一種實(shí)現(xiàn)無芯棒空心坯料成形的楔橫軋模具及軋制方法
【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，特別提供了一種實(shí)現(xiàn)無芯棒空心坯料精確成 形的楔橫軋模具及軋制方法。
【背景技術(shù)】
[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] 現(xiàn)有的空心件楔橫軋軋制過程中，目標(biāo)產(chǎn)品內(nèi)孔尺寸大時(shí)，大多數(shù)采用帶芯棒的 軋制辦法。目標(biāo)產(chǎn)品內(nèi)孔尺寸小時(shí)，采用無芯棒軋制。采用無芯棒軋制時(shí)軋件存在一定的 橢圓度，尤其是對(duì)稱中心面附近位置，橢圓化軋件與模具斜楔頂面接觸，產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)塑性變 形大，進(jìn)入展寬段后容易擰斷。同一展寬角下，楔入初期模具作用力對(duì)軋件影響區(qū)域小，變 形未完全滲入，內(nèi)層金屬流動(dòng)滯后，阻礙內(nèi)孔縮孔變形，乳件起楔位置兩側(cè)內(nèi)孔直徑比展寬 段大。這意味著空心坯料無芯棒軋制時(shí)目標(biāo)產(chǎn)品品質(zhì)差，加工余量大，廢品率高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于：提供一種實(shí)現(xiàn)無芯棒空心坯料精確成形的楔橫軋模具，通過 改變展寬角，模具脫空，可以有效的提高楔橫軋模具對(duì)空心件軋后的質(zhì)量精度。實(shí)現(xiàn)無芯棒 空心還料楔橫乳高效成形。
[0005] 一種實(shí)現(xiàn)無芯棒空心坯料精確成形的楔橫軋模具，具有基體部分和在該基體部分 外表面凸起的成型部分，所述成型部分包括楔尖點(diǎn)、楔入段及展寬段，所述展寬段包括第一 展寬段及第二展寬段，所述第一展寬段的展寬角P 1大于第二展寬段的展寬角β 2。
[0006] 進(jìn)一步地，所述第二展寬段包括脫空部分及未脫空部分。
[0007] 進(jìn)一步地，所述未脫空部分置于第二展寬段兩邊側(cè)，未脫空部分為長(zhǎng)方形裝，并未 脫空部分寬度值為M = s *li/. Ian /;/，所述s為系數(shù)，m為軋輥的個(gè)數(shù)，所述dk為坯料在楔 m 橫軋機(jī)內(nèi)進(jìn)入第二展寬段處的直徑，β為當(dāng)前的展寬角。
[0008] 進(jìn)一步地，所述脫空部分置于未脫空部分內(nèi)側(cè)。
[0009] 進(jìn)一步地，所述脫空部分的模具脫空0. lmm-0. 3mm。
[0010] 進(jìn)一步地，所述第一展寬段與第二展寬段連接點(diǎn)為P點(diǎn)，所述P點(diǎn)位置符合公式 Z = ，其中L為展寬寬度，D為空心坯料外徑，d為空心坯料內(nèi)徑，k為系數(shù)。 a
[0011] 進(jìn)一步地，所述第一展寬段的展寬角為，所述P1的取值范圍為4° -6°，所述 第二展寬段的展寬角為02，并所述02的值為3° -5°。
[0012] 進(jìn)一步地，將楔橫軋模具展開后，所述成型部分整體呈倒"V"形狀。
[0013] 一種實(shí)現(xiàn)無芯棒空心坯料精確成形的軋制方法，應(yīng)用上述的楔橫軋模具，其特征 在于，包括以下步驟：
[0014] 步驟一，將空心坯料加熱到900°C -1200°C ;
[0015] 步驟二，將步驟一加熱后的空心坯料通過推料裝置送入上下相同的楔橫軋模具之 間；
[0016] 步驟三，空心坯料與上下相同的楔橫軋模具相接，所述空心坯料在所述上下相同 的楔橫軋模具驅(qū)動(dòng)力下做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所述空心坯料由楔角位置進(jìn)入楔橫軋模具的楔入段， 坯料旋轉(zhuǎn)進(jìn)入展寬段，再進(jìn)入展寬段，在進(jìn)入展寬段后改變展寬角，同時(shí)楔橫軋模具脫空 0. lmm-0. 3mm，還料進(jìn)入該展寬段后，旋轉(zhuǎn)1周，乳制成空心乳件；
