薄型環(huán)件多環(huán)軋制成形方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種環(huán)形零件的軋制成形方法，更確切地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種薄型環(huán) 件多環(huán)軋制成形方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 參閱圖2,圖中所示環(huán)件幾何特征是高度h很小，直徑很大，高徑比一般小于1:25， 此類(lèi)環(huán)件稱(chēng)為薄型環(huán)件，其經(jīng)常運(yùn)用于汽車(chē)后橋加強(qiáng)環(huán)。加強(qiáng)環(huán)是汽車(chē)后橋的一個(gè)重要零 部件，其作用不僅承接總減速器總成及橋殼，而且加強(qiáng)橋殼中部，所以由該環(huán)件工作環(huán)境， 決定了其必須具有較高的強(qiáng)度。如今此類(lèi)薄型環(huán)件加工方法主要有等離子切割、鑄造、焊接 等，而以上加工方法都存在著很多的缺陷。比如等離子切割，其加工出的加強(qiáng)環(huán)品質(zhì)穩(wěn)定， 焊接性能好，但是由于等離子切割速度緩慢，大大降低了生產(chǎn)效率，從而也影響了企業(yè)的經(jīng) 濟(jì)效益；而鑄造和焊接雖然也能夠加工出合格的環(huán)件，但是由于在鑄造和焊接過(guò)程中，金 屬內(nèi)部存在著氣泡、裂紋等一系列缺陷，不能保證該環(huán)件的力學(xué)性能，造成該環(huán)件使用壽命 短，從而大大影響該環(huán)件質(zhì)量。眾所周知，環(huán)件軋制是生產(chǎn)加工環(huán)件的最有效方法，其不僅 能夠保證環(huán)件質(zhì)量，而且生產(chǎn)效率高。但是此類(lèi)薄型環(huán)件直接利用環(huán)件軋制的話(huà)，在軋制過(guò) 程中容易出現(xiàn)畸變等缺陷，所以往往不能夠直接運(yùn)用環(huán)件軋制進(jìn)行生產(chǎn)加工。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服了現(xiàn)有薄型環(huán)件加工過(guò)程中生產(chǎn)效率低與環(huán) 件性能差的問(wèn)題，提供了一種薄型環(huán)件多環(huán)軋制成形方法。
[0004] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：所述的薄型環(huán)件多環(huán) 軋制成形方法的步驟如下：
[0005] 1)制坯：
[0006] 所述的制坯即制備1號(hào)環(huán)件毛坯；
[0007] 2)軋制孔型設(shè)計(jì)：
[0008] 所述的軋制孔型設(shè)計(jì)即驅(qū)動(dòng)輥和芯輥的設(shè)計(jì)；
[0009] 3)成形參數(shù)設(shè)計(jì)：
[0010] 成形參數(shù)設(shè)計(jì)即選擇驅(qū)動(dòng)輥轉(zhuǎn)速與芯輥進(jìn)給速度的成形參數(shù)；
[0011] 4)軋制成形：
[0012] (1)將1號(hào)環(huán)件毛坯套在芯輥上，芯輥上移軋制1號(hào)環(huán)件毛坯，當(dāng)將1號(hào)環(huán)件毛坯 軋制成形為2號(hào)環(huán)件毛坯時(shí)進(jìn)入下一步驟；
[0013] (2)將芯輥下移至與第二驅(qū)動(dòng)輥將2號(hào)環(huán)件毛坯夾持住，軋制深槽，當(dāng)深槽達(dá)到預(yù) 定尺寸時(shí)深槽軋制階段結(jié)束即成形為3號(hào)環(huán)件毛坯；
[0014] (3)取下3號(hào)環(huán)件毛坯采用車(chē)床車(chē)除3號(hào)環(huán)件毛坯上的內(nèi)圈連皮，三個(gè)薄型環(huán)件毛 坯分離，對(duì)薄型環(huán)件毛坯平整端面最終加工出合格的薄型環(huán)件。
[0015] 技術(shù)方案中所述的制坯包括如下步驟：
[0016] 1)確定3號(hào)環(huán)件毛坯體積V :
