及其模具 - Google Patents

Abstract

本发明提供了本发明的提供了一种温锻、冷挤压的锻造工艺，该工艺包括常规的下料、抛丸、涂层、镦粗、温锻、退火、二次抛丸、锯料和机加工，其特征在于，还包括反挤、精挤和模具锻的加工，即该工艺需两次锻造和两次冷挤压；本发明在常规的温锻过程中再增加一次带模具的锻造，从而可以抵抗较大的应力，在成型阶段采用反挤和精挤的方式，并且始终将反挤工序与精挤同时或者在先进行，保证初锻件的结构强度和应力平衡，在模具的限制作用下，进行锻造使零部件的寿命更长，机械性能更好，并且这种方式有效的降低机加工的工时，减少对机加工设备的损坏，从损耗件的成本中得到有效的控制。

Description

一种温锻、冷挤压的锻造工艺及其模具

技术领域

本发明涉及金属件加工技术领域，尤其涉及一种温锻、冷挤压的锻造工艺及其模具。

背景技术

特种机械设备中，尤其是车辆类的设备中均需要使用内部带有通孔的锻造件，例如毂套，目前正对这一类的零件的加工方法还是采用先锻造，再通过机加工的方式钻孔，得到完全是机加工效果的内孔，我们知道，在环形件中起到支撑作用的是环形部分，采用机加工的方式将锻件的中心打通，使锻件的性能整体下降，尤其是在应对不同的应力时会产生受力不均以及应力的承受能力不够导致毂套容易损坏，传统的加工方式已经不能适用在现在的对机械零部件高性能高寿命的要求，因此，需要改变加工方式，使环形零部件在加工中增加密度，并且保持应力的抵抗作用，从而增加零件的性能和寿命是本发明需要解决的技术问题。

发明内容

本发明旨在提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种温锻、冷挤压的锻造工艺及其模具，以解决环形零部件机械性能不足的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

本发明的提供了一种温锻、冷挤压的锻造工艺，该工艺包括常规的下料、抛丸、涂层、镦粗、温锻、退火、二次抛丸、锯料和机加工，其特征在于，还包括反挤、精挤和模具锻的加工，即该工艺需两次锻造和两次冷挤压，具体加工过程如下：

反挤：反挤时坯料的温度控制在60-80℃，将坯料放置在外模具中进行冷挤压；

精挤：在外模具的基础上再安装内模具，内模具精挤形成中心孔，并且中心孔内圆上同样为花键结构；

退火：将初锻件放置在退火炉中升温至950℃，进行退火作业；

二次抛丸：退火完成后对初成形的加工件表面二次抛丸；

模具锻：将二次抛丸之后的加工件再次防止在外模具和内模具中，在锻造机的作用下进行带模具的锻造，锻造的压力设定为1MPa，锻造的次数在20-30次之间。

作为本发明进一步的方案，所述温锻采用较高温度的锻造，锻造的温度为600-650℃，温锻的压力设定在10MPa，锻造的次数为10次。

作为本发明进一步的方案，所述模具锻的温度为300-350℃。

作为本发明进一步的方案，反挤与精挤同时进行或者先进行反挤后进行精挤。

作为本发明进一步的方案，一种温锻、冷挤压的锻造模具，该模具由两个相互关联的内模具和外模具组成，所述内模具的尺寸小于外模具的尺寸，内模具与外模具分离设置，内模具的外圆周上阵列设置有多个凸缘，外模具的内圆周上设置有多个凹槽，凸缘和凹槽均作为毂套的固定机构，凸缘与凹槽的尺寸和角度与成型的毂套尺寸和角度相同。

作为本发明进一步的方案，所述外模具的圆大于毂套的外直径，凹槽的两个斜边的夹角为26度，凹槽的中心线到相邻的边中心线的角度为22.5度，两个响铃的边中心线的夹角为45度。

作为本发明进一步的方案，所述内模具的圆小于毂套的外直径，两个相邻凸缘的夹角为45度，凸缘与其相邻的凹口的中心线的夹角为22.5度。

本发明提供了一种温锻、冷挤压的锻造工艺及其模具，有益效果在于：本发明在常规的温锻过程中再增加一次带模具的锻造，使环形结构件在既定的尺寸结构下载锻造的作用下使内部的结构更加紧密，从而可以抵抗较大的应力，在成型阶段采用反挤和精挤的方式，并且始终将反挤工序与精挤同时或者在先进行，保证初锻件的结构强度和应力平衡，在模具的限制作用下，进行锻造使零部件的寿命更长，机械性能更好，并且这种方式有效的降低机加工的工时，减少对机加工设备的损坏，从损耗件的成本中得到有效的控制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的外模具结构示意图。

图2为本发明实施例提供的内模具结构示意图。

图3为本发明实施例提供的毂套轴向结构示意图。

图4为本发明实施例提供的毂套径向结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本发明实施例提供的一种温锻、冷挤压的锻造工艺，包括下料、抛丸、涂层、镦粗、反挤、退火、二次抛丸、精挤、模具锻、锯料和机加工，机加工包括车端面和钻孔，其中，下料、抛丸、涂层、镦粗、温锻、退火、二次抛丸、锯料和机加工为常规工艺，反挤、精挤和模具锻是经过特殊处理的加工方式，该工艺根据毂套的结构特点和性能的需求对成型前的加工采用两次温锻和两次冷挤压的加工方式，两次温锻分别是原材料的锻造和成型后的强度锻造，两次冷挤压分别挤压外花面和内花孔，具体加工过程如下:

