CN118926455B - 小直径环形件轧制成型工艺及小直径环形件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种小直径环形件轧制成型工艺，包括步骤：S1、坯料加热；S2、预成型；S3、终冲；S4、轧制成型；其中，所述步骤S2中，采用的成型模具包括上成型模、成型环和用于预冲孔的上芯棒，上芯棒与成型环为同轴设置，上芯棒插入成型环的中心孔中。本发明的小直径环形件轧制成型工艺，使用了专用的上成型模、成型环和上芯棒等预成型模具，可以提高小直径环形件轧制成型质量。本发明还提供了一种小直径环形件，采用所述的小直径环形件轧制成型工艺制成。

Description

小直径环形件轧制成型工艺及小直径环形件

技术领域

本发明属于环形件轧制成型技术领域，具体涉及一种小直径环形件轧制成型工艺及小直径环形件。

背景技术

环形件产品规格多、用途广，广泛用于化工、建筑、给水、排水、石油、轻重工业、冷冻、卫生、水暖、消防、电力、航天、造船等基础工程，市场需求量巨大。

环形件轧制常规流程为：镦粗→压痕→平整→冲孔→轧制。小直径环形件(外径≤600mm)具有扩径量小、变形程度低的特点，采用常规预成型流程制坯的坯型不满足其变形量要求，轧制结束后会出现内、外交角未充满的情况，不满足其外观尺寸要求，稳定性差，合格率低。

申请号为201410684264.3的中国专利公开了一种用于动车高速齿轮环件毛坯锻造的组合模具，包括上模、下模、对中芯轴、罩模，上模上设有第一通孔，上模的下端面上设有与第一通孔同轴的上成形凹槽；下模上设有第二通孔，下模的上端面上设有与第二通孔同轴的下成形凹槽，在下成形凹槽中还设有能用于定位对中芯轴的定位凹槽，定位凹槽与第二通孔同轴；对中芯轴从上至下依次由第一圆台段、第二圆柱段、第三倒圆台段同轴设置成一个整体；罩模为环形件，罩模的内轮廓从上至下依次由第一圆台面、第二圆台面同轴设置构成。

希望提供一种改进的小直径环形件轧制成型工艺，特别是关于改善小直径环形件轧制成型质量。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种小直径环形件轧制成型工艺，目的是提高小直径环形件轧制成型质量。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：小直径环形件轧制成型工艺，包括步骤：

S1、坯料加热；

S2、预成型；

S3、终冲；

S4、轧制成型；

其中，所述步骤S2中，采用的成型模具包括上成型模、成型环和用于预冲孔的上芯棒，上芯棒与成型环为同轴设置，上芯棒插入成型环的中心孔中。

所述成型环位于所述上成型模的下方，上成型模上设置第一成型面，成型环上设置第二成型面，第二成型面为圆锥面，第一成型面为与第二成型面的轴线相垂直的平面。

所述成型模具还包括上活套，上活套位于所述上芯棒和所述上成型模之间。

所述上芯棒包括相连接的连接部和冲孔部，冲孔部位于连接部的下方，冲孔部与所述成型环为同轴设置且冲孔部插入成型环的中心孔中。

所述冲孔部为圆锥形结构。

所述步骤S2包括：

S201、将完成加热的坯料放在压力机的第一工作台上；

S202、压力机将坯料压下，形成压痕坯型；

S203、坯料脱模后，将坯料移动至压力机的第二工作台上。

所述步骤S3中，在所述压力机的第二工作台上，对所述坯料进行冲孔，形成贯穿坯料的中心孔。

所述步骤S4中，完成制坯流程的坯料由机械手送入轧机，芯轴带动坯料向轧机的主辊运动，在主辊旋转运动、芯轴径向运动以及上锥辊轴向运动作用下对坯料进行碾轧，坯料不断进行塑性变形，直至完成轧制流程。