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種薄型環(huán)件多環(huán)軸制成形方法，其特征在于，所述的薄型環(huán)件多環(huán)軸制成形方法 的步驟如下： 1) 制巧： 所述的制巧即制備1號(hào)環(huán)件毛巧； 2) 軸制孔型設(shè)計(jì)： 所述的軸制孔型設(shè)計(jì)即驅(qū)動(dòng)漉（1)和巧漉（2)的設(shè)計(jì)； 3) 成形參數(shù)設(shè)計(jì)： 成形參數(shù)設(shè)計(jì)即選擇驅(qū)動(dòng)漉（1)轉(zhuǎn)速與巧漉（2)進(jìn)給速度的成形參數(shù)； 4) 軸制成形： (1)將1號(hào)環(huán)件毛巧套在巧漉（2)上，巧漉似上移軸制1號(hào)環(huán)件毛遠(yuǎn)，當(dāng)將1號(hào)環(huán)件 毛巧軸制成形為2號(hào)環(huán)件毛巧時(shí)進(jìn)入下一步驟； 似將巧漉似下移至與第二驅(qū)動(dòng)漉做將2號(hào)環(huán)件毛巧夾持化軸制深槽，當(dāng)深槽達(dá) 到預(yù)定尺寸時(shí)深槽軸制階段結(jié)束即成形為3號(hào)環(huán)件毛巧； (3)取下3號(hào)環(huán)件毛巧采用車(chē)床車(chē)除3號(hào)環(huán)件毛巧上的內(nèi)圈連皮，=個(gè)薄型環(huán)件毛巧分 離，對(duì)薄型環(huán)件毛巧平整端面最終加工出合格的薄型環(huán)件。
2. 按照權(quán)利要求1所述的薄型環(huán)件多環(huán)軸制成形方法，其特征在于，所述的制巧包括 如下步驟： 1) 確定3號(hào)環(huán)件毛巧體積V :
其中；D為3號(hào)環(huán)件毛巧外徑，單位為毫米；d為3號(hào)環(huán)件毛巧去除連皮后的內(nèi)徑，單位 為毫米也為軸制結(jié)束時(shí)3號(hào)環(huán)件毛巧整體高度，單位為毫米；h 2為深槽內(nèi)側(cè)槽高度，單位 為毫米;hs為深槽外側(cè)槽高度，單位為毫米；a為連皮厚度，單位為毫米； 2) 確定軸制比K ; 矩形截面的環(huán)件軸制比取為K = 1. 5?3 ; 3) 確定1號(hào)環(huán)件毛巧高度： 采用閉式孔型軸制，1號(hào)環(huán)件毛巧整體高度為hi =化+2h 3,其中h為最終單個(gè)薄型環(huán)件 的高度； 4) 確定1號(hào)環(huán)件毛巧內(nèi)徑d。和外徑D。： 基于塑性變形體積不變?cè)?，W及環(huán)件軸制比和3號(hào)環(huán)件毛巧高度確定1號(hào)環(huán)件毛巧 內(nèi)徑d。和外徑D。為
5) 根據(jù)W上設(shè)計(jì)，首先下料，將椿料在電爐中加熱至120(TC，然后將椿料在壓力機(jī)上
進(jìn)行徵粗、沖孔、去連皮，并退火消除內(nèi)應(yīng)力，最終軸制成徑向截面為矩形截面的圓環(huán)體形 的1號(hào)環(huán)件毛巧。
3. 按照權(quán)利要求1所述的薄型環(huán)件多環(huán)軸制成形方法，其特征在于，所述的驅(qū)動(dòng)漉 (1)和巧漉似的設(shè)計(jì)步驟如下： 1) 確定驅(qū)動(dòng)漉（1)和巧漉（2)工作面的直徑： 為了使1號(hào)環(huán)件毛巧在軸制過(guò)程中既能夠連續(xù)咬入又保證環(huán)件可W鍛透，驅(qū)動(dòng)漉（1) 和巧漉（2)直徑應(yīng)滿(mǎn)足W下條件： 驅(qū)動(dòng)漉（1)和巧漉似極限半徑化和R 2)
式中；而。1。、1^1。、3^分別為驅(qū)動(dòng)漉（1)和芯；漉（2)工作面的最小半徑^及1號(hào)環(huán)件毛 巧內(nèi)外半徑，單位均為mm;e =arctany為摩擦角，y為摩擦系數(shù)，對(duì)于45鋼取為0. 5。 2) 驅(qū)動(dòng)漉（1)最大半徑受到礙環(huán)機(jī)所允許的驅(qū)動(dòng)漉（1)和巧漉（2)中屯、距尺寸限制； 巧漉（2)的最大半徑不能超過(guò)1號(hào)環(huán)件毛巧內(nèi)孔半徑； 3) 巧漉型腔尺寸設(shè)計(jì)： 巧漉（2)設(shè)計(jì)為閉式孔型，型腔寬度B。最小值不能大于1號(hào)環(huán)件毛巧的壁厚；型腔高 度hc=h 1+0. 3?0. 