一種楔橫軋反楔增加空心軸過(guò)渡軸肩壁厚的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種楔橫軋反楔增加空心軸過(guò)渡軸肩壁厚的方法，技術(shù)方案為圓形空心坯料加熱到軋制溫度，通過(guò)軸向推料裝置將其送入兩個(gè)具有反楔和正楔組合的模具之間。軋件在模具的作用下軋制成形，每圈完成一個(gè)空心零件的生產(chǎn)。反楔和正楔組合的模具，其中反楔部分用于實(shí)現(xiàn)過(guò)渡軸肩壁厚的增加，要求反楔的另一側(cè)軸向無(wú)展寬；正楔部分實(shí)現(xiàn)空心零件其余臺(tái)階的成形。本發(fā)明的技術(shù)方案獲得的軋件軸肩位置的壁厚能在不增加軋件整體厚度的前提下,局部增厚,滿足使用要求，并且生產(chǎn)效率高、材料利用率高、機(jī)加工余量小、廢品率低、生產(chǎn)環(huán)境好。
【專利說(shuō)明】一種楔橫軋反楔增加空心軸過(guò)渡軸肩壁厚的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于金屬塑性成形【技術(shù)領(lǐng)域】，特別提供了一種楔橫軋隨形軋制空心零件反楔增加過(guò)渡軸肩位置壁厚的方法，適用于解決楔橫軋隨形軋制空心零件時(shí)由大直徑向小直徑過(guò)渡位置軸肩壁厚的減薄問(wèn)題，適用于空心零件的成形和整體空心車軸的成形。
技術(shù)背景
[0002]隨著汽車輕量化的發(fā)展，零件薄壁化、中空化是實(shí)現(xiàn)汽車輕量化的途徑之一，空心軸類件的成形工藝也得到廣泛的關(guān)注。
[0003]楔橫軋具有高效、節(jié)材，生產(chǎn)環(huán)境好等優(yōu)點(diǎn)，在隨形軋制空心軸上已經(jīng)有了部分應(yīng)用，但是當(dāng)軋制如圖1所示的空心軸類零件時(shí)，采用通常的正向軋制方法(簡(jiǎn)稱正軋)，模具楔由軋件大直徑位置向兩側(cè)逐漸展寬，如圖2，3所示，軋件直徑壓縮，軸向向兩側(cè)延伸，在直徑過(guò)渡的軸肩位置出現(xiàn)了壁厚減薄現(xiàn)象，如圖4所示M處，顯著降低了軋件的抗彎和抗扭能力，從而限制了楔橫軋隨形軋制空心零件的應(yīng)用。整體增加零件壁厚來(lái)提高零件的強(qiáng)度，會(huì)顯著增加零件重量，提高材料成本。采用軸肩局部壁厚增加的方法，使過(guò)渡軸肩在外徑減小時(shí)，保證足夠的抗彎和抗扭截面系數(shù)，是更經(jīng)濟(jì)的解決方法。為了充分發(fā)揮楔橫軋高效，節(jié)材，近凈成形的優(yōu)勢(shì)，本發(fā)明通過(guò)改善楔橫軋的成形工藝，解決軸肩壁厚減薄的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種楔橫軋反楔隨形軋制空心軸增加過(guò)渡軸肩壁厚的成形方法.該方法包括:
步驟一、將圓形空心鋼坯加熱到900?1100°C ；
步驟二、將步驟一加熱后的鋼坯通過(guò)軸向推料裝置將其送入上下具有反楔和正楔組合的兩個(gè)模具之間；
步驟三、鋼坯在兩個(gè)模具作用下做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，軋制成軋件；
步驟四、所述軋件由軸向推料裝置從所述兩個(gè)模具之間推出，得到空心軸類零件。
[0005]進(jìn)一步，所述步驟二中上下具有反楔和正楔組合的模具中，所述模具前段反楔的
成形角Cl|取值范圍是20?60°，展寬角P1取值范圍是3?6°，模具后段正楔的成形角%取值范圍是20?35°，展寬角P2取值范圍是3?7°。