本发明还提供了一种小直径环形件，采用所述的小直径环形件轧制成型工艺制成。

所述小直径环形件的外径≤600mm。

本发明的小直径环形件轧制成型工艺，使用了专用的上成型模、成型环和上芯棒等预成型模具，可以提高小直径环形件轧制成型质量，稳定性强，产品合格率高。

附图说明

本说明书包括以下附图，所示内容分别是：

图1是成型模具的局部剖视图；

图2是成型环的剖视图；

图3是上成型模的剖视图；

图4是上芯棒的剖视图；

图5是上活套的剖视图；

图6是制坯坯型的结构示意图；

图7是成品坯型的结构示意图；

图8是本发明的成品坯型的剖视图；

图9是现有成品坯型的剖视图；

图中标记为：1、上成型模；2、成型环；3、上芯棒；301、连接部；302、冲孔部；4、坯料；5、上活套。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。

需要说明的是，在下述的实施方式中，所述的“第一”和“第二”并不代表结构和/或功能上的绝对区分关系，也不代表先后的执行顺序，而仅仅是为了描述的方便。

如图1至图5所示，本发明提供了一种小直径环形件轧制成型工艺，包括如下的步骤：

S1、坯料加热；

S2、预成型；

S3、终冲；

S4、轧制成型。

具体地说，小直径环形件是外径≤600mm的圆环形结构，小直径环形件消除轧制缺陷的主要难点在于制坯坯型，在本发明中，压力机使用专用模具制坯，改善金属变形程度，合理预分配金属以得到理想的坯型，具有稳定性强、合格率高的优点。

如图1至图5所示，在上述步骤S2中，采用的成型模具包括上模组件和下模组件，上模组件包括上成型模1、成型环2和用于预冲孔的上芯棒3，上芯棒3与上成型模1和成型环2为同轴设置，上芯棒3插入成型环2的中心孔中。成型环2位于上成型模1的下方，上成型模1上设置第一成型面，成型环2上设置第二成型面，第二成型面为圆锥面，第一成型面为与第二成型面的轴线相垂直的圆环形平面，第一成型面位于第二成型面的上方，第一成型面与坯料的顶面接触，第二成型面用于成型坯料的外圆面。

坯料为金属件，在上述步骤S2中，对坯料预成型过程中，金属在压力机上进行合理预成型分配，优化坯料形态，满足其轧制时变形所需的基本条件；再通过调整轧制参数，使之能在轧机上稳定运行，达到所需的形状、尺寸，实现小直径环形件轧制成型的目的。

如图1和图3所示，上成型模1为圆环形结构，上成型模1用于装配制坯所需的成型环2、上芯棒3、上活套5及其它辅助部件，同时具备坯料高度压下功能。成型环2用于在预成型过程中限制金属横向自由流动，同时在上成型模1高度压下的作用下，制坯坯型外交角充满度良好，坯型满足金属轧制时的流动更好，满足其进入轧机模具孔型和轧制时变形所需的金属预分配基本条件。因该制坯方式无法使用预冲冲头，上芯棒3替代常规预冲冲头压痕，以利于终冲冲孔。

如图2所示，在本实施例中，第二成型面的锥度为4度。

上芯棒3用于在坯料的中心处进行冲孔，如图1和图4所示，上芯棒3包括相连接的连接部301和冲孔部302，冲孔部302位于连接部301的下方，冲孔部302与成型环2为同轴设置且冲孔部302插入成型环2的中心孔中，冲孔部302为圆锥形结构，冲孔部302位于连接部301的下方，冲孔部302的上端与连接部301的下端固定连接，冲孔部302用于在坯料的中心处进行冲孔。冲孔部302的外圆锥面的锥度4度，冲孔部302的外圆锥面与冲孔部302的底面之间为圆弧过渡连接，且冲孔部302的外圆锥面与冲孔部302的底面之间的圆角半径为30mm。

