專利名稱：一種楔橫軋多楔同步軋制同直徑軸類件光滑對接段軋制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于軸類零件塑性成形技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種楔橫軋多楔同步軋制同直徑軸類零件，內(nèi)楔和外楔對接段軋件光滑軋制方法，適用于長軸類零件多楔軋制成形。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)外實際應用成形如火車軸等大型長軸類零件的主要方法為鍛造成形，它的生產(chǎn)效率為每分鐘0.3～0.5根，材料利用率為65％左右；對于一些直徑小于φ120mm而長度在1000mm以下的長軸類零件，除采用鍛造方法外，也有部分采用楔橫軋單楔軋制成形，它的生產(chǎn)效率為每分鐘2～6根，材料利用率為78～82％。對于楔橫軋單楔軋制成形與鍛造成形比較，盡管生產(chǎn)效率和材料利用率都有了較大提高，但對于軋制長度較長的長軸類零件，單楔工藝因模具直徑和設備本體尺寸大幅度增大，投資成本大大提高，使單楔工藝在實際應用上受到一定程度的限制。
以典型的長軸類零件汽車半軸為例，如圖1所示的EQ153汽車半軸，圖中L1＝120mm，L2＝1033mm，L3＝110mm，L4＝892mm，d1＝φ95mm，d2＝φ53mm，d3＝φ63mm半軸細桿部(同一直徑)長度占整個半軸長度的70％以上。采用單楔軋制工藝和多楔軋制工藝所需的輥面長度如圖2所示，圖中LM＝2812.99mm，LS＝4300.81mm。采用多楔軋制所需模具直徑為φ1000mm，采用單楔工藝所需的模具直徑為φ1500mm。顯然，多楔軋制工藝軋制長軸類零件可以顯著降低成本，用較小設備即可代替單楔軋制而需要的龐大設備，易于實現(xiàn)長軸類零件的經(jīng)濟化生產(chǎn)。
多楔楔橫軋成形同直徑軸類零件時，由于內(nèi)外楔軋制存在一個過渡段，如何保證內(nèi)外楔過渡段軋制時軋件表面無折疊、重皮等缺陷，使軋件表面對接段軋制光滑，是多楔楔橫軋成形長軸類零件的一個關(guān)鍵問題。本專利就是在解決如何保證楔橫軋多楔軋制同直徑軸類件對接段軋制光滑關(guān)鍵問題的背景下發(fā)明的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種楔橫軋多楔同步軋制同直徑軸類零件，內(nèi)楔和外楔對接段軋件表面軋制光滑方法，解決多楔同步軋制同直徑軸類件內(nèi)外楔對接段軋件表面折疊、重皮等缺陷問題，保證軋件表面過渡光滑，實現(xiàn)長軸類零件的經(jīng)濟化生產(chǎn)。
楔橫軋多楔軋制同一直徑無臺階的軋件，外楔的起楔形狀，將直接影響到內(nèi)楔軋制對接段軋件在起楔位置的表面質(zhì)量，如對接段過渡處是否光滑平整，有無重皮折疊等。外楔起楔原則一是外楔楔入段不影響軋制時金屬的軸向流動；二是內(nèi)外楔過渡處軋件表面不產(chǎn)生缺陷，保證過渡光滑。本發(fā)明采用外楔楔入段將軋件軋成斜臺階作為對接形狀，如圖3所示，圖中αz為過渡角。
圖4為具體軋制工藝過程，內(nèi)楔首先楔入圓形坯料，見A-A位置；當內(nèi)楔楔入段結(jié)束后軋件形狀為V型錐面，見B-B位置；內(nèi)楔進入展寬時，外楔開始起楔，外楔起楔結(jié)束后外楔軋制的軋件形狀為V型錐面，對接段為斜臺階，見C-C位置，這種工藝類似軋制錐形零件，但必須要保證合理的過渡角；D-D位置是內(nèi)外楔均進入展寬時軋件的形狀，中間直徑大的部分需要由內(nèi)楔進一步軋制，包括軋制對接段為斜臺階，兩側(cè)直徑大的部分由外楔進一步軋制；E-E位置為軋制完成后軋件形狀，中間為細桿部，對接段軋制過渡光滑。
采用斜臺階形狀的起楔方式，關(guān)鍵要選擇合理的過渡角，金屬在對接處的延展才能夠比較平穩(wěn)地過渡，不形成折疊、重皮等缺陷，獲得光滑對接段同直徑軸類件。由于斷面收縮率和過渡角對過渡段軋件表面質(zhì)量影響最大，本發(fā)明根據(jù)理論分析和大量實驗結(jié)果，得到了不同斷面收縮率下，在內(nèi)外楔過渡段軋件表面不產(chǎn)生缺陷的過渡角選擇范圍斷面收縮率大于75％，過渡角選25°～35°；斷面收縮率在65％～75％，過渡角選35°～40°；斷面收縮率在45％～65％，過渡角選40°～45°；斷面收縮率在45％以下，過渡角選45°～50°。
