一種楔橫軋反楔增加空心軸過渡軸肩壁厚的方法
【專利摘要】本發明提供了一種楔橫軋反楔增加空心軸過渡軸肩壁厚的方法，技術方案為圓形空心坯料加熱到軋制溫度，通過軸向推料裝置將其送入兩個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，每圈完成一個空心零件的生產。反楔和正楔組合的模具，其中反楔部分用于實現過渡軸肩壁厚的增加，要求反楔的另一側軸向無展寬；正楔部分實現空心零件其余臺階的成形。本發明的技術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，并且生產效率高、材料利用率高、機加工余量小、廢品率低、生產環境好。
【專利說明】一種楔橫軋反楔增加空心軸過渡軸肩壁厚的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于金屬塑性成形【技術領域】，特別提供了一種楔橫軋隨形軋制空心零件反楔增加過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由大直徑向小直徑過渡位置軸肩壁厚的減薄問題，適用于空心零件的成形和整體空心車軸的成形。
技術背景
[0002]隨著汽車輕量化的發展，零件薄壁化、中空化是實現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注。
[0003]楔橫軋具有高效、節材，生產環境好等優點，在隨形軋制空心軸上已經有了部分應用，但是當軋制如圖1所示的空心軸類零件時，采用通常的正向軋制方法(簡稱正軋)，模具楔由軋件大直徑位置向兩側逐漸展寬，如圖2，3所示，軋件直徑壓縮，軸向向兩側延伸，在直徑過渡的軸肩位置出現了壁厚減薄現象，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用。整體增加零件壁厚來提高零件的強度，會顯著增加零件重量，提高材料成本。采用軸肩局部壁厚增加的方法，使過渡軸肩在外徑減小時，保證足夠的抗彎和抗扭截面系數，是更經濟的解決方法。為了充分發揮楔橫軋高效，節材，近凈成形的優勢，本發明通過改善楔橫軋的成形工藝，解決軸肩壁厚減薄的問題。
【發明內容】
[0004]本發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軸向推料裝置將其送入上下具有反楔和正楔組合的兩個模具之間；
步驟三、鋼坯在兩個模具作用下做回轉運動，軋制成軋件；
步驟四、所述軋件由軸向推料裝置從所述兩個模具之間推出，得到空心軸類零件。
[0005]進一步，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]進一步,步驟二中使用的所述兩個具有反楔和正楔組合的模具，反楔部分反楔的另一側軸向無展寬，實現過渡軸肩壁厚的增加；正楔部分實現空心零件其余臺階的成形。
[0007]本發明是一種楔橫軋隨形軋制空心軸反楔增加過渡軸肩壁厚的成形方法，其實現原理如下:
1.在軋件軸肩過渡段容易發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，同時為了保證金屬的流動方向，反楔的另一側軸向無展寬。可達到較好的增厚效果，壁厚h1相對于原始壁厚h0能增加15~25%。
[0008]2.反楔軋制完成，軸肩位置的壁厚增加，在此基礎上采用正楔軋制繼續實現空心零件其余臺階的成形。
[0009]本發明的技術方案適用于楔橫軋對稱空心軸類零件，如整體空心車軸的成形。采用這種楔橫軋工藝生產隨形對稱的空心軸類零件，獲得的軋件能得到精確的臺階形狀與尺寸，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，并且生產效率高、材料利用率高、機加工余量小、廢品率低、生產環境好。
【專利附圖】
【附圖說明】
[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為本發明中楔橫軋反軋和正軋組合的模具楔形圖。
[0015]圖6為本發明楔橫軋反軋和正軋組合的模具槽形圖。
[0016]圖7為本發明楔橫軋模具和軋件的三維圖。
[0017]圖8為本發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。
【具體實施方式】
[0019]本發明是利用楔橫軋工藝與設備，通過反楔和正楔組合工藝軋制空心零件，并實現軸肩壁厚增厚的成形方法。
[0020]實施例1
采用楔橫軋反楔和正楔組合工藝完成空心零件的軋制，并實現過渡軸肩壁厚增加。將鋼管坯料加熱到1000°c，通過軸向推料裝置將其送入兩個模具之間。空心坯料在模具作用下做回轉運動，軋件2被軋制成形，如圖7所示。成形結束后，軋件2由軸向推料裝置從兩個模具之間推出，得到圖8所示的空心零件毛坯，N處壁厚增加。整個過程在一臺楔橫軋機、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施實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計，前段的成形角和展寬角為%爲,后段的成形角和展寬角為%,爲。本實施例中，成形角泛丨=40° ,?= 25。，展
寬角A= 4。，爲=5。;還料外徑 g為120mm,內徑 g為70mm,軋件反楔位置軋后
直徑J 為邪?1。
[0022]實施例2
采用楔橫軋反楔和正楔組合工藝完成空心零件的軋制，并實現過渡軸肩壁厚增加。將鋼管坯料加熱到900°C，通過軸向推料裝置將其送入兩個模具之間。空心坯料在模具作用下做回轉運動，軋件2被軋制成形，如圖7所示。成形結束后，軋件2由軸向推料裝置從兩個模具之間推出，得到圖8所示的空心零件毛坯，N處壁厚增加。整個過程在一臺楔橫軋機、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施實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計，前段的成形角和展寬角為％爲 ，后段的成形角和展寬角為本實施例中，成形角Ofj= 20。 ，％=20。，展
寬角3 = 3 'B = 3° ;還料外徑 S為90_，內徑 S為65mm，乳件反楔位置乳后
直徑/T 為75mm。
[0024]實施例3
采用楔橫軋反楔和正楔組合工藝完成空心零件的軋制，并實現過渡軸肩壁厚增加。將鋼管坯料加熱到1100°C，通過軸向推料裝置將其送入兩個模具之間。空心坯料在模具作用下做回轉運動，軋件2被軋制成形，如圖7所示。成形結束后，軋件2由軸向推料裝置從兩個模具之間推出，得到圖8所示的空心零件毛坯，，N處壁厚增加。整個過程在一臺楔橫軋機、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施實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計，前段的成形角和展寬角
后段的成形角和展寬角為本實施例中，成形角&1= 60° ,a2= 35。，展
寬角i? = 6° 'β =1° ;坯料外徑 S為60mm，內徑 δ為33mm,軋件反楔位置軋后直徑為50mm。
`[0026]盡管已經示出和描述了本發明的實施例，對于本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本發明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的范圍由所附權利要求及其等同限定。
【權利要求】
1.一種楔橫軋反楔增加空心軸過渡軸肩壁厚的方法，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軸向推料裝置將其送入上下具有反楔和正楔組合的兩個模具之間； 步驟三、鋼坯在兩個模具作用下做回轉運動，軋制成軋件； 步驟四、所述軋件由軸向推料裝置從所述兩個模具之間推出，得到空心軸類零件。
2.根據權利要求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.根據權利要求1所述的方法，其特征在于:所述步驟二中使用的所述兩個具有反楔和正楔組合的模具，反楔部分反楔的另一側軸向無展寬，實現過渡軸肩壁厚的增加；正楔部分實現空心零件其余臺階的成形。
【文檔編號】B21H8/00GK103878274SQ201410104453
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月20日 優先權日:2014年3月20日
【發明者】楊翠蘋, 胡正寰, 張康生, 王寶雨, 劉晉平, 貢乾坤, 鄭振華 申請人:北京科技大學