[0006]進(jìn)一步,步驟二中使用的所述兩個(gè)具有反楔和正楔組合的模具，反楔部分反楔的另一側(cè)軸向無(wú)展寬，實(shí)現(xiàn)過(guò)渡軸肩壁厚的增加；正楔部分實(shí)現(xiàn)空心零件其余臺(tái)階的成形。
[0007]本發(fā)明是一種楔橫軋隨形軋制空心軸反楔增加過(guò)渡軸肩壁厚的成形方法，其實(shí)現(xiàn)原理如下:
1.在軋件軸肩過(guò)渡段容易發(fā)生壁厚減薄的位置附近，采用反楔軋制的方法，迫使材料向軋件軸肩位置流動(dòng)，同時(shí)為了保證金屬的流動(dòng)方向，反楔的另一側(cè)軸向無(wú)展寬?？蛇_(dá)到較好的增厚效果，壁厚h1相對(duì)于原始壁厚h0能增加15~25%。
[0008]2.反楔軋制完成，軸肩位置的壁厚增加，在此基礎(chǔ)上采用正楔軋制繼續(xù)實(shí)現(xiàn)空心零件其余臺(tái)階的成形。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)方案適用于楔橫軋對(duì)稱空心軸類零件，如整體空心車軸的成形。采用這種楔橫軋工藝生產(chǎn)隨形對(duì)稱的空心軸類零件，獲得的軋件能得到精確的臺(tái)階形狀與尺寸，軸肩位置的壁厚能在不增加軋件整體厚度的前提下，局部增厚，滿足使用要求，并且生產(chǎn)效率高、材料利用率高、機(jī)加工余量小、廢品率低、生產(chǎn)環(huán)境好。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為空心零件。
[0011]圖2為正軋空心零件模具展開圖。
[0012]圖3為正軋空心零件模具槽形圖。
[0013]圖4為正軋得到的軸肩壁厚減薄的空心零件圖。
[0014]圖5為本發(fā)明中楔橫軋反軋和正軋組合的模具楔形圖。
[0015]圖6為本發(fā)明楔橫軋反軋和正軋組合的模具槽形圖。
[0016]圖7為本發(fā)明楔橫軋模具和軋件的三維圖。
[0017]圖8為本發(fā)明楔橫軋成形的軸肩壁厚增厚的空心零件圖。
[0018]圖中:
1、模具，2是軋件。
【具體實(shí)施方式】
[0019]本發(fā)明是利用楔橫軋工藝與設(shè)備，通過(guò)反楔和正楔組合工藝軋制空心零件，并實(shí)現(xiàn)軸肩壁厚增厚的成形方法。
[0020]實(shí)施例1
采用楔橫軋反楔和正楔組合工藝完成空心零件的軋制，并實(shí)現(xiàn)過(guò)渡軸肩壁厚增加。將鋼管坯料加熱到1000°c，通過(guò)軸向推料裝置將其送入兩個(gè)模具之間。空心坯料在模具作用下做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，軋件2被軋制成形，如圖7所示。成形結(jié)束后，軋件2由軸向推料裝置從兩個(gè)模具之間推出，得到圖8所示的空心零件毛坯，N處壁厚增加。整個(gè)過(guò)程在一臺(tái)楔橫軋機(jī)、一副1旲具上完成。
[0021]圖5、圖6是楔橫軋成形軸肩壁厚增加的空心零件實(shí)施實(shí)例的模具展開圖和槽形圖。模具頂圓直徑R為1200mm，該模具采用正楔和反楔組合的設(shè)計(jì)，前段的成形角和展寬角為%爲(wèi),后段的成形角和展寬角為%,爲(wèi)。本實(shí)施例中，成形角泛丨=40° ,?= 25。，展
寬角A= 4。，爲(wèi)=5。;還料外徑 g為120mm,內(nèi)徑 g為70mm,軋件反楔位置軋后
直徑J 為邪?1。
[0022]實(shí)施例2
采用楔橫軋反楔和正楔組合工藝完成空心零件的軋制，并實(shí)現(xiàn)過(guò)渡軸肩壁厚增加。將鋼管坯料加熱到900°C，通過(guò)軸向推料裝置將其送入兩個(gè)模具之間?？招呐髁显谀＞咦饔孟伦龌剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，軋件2被軋制成形，如圖7所示。成形結(jié)束后，軋件2由軸向推料裝置從兩個(gè)模具之間推出，得到圖8所示的空心零件毛坯，N處壁厚增加。整個(gè)過(guò)程在一臺(tái)楔橫軋機(jī)、一副1旲具上完成。