[0017] 步驟四，所述空心軋件由推料裝置從所述兩個(gè)相同的楔橫軋模具之間推出。
[0018] 由于本發(fā)明所述的楔橫軋模具針對(duì)的是無芯棒空心坯料，通過對(duì)模具頂面脫空， 使橢圓度略有增大，但是相應(yīng)位置軋件受到的摩擦力及扭矩減小，從而減小軋制過程中的 扭轉(zhuǎn)塑性變形，保證軋件不被擰斷?？紤]脫空對(duì)橢圓度的影響，脫空深度不宜過大，要根據(jù) 產(chǎn)品直徑的大小確定。模具采用變展寬角設(shè)計(jì)，增大與軋件內(nèi)徑偏大段相對(duì)應(yīng)模具位置的 展寬角，增大起楔位置兩側(cè)內(nèi)孔的變化量，減小軋件起楔位置兩側(cè)內(nèi)孔直徑，減小與展寬段 內(nèi)徑的差距，明顯改善起楔位置兩側(cè)內(nèi)孔偏大現(xiàn)象。通過本發(fā)明使得無芯棒軋制過程中橢 圓化與楔入位置內(nèi)徑偏大得到很好的改善，軋制后的坯料尺寸精準(zhǔn)，內(nèi)壁近乎等內(nèi)徑，質(zhì)量 較高。
【附圖說明】
[0019] 圖1為應(yīng)用于本發(fā)明無芯棒楔橫軋模具的空心坯料；
[0020] 圖2為本發(fā)明楔橫軋模具的展開圖；
[0021] 圖3為本發(fā)明圖2中A-A處的剖視圖；
[0022] 圖4為本發(fā)明空心坯料楔橫軋?jiān)寂髁稀?br>【具體實(shí)施方式】
[0023] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì) 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)描述。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。
[0024] 相反，本發(fā)明涵蓋任何由權(quán)利要求定義的在本發(fā)明的精髓和范圍上做的替代、修 改、等效方法以及方案。進(jìn)一步，為了使公眾對(duì)本發(fā)明有更好的了解，在下文對(duì)本發(fā)明的細(xì) 節(jié)描述中，詳盡描述了一些特定的細(xì)節(jié)部分。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說沒有這些細(xì)節(jié)部分的 描述也可以完全理解本發(fā)明。
[0025] 本發(fā)明提供一種實(shí)現(xiàn)無芯棒空心坯料精確成形的楔橫軋模具，如圖2所示，為本 發(fā)明楔橫軋模具展開圖，所述楔橫軋模具具有基體部分和在該基體外表面凸起的成型部 分，在將楔橫軋模具展開后，所述成型部分整體大致呈倒"V"形狀，并所述成型部分包括楔 尖點(diǎn)、楔入段及展寬段，所述展寬段包括第一展寬段及第二展寬段，所述第一展寬段具有一 展寬角I^ 1，所述展寬角！^為4° -6°，所述第二展寬段的展寬角β 2變小，β 2為3° -5°， 所述β2< β i，并在第二展寬段包括脫空部分及未脫空部分，所述未脫空部分為兩個(gè)長(zhǎng)方 形裝并分置于第二展寬段兩邊側(cè)，所述脫空部分置于未脫空部分內(nèi)側(cè)，所述未脫空寬度值 為
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種實(shí)現(xiàn)無芯棒空心還料精確成形的楔橫乳模具，具有基體部分和在該基體部分外 表面凸起的成型部分，其特征在于，所述成型部分包括楔尖點(diǎn)、楔入段及展寬段，所述展寬 段包括第一展寬段及第二展寬段，所述第一展寬段的展寬角β i大于第二展寬段的展寬角 β 20
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的楔橫軋模具，其特征在于，所述第二展寬段包括脫空部分及 未脫空部分。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的楔橫軋模具，其特征在于，所述未脫空部分置于第二展寬段 兩邊側(cè)，未脫空部分為長(zhǎng)方形裝，并未脫空部分寬度值為