本發(fā)明的優(yōu)點在于1)軋件表面質(zhì)量好，節(jié)省材料。
2)材料利用率提高，對于汽車半軸細桿部不需進行車削加工，通過軋制即可保證其精度，節(jié)能工序，降低生產(chǎn)成本。
3)擴大了楔橫軋多楔軋制技術(shù)的應用范圍。


圖1是EQ153汽車半軸，其中，L1＝120mm，L2＝1033mm，L3＝110mm，L4＝892mm，d1＝φ95mm，d2＝φ53mm，d3＝φ63mm圖2是EQ153汽車半軸模具展開圖，其中，多楔模具展開圖1，LM＝2812.99mm；單楔模具展開圖2，LS＝4300.81mm。
圖3為本發(fā)明的過渡段斜臺階示意圖，其中αz為過渡角。
圖4為本發(fā)明軋制工藝過程圖，其中A-A為軋件坯料圖，B-B為內(nèi)楔楔入段結(jié)束后軋件形狀，C-C為外楔起楔結(jié)束后軋出的軋件形狀，D-D為內(nèi)外楔均進入正常展寬時軋件的形狀，E-E軋制完成后軋件形狀。
圖5是本發(fā)明的一種軋制同直徑軸件多楔模具照片圖。
圖6是本發(fā)明軋制的同直徑軸件多楔模具展開圖，其中，α＝28°，β＝8°，αz＝35°，HH＝190.35mm，DD＝51.86mm，L1＝276.52mm，L2＝41.19mm。
圖7是本發(fā)明軋制的同直徑軸件的成品圖。
具體實施例方式
圖5、圖6和圖7為楔橫軋多楔成形光軸的一個實施例，過渡角αz＝35°，將直徑Φ＝40mm，長度為210mm的圓棒料毛坯，加熱溫度為1100℃左右，通過軸向進料裝置送入兩個同向旋轉(zhuǎn)的具有兩對楔的楔橫軋多楔模具間進行軋制，模具直徑為φ630mm，模具圖為圖5，展開圖為圖6，圖6中各參數(shù)值如下α＝28°，β＝8°，αz＝35°，HH＝190.35mm，DD＝51.86mm，L1＝276.52mm，L2＝41.19mm，L3＝427.14mm，L4＝1282.92mm，多楔軋制同直徑軸的成品(長為460mm)如圖7所示。
權(quán)利要求
1.一種楔橫軋多楔同步軋制同直徑軸類件光滑對接段軋制方法，其特征在于，內(nèi)楔首先楔入A-A位置圓形坯料；當內(nèi)楔楔入段結(jié)束后軋件形狀為B-B位置的V型錐面；內(nèi)楔進入展寬段時，外楔開始起楔，外楔起楔結(jié)束后外楔軋出的軋件形狀為C-C位置的錐狀，對接段為斜臺階；之后，內(nèi)外楔均進入展寬軋制，內(nèi)楔軋制對接段斜臺階，直至軋制結(jié)束；采用斜臺階形狀的起楔方式，按照斷面收縮率大于75％，過渡角選25°～35°；斷面收縮率在65％～75％，過渡角選35°～40°；斷面收縮率在45％～65％，過渡角選40°～45°；斷面收縮率在45％以下，過渡角選45°～50°，選取過渡角，金屬在對接處的延展就能夠平穩(wěn)地過渡，不形成折疊、重皮缺陷，獲得光滑對接段同直徑軸類件。
全文摘要
一種楔橫軋多楔同步軋制同直徑軸類件光滑對接段軋制方法，屬于軸類零件塑性成形技術(shù)領(lǐng)域。內(nèi)楔首先楔入A－A位置圓形坯料；當內(nèi)楔楔入段結(jié)束后軋件形狀為B－B位置的V型錐面；內(nèi)楔進入展寬段時，外楔開始起楔，外楔起楔結(jié)束后外楔軋出的軋件形狀為C－C位置的錐狀，對接段為斜臺階；之后，內(nèi)外楔均進入展寬軋制，內(nèi)楔軋制對接段斜臺階，直至軋制結(jié)束；采用斜臺階形狀的起楔方式。金屬在對接處的延展就能夠平穩(wěn)地過渡，不形成折疊、重皮缺陷，獲得光滑對接段同直徑軸類件。有點在于，軋件表面質(zhì)量好，節(jié)省材料；材料利用率提高，對于汽車半軸細桿部不需進行車削加工，保證其精度，節(jié)能工序，降低生產(chǎn)成本。
文檔編號B21B37/56GK1970191SQ20061016503
公開日2007年5月30日 申請日期2006年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月12日
發(fā)明者束學道, 胡正寰, 趙靜, 顏世公, 李玉京 申請人:北京科技大學