如图1和图5所示，成型模具还包括上活套5，上活套5位于上芯棒3和上成型模1之间，上活套5为圆环形结构，上活套5与上芯棒3和上成型模1为同轴设置，上活套5的底面与坯料的顶面接触，上活套5可以用于脱模时顶料，使坯料与成型模具分离，便于坯料脱模。

上述步骤S2包括：

S201、将完成加热的坯料放在压力机的第一工作台上；

S202、压力机将坯料压下，形成压痕坯型；

S203、坯料脱模后，将坯料移动至压力机的第二工作台上。

在上述步骤S201中，在压力机的第一工作台上装配专用上成型模1、上芯棒3、上活套5和其它专用的辅助模具，下模组件为常规的平面模板，将加热好的坯料放在第一工作台上，然后使用对中装置将坯料对中。

在上述步骤S202中，按设定尺寸压下，形成压痕坯型，坯料的中心处初步形成圆锥形孔。

在上述步骤S203中，坯料脱模后由对中装置抱起移动到第二工作台，等待进行冲孔。

在上述步骤S3中，在压力机的第二工作台上，对坯料进行冲孔，在坯料的中心处形成贯穿的中心孔，完成制坯流程。

在上述步骤S4中，完成制坯流程的坯料由机械手送入轧机，芯轴带动坯料向轧机的主辊运动，在主辊旋转运动、芯轴径向运动以及上锥辊轴向运动作用下对坯料进行碾轧，坯料不断进行塑性变形，直至完成轧制流程。

本发明还提供了一种小直径环形件，采用上述的小直径环形件轧制成型工艺制成。

如图8所示，为采用本发明的小直径环形件轧制成型工艺制成的小直径环形件的坯型示意图，可以看出，各交角处的充满度良好。如图9所示，为常规制坯模式的坯型示意图，交角处圆弧大。

以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.小直径环形件轧制成型工艺，其特征在于，包括步骤：

S1、坯料加热；

S2、预成型；

S3、终冲；

S4、轧制成型；

其中，所述步骤S2中，采用的成型模具包括上成型模、成型环和用于预冲孔的上芯棒，上芯棒与成型环为同轴设置，上芯棒插入成型环的中心孔中；

所述成型环位于所述上成型模的下方，上成型模上设置第一成型面，成型环上设置第二成型面，第二成型面为圆锥面，第一成型面为与第二成型面的轴线相垂直的平面；

上成型模用于装配制坯所需的成型环、上芯棒，成型环用于在预成型过程中限制金属横向自由流动，上成型模具备坯料高度压下功能。

2.根据权利要求1所述的小直径环形件轧制成型工艺，其特征在于，所述成型模具还包括上活套，上活套位于所述上芯棒和所述上成型模之间。

3.根据权利要求1所述的小直径环形件轧制成型工艺，其特征在于，所述上芯棒包括相连接的连接部和冲孔部，冲孔部位于连接部的下方，冲孔部与所述成型环为同轴设置且冲孔部插入成型环的中心孔中。

4.根据权利要求3所述的小直径环形件轧制成型工艺，其特征在于，所述冲孔部为圆锥形结构。

5.根据权利要求1至3任一所述的小直径环形件轧制成型工艺，其特征在于，所述步骤S2包括：

S201、将完成加热的坯料放在压力机的第一工作台上；

S202、压力机将坯料压下，形成压痕坯型；

S203、坯料脱模后，将坯料移动至压力机的第二工作台上。

6.根据权利要求5所述的小直径环形件轧制成型工艺，其特征在于，所述步骤S3中，在所述压力机的第二工作台上，对所述坯料进行冲孔，形成贯穿坯料的中心孔。

7.根据权利要求1至3任一所述的小直径环形件轧制成型工艺，其特征在于，所述步骤S4中，完成制坯流程的坯料由机械手送入轧机，芯轴带动坯料向轧机的主辊运动，在主辊旋转运动、芯轴径向运动以及上锥辊轴向运动作用下对坯料进行碾轧，坯料不断进行塑性变形，直至完成轧制流程。