[0023]圖5、圖6是楔橫軋成形軸肩壁厚增加的空心零件實(shí)施實(shí)例的模具展開圖和槽形圖。模具頂圓直徑D為1000mm，該模具采用正楔和反楔組合的設(shè)計(jì)，前段的成形角和展寬角為％爲(wèi) ，后段的成形角和展寬角為本實(shí)施例中，成形角Ofj= 20。 ，％=20。，展
寬角3 = 3 'B = 3° ;還料外徑 S為90_，內(nèi)徑 S為65mm，乳件反楔位置乳后
直徑/T 為75mm。
[0024]實(shí)施例3
采用楔橫軋反楔和正楔組合工藝完成空心零件的軋制，并實(shí)現(xiàn)過(guò)渡軸肩壁厚增加。將鋼管坯料加熱到1100°C，通過(guò)軸向推料裝置將其送入兩個(gè)模具之間?？招呐髁显谀＞咦饔孟伦龌剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，軋件2被軋制成形，如圖7所示。成形結(jié)束后，軋件2由軸向推料裝置從兩個(gè)模具之間推出，得到圖8所示的空心零件毛坯，，N處壁厚增加。整個(gè)過(guò)程在一臺(tái)楔橫軋機(jī)、一副模具上完成。
[0025]圖5、圖6是楔橫軋成形軸肩壁厚增加的空心零件實(shí)施實(shí)例的模具展開圖和槽形圖。模具頂圓直徑R為800mm，該模具采用正楔和反楔組合的設(shè)計(jì)，前段的成形角和展寬角
后段的成形角和展寬角為本實(shí)施例中，成形角&1= 60° ,a2= 35。，展
寬角i? = 6° 'β =1° ;坯料外徑 S為60mm，內(nèi)徑 δ為33mm,軋件反楔位置軋后直徑為50mm。
`[0026]盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同限定。
【權(quán)利要求】
1.一種楔橫軋反楔增加空心軸過(guò)渡軸肩壁厚的方法，其特征在于: 步驟一、將圓形空心鋼坯加熱到900?1100°C ； 步驟二、將步驟一加熱后的鋼坯通過(guò)軸向推料裝置將其送入上下具有反楔和正楔組合的兩個(gè)模具之間； 步驟三、鋼坯在兩個(gè)模具作用下做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，軋制成軋件； 步驟四、所述軋件由軸向推料裝置從所述兩個(gè)模具之間推出，得到空心軸類零件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述步驟二中 上下具有反楔和正楔組合的模具中，所述模具前段反楔的成形角兩取值范圍是20?60°，展寬角名取值范圍是3?6°，模具后段正楔的成形角％取值范圍是20?35°，展寬角巧取值范圍是3?7°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述步驟二中使用的所述兩個(gè)具有反楔和正楔組合的模具，反楔部分反楔的另一側(cè)軸向無(wú)展寬，實(shí)現(xiàn)過(guò)渡軸肩壁厚的增加；正楔部分實(shí)現(xiàn)空心零件其余臺(tái)階的成形。
【文檔編號(hào)】B21H8/00GK103878274SQ201410104453
【公開日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2014年3月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月20日
【發(fā)明者】楊翠蘋, 胡正寰, 張康生, 王寶雨, 劉晉平, 貢乾坤, 鄭振華 申請(qǐng)人:北京科技大學(xué)