，所述S為系 數(shù)，m為軋輥的個(gè)數(shù)，所述dk為坯料在楔橫軋機(jī)內(nèi)進(jìn)入第二展寬段處的直徑，β為當(dāng)前的展 寬角。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的楔橫軋模具，其特征在于，所述脫空部分置于未脫空部分內(nèi) 側(cè)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的楔橫軋模具，其特征在于，所述脫空部分的模具脫空 0· lmm-0· 3mm〇
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的楔橫軋模具，其特征在于，所述第一展寬段與第二展寬段連 接點(diǎn)為P點(diǎn)，所述P點(diǎn)位置符合公式
，其中L為展寬寬度，D為空心坯料外徑，d為 空心坯料內(nèi)徑，k為系數(shù)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的楔橫軋模具，其特征在于，所述第一展寬段的展寬角為 ，所述P1的取值范圍為4° -6°，所述第二展寬段的展寬角為β2，并所述02的值為 3。-5。。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的楔橫軋模具，其特征在于，將楔橫軋模具展開后，所述成型部 分整體呈倒"V"形狀。
9. 一種實(shí)現(xiàn)無芯棒空心坯料精確成形的軋制方法，應(yīng)用于上述權(quán)利要求1-8之一所述 的楔橫軋模具，其特征在于，包括以下步驟： 步驟一，將空心坯料加熱到900°C -1200°C ; 步驟二，將步驟一加熱后的空心坯料通過推料裝置送入上下相同的楔橫軋模具之間； 步驟三，空心坯料與上下相同的楔橫軋模具相接，所述空心坯料在所述上下相同的 楔橫軋模具驅(qū)動(dòng)力下做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所述空心坯料由楔角位置進(jìn)入楔橫軋模具的楔入段， 坯料旋轉(zhuǎn)進(jìn)入展寬段，再進(jìn)入展寬段，在進(jìn)入展寬段后改變展寬角，同時(shí)楔橫軋模具脫空 0. lmm-0. 3mm，還料進(jìn)入該展寬段后，旋轉(zhuǎn)1周，乳制成空心乳件； 步驟四，所述空心軋件由推料裝置從所述兩個(gè)相同的楔橫軋模具之間推出。
【專利摘要】本發(fā)明屬于金屬塑性成形技術(shù)領(lǐng)域，特別提供了一種實(shí)現(xiàn)無芯棒空心坯料精確成形的楔橫軋模具。具有基體部分和在該基體部分外表面凸起的成型部分，所述成型部分包括楔尖點(diǎn)、楔入段及展寬段，所述展寬段包括第一展寬段及第二展寬段，所述第一展寬段的展寬角大于第二展寬段的展寬角。由于本發(fā)明所述的楔橫軋模具針對(duì)的是無芯棒空心坯料，通過對(duì)模具頂面脫空，使橢圓度略有增大，但是相應(yīng)位置軋件受到的摩擦力及扭矩減小，從而減小軋制過程中的扭轉(zhuǎn)塑性變形，保證軋件不被擰斷。通過本發(fā)明使得無芯棒軋制過程中橢圓化與楔入位置內(nèi)徑偏大得到很好的改善，軋制后的坯料尺寸精準(zhǔn)，內(nèi)壁近乎等內(nèi)徑，質(zhì)量較高。
【IPC分類】B21B27-02, B21B1-08, B21H1-22
【公開號(hào)】CN104525800
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410838413
【發(fā)明人】劉晉平, 紀(jì)宏超, 蘇平, 胡正寰, 王寶雨, 鄭振華, 楊翠萍
【申請(qǐng)人】北京科技大學(xué)
【公開日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年12月29日