5mm，巧漉型腔傾斜度a取值為a =1°?3° ;并在型腔圓柱面與巧 漉2上下臺(tái)階處進(jìn)進(jìn)行倒角Rc，值取為Rc= 3mm，型腔上下臺(tái)階高度取值為h t= h ; 4) 第二驅(qū)動(dòng)漉（6)尺寸設(shè)計(jì) 第二驅(qū)動(dòng)漉化）的作用是將2號(hào)環(huán)件毛巧切割為=個(gè)相連的薄型環(huán)件毛巧，具體尺寸 如下： 第二驅(qū)動(dòng)漉化）的工作半徑Rs等于驅(qū)動(dòng)漉（1)的半徑Ri;即R3=Ri; 第二驅(qū)動(dòng)漉化）的高度hd= h,2+2h+化3+t f是第二驅(qū)動(dòng)漉（6)兩凸臺(tái)外側(cè)上下兩圓 柱面處高出單個(gè)薄型環(huán)件的高度值，一般取f A _ 兩結(jié)構(gòu)相同的凸臺(tái)之間的高度心=h+Ah, A -般取0.01巧凸臺(tái)截面皆設(shè)計(jì)為等腰 梯形，并在凸臺(tái)外側(cè)設(shè)計(jì)圓角Rs，其值為Rs= R-0. 1?0. 3mm，其中R為3號(hào)環(huán)件毛巧凹槽 處的圓角半徑，其具體尺寸如下： 凸臺(tái)內(nèi)側(cè)高度=非.外側(cè)高度&S4 =非S3.外側(cè)圓角半徑Rs= 0. 5mm; 凸臺(tái)用于切槽部分寬度：與=.其中a為3號(hào)環(huán)件毛巧軸制結(jié)束時(shí)連皮厚 度。
4. 按照權(quán)利要求1所述的薄型環(huán)件多環(huán)軸制成形方法，其特征在于，所述的選擇驅(qū)動(dòng) 漉（1)轉(zhuǎn)速與巧漉（2)進(jìn)給速度的成形參數(shù)的步驟如下：
_ vR 1) 驅(qū)動(dòng)漉（1)旋轉(zhuǎn)速度用ni表示：《1 = 其中；V為進(jìn)給速度，單位為mm/s ; A h為每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，單位為mm。 2) 在軸制過(guò)程中巧漉（2)在兩個(gè)軸制階段中都起到作用，巧漉（2)通過(guò)液壓缸可W上 下移動(dòng)，巧漉（2)進(jìn)給速度與每轉(zhuǎn)進(jìn)給量成正比，其應(yīng)該既滿(mǎn)足能夠保證環(huán)件鍛透又應(yīng)該 保證環(huán)件能夠正常咬入，所W其極限值如下：
式中；Ri、R2分別為驅(qū)動(dòng)漉（1)和巧漉（2)的半徑，R、r分別為1號(hào)環(huán)件毛巧的外、內(nèi)半 徑，單位均為mm;e =arctany為為摩擦角，y為摩擦系數(shù)； 3) 在軸制深槽過(guò)程中，為了保證第二驅(qū)動(dòng)漉（6)能夠順利切入2號(hào)環(huán)件毛巧，在初始階 段巧漉（2)采用小進(jìn)給量，防止巧漉（2)在切入2號(hào)環(huán)件毛巧時(shí)金屬變形嚴(yán)重，在進(jìn)行軸制 平穩(wěn)時(shí)采用大進(jìn)給量，節(jié)約時(shí)間，提高生產(chǎn)率，在整圓階段是降低進(jìn)給速度，保證整圓質(zhì)量。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了薄型環(huán)件多環(huán)軋制成形方法,旨在克服現(xiàn)有薄型環(huán)件加工過(guò)程中生產(chǎn)效率低與環(huán)件性能差的問(wèn)題，所述的薄型環(huán)件多環(huán)軋制成形方法的步驟如下：1.制坯：即制備1號(hào)環(huán)件毛坯；2.軋制孔型設(shè)計(jì)；3.成形參數(shù)設(shè)計(jì)；4.軋制成形：1)將1號(hào)環(huán)件毛坯套在芯輥(2)上，芯輥(2)上移軋制1號(hào)環(huán)件毛坯，當(dāng)將1號(hào)環(huán)件毛坯軋制成形為2號(hào)環(huán)件毛坯時(shí)進(jìn)入下一步驟；2)將芯輥(2)下移至與第二驅(qū)動(dòng)輥(6)將2號(hào)環(huán)件毛坯夾持住，軋制深槽，當(dāng)深槽達(dá)到預(yù)定尺寸時(shí)深槽軋制階段結(jié)束即成形為3號(hào)環(huán)件毛坯；3)取下3號(hào)環(huán)件毛坯采用車(chē)床車(chē)除3號(hào)環(huán)件毛坯上的內(nèi)圈連皮，三個(gè)薄型環(huán)件毛坯分離，對(duì)薄型環(huán)件毛坯平整端面最終加工出合格的薄型環(huán)件。
【IPC分類(lèi)】B21H1-06
【公開(kāi)號(hào)】CN104588549
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410713414
【發(fā)明人】于鳴, 張少江, 趙勇, 金明華
【申請(qǐng)人】吉林大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年5月6日
【申請(qǐng)日】2014年11月29日