下料:选择合适的棒材调整下料的长度，将长度和直径控制在预先设定的范围之内，并且以重量作为校验坯料大小的另一指标，精准的完成下料；

抛丸：在坯料的表面机型抛丸，使其表面具有一定的抗氧化性；

涂层：增加坯料的表面强度，进一步除去表面氧化皮，并且避免进一步的氧化；

镦粗：采用压力机将下料的棒材在设定的压力作用下将坯料的高度降低直径增大，从而使其可以进行锻造；

温锻：将坯料在锻造炉中加热至600-650℃，取出后在锻造机上进行锻造，锻造的压力控制在10MPa，锻造的次数为10次，此种情况下得到成型的初锻件，放置在室温冷却；

反挤：反挤时坯料的温度控制在60-80℃，将坯料放置在外模具中进行冷挤压，使坯料的圆周外部形成花键的结构；

精挤：在外模具的基础上再安装内模具，通过内模具的作用使初锻件的中心形成中心孔，并且中心孔内圆上同样为花键结构；

退火：将初锻件放置在退火炉中升温至950℃，进行退火作业，退火工序为后期的机加工做准备，提高初锻件的机加工性能；

二次抛丸：退火完成后对初成形的加工件表面二次抛丸，增加表面的强度；

模具锻：将二次抛丸之后的加工件再次防止在外模具和内模具中，在锻造机的作用下进行带模具的锻造，锻造的压力设定为1MPa，锻造的次数在20-30次之间，将初成形的加工件进行微小的尺寸变化，高度降低2-4mm，宽度增加1-3mm；

锯料和机加工：将多余的宽度部分通过锯料完成切割，再将加工件安装在机加工的设备中进行机械加工，在加工件的径向阵列钻孔，对加工件的内外表面进行精加工。

优选的，第一次的温锻采用较高温度的锻造，锻造的温度为600-650℃，模具锻是第二次锻造，此次锻造的目的是使工作部分具有较强的硬度和精确的应力收缩能力，因此将初成型的类环形或者框架形的结构放置在模具中进行二次锻造，该锻造的温度为300-350℃，该工艺的产品之一为毂套后者毂圈，图3和图4为成型之后的毂套结构和具体的尺寸。

优选的，温锻工序中预留加工件的宽度大于成品的5-8mm，使在模具锻中可以再次进行尺寸的变化，并且不会造成锻造机直接对模具施加压力，保护模具，增加其使用寿命。

为了使加工件的内外剪切力相近，反挤在精挤之前，也可以同时进行，精挤在前则导致加工件应力不均的情况。

一种温锻、冷挤压的锻造模具，如图1和2所示，该模具由两个相互关联的内模具和外模具组成，内模具的尺寸小于外模具的尺寸，内模具与外模具分离设置，内模具的外圆周上阵列设置有多个凸缘，外模具的内圆周上设置有多个凹槽，凸缘和凹槽均作为毂套的固定机构，凸缘与凹槽的尺寸和角度与成型的毂套尺寸和角度相同，通过两次锻造达到较高的精度，在进入机加工时减少加工余量，从而实现降低机加工的程序，增强毂套的工作强度。

优选的，外模具的圆大于毂套的外直径，凹槽的两个斜边的夹角为26度，凹槽的中心线到相邻的边中心线的角度为22.5度，两个响铃的边中心线的夹角为45度。

优选的，内模具的圆小于毂套的外直径，两个相邻凸缘的夹角为45度，凸缘与其相邻的凹口的中心线的夹角为22.5度，由此成型的毂套的外直径为110mm，最小直径为66.3mm，该毂套用于特种设备中，具有较强的结构强度。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (8)

1.一种温锻、冷挤压的锻造工艺，该工艺包括常规的下料、抛丸、涂层、镦粗、温锻、退火、二次抛丸、锯料和机加工，其特征在于，还包括反挤、精挤和模具锻的加工，即该工艺需两次锻造和两次冷挤压，具体加工过程如下：

反挤：反挤时坯料的温度控制在60-80℃，将坯料放置在外模具中进行冷挤压；

精挤：在外模具的基础上再安装内模具，内模具精挤形成中心孔，并且中心孔内圆上同样为花键结构；

退火：将初锻件放置在退火炉中升温至950℃，进行退火作业；

二次抛丸：退火完成后对初成形的加工件表面二次抛丸；

模具锻：将二次抛丸之后的加工件再次防止在外模具和内模具中，在锻造机的作用下进行带模具的锻造，锻造的压力设定为1MPa，锻造的次数在20-30次之间。

2.根据权利要求1所述的，其特征在于，所述温锻采用较高温度的锻造，锻造的温度为600-650℃，温锻的压力设定在10MPa，锻造的次数为10次。

3.根据权利要求1所述的，其特征在于，所述模具锻的温度为300-350℃。

4.根据权利要求1所述的，其特征在于，所述温锻工序中预留加工件的宽度大于成品的5-8mm。

5.根据权利要求1所述的，其特征在于，反挤与精挤同时进行或者先进行反挤后进行精挤。

6.一种温锻、冷挤压的锻造模具，其特征在于，该模具由两个相互关联的内模具和外模具组成，所述内模具的尺寸小于外模具的尺寸，内模具与外模具分离设置，内模具的外圆周上阵列设置有多个凸缘，外模具的内圆周上设置有多个凹槽，凸缘和凹槽均作为毂套的固定机构，凸缘与凹槽的尺寸和角度与成型的毂套尺寸和角度相同。

7.根据权利要求6所述的，其特征在于，所述外模具的圆大于毂套的外直径，凹槽的两个斜边的夹角为26度，凹槽的中心线到相邻的边中心线的角度为22.5度，两个响铃的边中心线的夹角为45度。

8.根据权利要求6所述的，其特征在于，所述内模具的圆小于毂套的外直径，两个相邻凸缘的夹角为45度，凸缘与其相邻的凹口的中心线的夹角为22.5度。

Images