CN1225326C - 一种斜楔连续轧制成形方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种斜楔连续轧制成形方法。其特征在于：一对相同孔型的轧辊，同方向同转速旋转，轧辊轴线在空间交叉夹角θ为2～8度，轧辊孔型由经典斜轧凸棱和成形斜楔组成，成形斜楔所决定的材料变形方向与轧件送进方向相反，轧辊的成形区为360～1080度，轧辊每转一周生产一个产品，轧制完成时轧件两端被同时切断；本发明的优点在于：轧制成形工艺具有轧辊设计相对简单，轧制的产品复杂系数大，且产品精度有较大提高，适用于长径比较短的轴类零件的热塑性成形。
Description
技术领域：
本发明属于金属塑性成形技术领域，特别是提供了一种斜楔连续轧制成形方法。涉及轴类零件连续塑性成形，特别是长径比(长径比指长度与直径之比)较短的轴类零件的热塑性成形。
技术背景：
零件轧制技术(斜轧与楔横轧)是轴类零件塑性成形的先进工艺，斜轧工艺更适合于长径比相对短的轴类零件。斜轧技术在设计模具时需要精确计算模具型腔中各个截面所含产品材料的体积，由于空间关系复杂，这将是一件很困难的事情，特别在试图精确成形形状复杂的产品时更为困难。此外，在轧制时斜轧工艺无法调控轧件内部的轴向力，有些情况下容易在产品心部产生疏松或孔洞。
发明内容
本发明的目的在于提供一种斜楔连续成形的方法，解决精确成形长径比较短的形状复杂的产品，使模具设计相对简单，能大批量、高效率、高精度、连续化生产复杂形状产品。
本发明的构成为：一对相同孔型的轧辊，同方向同转速旋转。轧辊轴线在空间交叉夹角θ为2～8度。轧辊孔型由经典斜轧凸棱和成形斜楔组成。成形斜楔所决定的材料变形方向与轧件送进方向相反。轧辊的成形区在360～1080度之间，轧辊每转一周生产一个产品，轧制完成时轧件两端被同时切断。具体工艺如下：
如图1所示，两个具有相同螺旋斜楔孔型的轧辊1、3，其轴线在两辊垂直平面投影相互交叉(见图2)，两个轧辊转向相同，原料2在轧辊作用下反向旋转，并沿两轧辊投影交角的中线轴向运动，轧辊每转一周成形一个回转体零件产品8。
轧辊表面由与产品外形相应的基本孔型和基本螺距，展宽方向与轧件送进方向相反的成形斜楔4、7，轧件前后切断凸棱5、6，导料槽9，经典斜轧凸棱10组成。
成形斜楔4面对轧件送进方向与轧辊轴线有一夹角为α的成形面，夹角α为15～60度。该成形面与轧辊基本螺旋导程间有一角度β为2～10度的展宽角。在α成形面的作用下，金属向轧件送进相反方向压缩，轧件直径达到预定尺寸，在辊面7的作用下精整成形。该部分一般不用计算体积。若该部分包括需要进一步用经典斜轧凸棱轧制的部分，则只要把这部分的体积计算进去即可。
成形斜楔7由高度不变的螺旋面组成，与轧件部分外形一致。
经典斜轧凸棱10按经典斜轧等体积理论计算凸棱宽度，并在凸棱进料侧改变螺距。经典斜轧凸棱一般在轧件宽度不大，断面收缩率较大时运用。凸棱螺距改变后，所有在其进料侧的轧辊型槽螺距跟随变化。
轧件前后切断凸棱5、6是在轧辊出口处，前后两个凸棱靠成品轧件侧快速升起一对较薄的切刀凸棱，将轧件前后连接径同时切断。连接径一般用经典斜轧方法轧成。
导料槽9的宽度与形状一般由轧件最大直径处的外形决定。其作用是咬入一部分材料以平衡α成形面的反向作用力，引导轧件沿轧辊螺旋槽前进。
本发明的优点在于：
1、用材料变形方向与轧件送进方向相反的楔形凸起部分代替经典斜轧凸棱，较大的减少了设计轧辊时必须做的体积计算量，使轧辊设计工作较为容易。
2、减少了复杂的体积计算，即减少了设计误差。使轧制复杂产品成为可能，并且产品精度有较大提高。
3、采用成形斜楔与经典凸棱相结合的方法，轧制过程在轧辊一周以上完成，前后两端同时切断。可轧制复杂的大断面收缩率产品，并使产品两端面平滑整齐。
4、改变斜楔的角度可改变轧件内部的应力应变状态，从而能有效控制和改善产品的内部质量。
5、轧制过程连续进行，当前一个轧件未成形完了时，后一个轧件已开始轧制，并且连接径小，节省材料。
6、只要改变成形斜楔7的凸起和经典凸棱10的形状和位置即可改变产品形状，生产出不同的产品。
附图说明：
图1是本发明成形方法过程示意图。轧辊1、3，原料2，成形斜楔4、7，切断凸棱5、6，导料槽9，经典斜轧凸棱10，零件产品8。β为成形面与轧辊基本螺旋导程间的夹角。
图2为轧辊空间位置示意图。成形斜楔4面对轧件送进方向与轧辊轴线有一夹角为α的成形面，θ为轧辊轴线在空间交叉夹角。
Claims (5)
1、一种斜楔连续轧制成形方法，一对相同孔型的轧辊，同方向同转速旋转，轧辊轴线在空间交叉夹角θ为2～8度，轧辊孔型由经典斜轧凸棱和成形斜楔组成，成形斜楔所决定的材料变形方向与轧件送进方向相反，轧辊的成形区为360～1080度，轧辊每转一周生产一个产品，轧制完成时轧件两端被同时切断；具体轧制成型工艺过程为：两个具有相同螺旋斜楔孔型的轧辊(1)和(3)，其轴线在两辊垂直平面投影相互交叉，两个轧辊转向相同，原料(2)在轧辊作用下反向旋转，并沿两轧辊投影交角的中线轴向运动，轧辊的成形区在360～1080度之间，轧辊旋转一周成形一个回转体零件产品(8)；其特征在于：轧辊表面由与产品外形相应的基本孔型和基本螺距，展宽方向与轧件送进方向相反的成形斜楔(4、7)，轧件前后切断凸棱(5、6)，导料槽(9)，经典斜轧凸棱(10)组成；成形斜楔(4)面对轧件送进方向与轧辊轴线有一夹角为α的成形面，夹角α为15～60度，该成形面与轧辊基本螺旋导程间有一角度β为2～10度的展宽角，在α成形面的作用下，金属向轧件送进相反方向压缩，轧件直径达到预定尺寸，在成形斜楔(4、7)的作用下精整成形。
2、按照权利要求1所述的斜楔连续轧制成形方法，其特征在于：成形斜楔(4、7)由高度不变的螺旋面组成，与轧件部分外形一致；
3、按照权利要求1所述的斜楔连续轧制成形方法，其特征在于：经典斜轧凸棱(10)按经典斜轧等体积理论计算凸棱宽度，并在凸棱进料侧改变螺距。
4、按照权利要求1所述的斜楔连续轧制成形方法，其特征在于：轧件前后切断凸棱(5、6)是在轧辊出口处，前后两个凸棱靠成品轧件侧快速升起一对较薄的切刀凸棱，将轧件前后连接径同时切断，连接径一般用经典斜轧方法轧成。
5、按照权利要求1所述的斜楔连续轧制成形方法，其特征在于：导料槽(9)的宽度与形状由轧件最大直径处的外形决定，其作用是咬入一部分材料以平衡α成形面的反向作用力，引导轧件沿轧辊螺旋槽前进。
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