一種采用橢圓環(huán)鍛件生產(chǎn)非標準半環(huán)零部件的制造方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種采用橢圓環(huán)鍛件生產(chǎn)非標準半環(huán)零部件的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，針對非標準半環(huán)零部件的加工方法一直存在技術(shù)上的困難。本領域中所指的非標準半環(huán)鍛件，通常形狀結(jié)構(gòu)如圖1。其中R和r為半環(huán)外、內(nèi)徑，A、B為過中心線的弦長，非標準半環(huán)零部件的截面一般為矩形也可為異形截面。目前對于非標準半環(huán)零件的制造主要有兩種方式，一是采用自由鍛方式將坯料鍛成矩形截面的長條，再使用壓機將長條在特定弧度的模具上逐步彎曲成半環(huán)鍛件，然后機加成型；另一種方式是將兩個半環(huán)相對拼接成一個整環(huán)，由于拼接面一般均不在半環(huán)的中心面，因此，這個整環(huán)的形狀類似于一個橢圓環(huán)，形狀如圖2中A。在考慮后期的變形和加工余量情況下，需要將橢圓環(huán)內(nèi)外徑和高度通過包容體圓環(huán)余量設計為標準圓環(huán)，如圖2中雙點劃線B所示，再通過環(huán)鍛工藝完成對包容體標準環(huán)鍛件的制造，最后再將環(huán)鍛件從中心切割后分別進行機加工得到最終非標準半環(huán)產(chǎn)品。
[0003]從以上兩種工藝方案可看出，第一種方法，也稱為自由鍛設計，工序周期長、操作質(zhì)量不易控制、且生產(chǎn)效率低，目前已很少采用；第二種方法，也稱為包容體環(huán)鍛設計(標準環(huán)鍛件設計)，一次可以生產(chǎn)2件非標準半環(huán)產(chǎn)品，生產(chǎn)效率高，且采用環(huán)乳機生產(chǎn)環(huán)鍛件的尺寸和質(zhì)量控制較容易實現(xiàn)。但是，當要求的非標準半環(huán)產(chǎn)品兩端過中心的弦長A、B越大時，通過第二種工藝生產(chǎn)所需的材料就會急劇增加，截至目前仍然沒有很好的解決產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的余量精化問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了進一步解決上述非標準半環(huán)零部件生產(chǎn)過程中的余量精化問題，本發(fā)明提供一種采用橢圓環(huán)鍛件生產(chǎn)非標準半環(huán)零件的設計及制造方法。
[0005]本發(fā)明提供的所述制造方法包括如下步驟:
[0006]第一步橢圓環(huán)鍛件的設計；
[0007]第二步制造標準環(huán)；
[0008]第三步預制橢圓環(huán)鍛件，得到的橢圓環(huán)鍛件做去應力處理；
[0009]第四步將所述橢圓環(huán)鍛件劃線切半環(huán)；
[0010]第五步將得到的半環(huán)進行機加工得最終產(chǎn)品。
[0011]優(yōu)選的，所述第一步橢圓環(huán)鍛件的設計是將半環(huán)拼接后的形狀轉(zhuǎn)換為橢圓形狀，并在橢圓的基礎上設計余量。
[0012]優(yōu)選的，所述半環(huán)拼接，是將非標準半環(huán)零件沿其圓心旋轉(zhuǎn)180°后再相對拼接以使半環(huán)兩端過中心的弦長(A、B)不相等時得到的橢圓環(huán)鍛件長短軸相差最小。
[0013]優(yōu)選的，所述橢圓環(huán)鍛件設計，是將得到的拼接環(huán)按橢圓形狀加放余量，并使外徑的加放余量大于內(nèi)徑的加放余量。
[0014]優(yōu)選的，所述第二步制造標準環(huán)是將加放余量后的橢圓環(huán)鍛件根據(jù)體積和截面不變將橢圓形狀轉(zhuǎn)換為標準環(huán)。
[0015]優(yōu)選的，所述第三步預制橢圓環(huán)鍛件是經(jīng)過切料、加熱、鍛造制環(huán)坯、輾環(huán)工序得到標準環(huán)鍛件，將標準環(huán)鍛件經(jīng)預熱后通過拉伸裝置將環(huán)件整形為橢圓環(huán)鍛件。
[0016]優(yōu)選的，得到的橢圓環(huán)鍛件再通過去應力和穩(wěn)定化處理。
[0017]優(yōu)選的，所述拉伸裝置是由頂出油缸、底座以及墊塊工裝組成。
[0018]優(yōu)選的，所述第四步劃線切半環(huán)是通過劃線，將橢圓環(huán)沿短軸方向切開，分為兩個橢圓半環(huán)。
[0019]本發(fā)明所采用制造工藝利用了橢圓和圓在形狀轉(zhuǎn)化時的特點，設計時通過半環(huán)拼接形成橢圓環(huán)，經(jīng)過加放余量設計橢圓環(huán)鍛件，再由橢圓環(huán)轉(zhuǎn)換為標準圓環(huán)的逆向設計思路。生產(chǎn)時通過鍛造、輾環(huán)得到逆向設計的標準環(huán)鍛件，再經(jīng)過拉伸裝置實現(xiàn)標準圓環(huán)鍛件變形為橢圓環(huán)。再經(jīng)過后續(xù)劃線、切割及加工得到半環(huán)產(chǎn)品。
[0020]本發(fā)明提供的橢圓環(huán)鍛件設計和制造工藝，改進了傳統(tǒng)標準環(huán)鍛件的余量設計方式，利用半環(huán)拼接后橢圓的形狀特點，按橢圓環(huán)形狀設計余量，極大降低了鍛件余量消耗，同時更好的保持了環(huán)鍛件的金屬纖維流線，有利于產(chǎn)品組織性能的穩(wěn)定。
[0021]同時，與傳統(tǒng)標準環(huán)鍛件工藝相比沒有增加大的設備投入，只需要增加一個簡易的拉伸裝置即可，生產(chǎn)效率與原方案基本相同，而余量卻極大精化，尤其在生產(chǎn)特大型非標準半環(huán)產(chǎn)品時有突出的經(jīng)濟效益。
[0022]進一步的，由于橢圓環(huán)鍛設計余量更均勻，在后續(xù)機加工時，不易產(chǎn)生加工變形，更容易保證非標準半環(huán)的產(chǎn)品加工質(zhì)量。
[0023]進一步的，本發(fā)明的采用橢圓環(huán)鍛件的工藝設計原理和制造工藝與傳統(tǒng)自由鍛和標準環(huán)鍛件相比，還有以下明顯的技術(shù)效果:
[0024]1、采用本發(fā)明的工藝方案，較包容體環(huán)鍛設計和自由鍛設計分別節(jié)省材料20%?30%以上，且過半環(huán)弦長A、B越大時節(jié)約效果越明顯；
[0025]2、采用本發(fā)明的工藝方案，較半包容體環(huán)鍛設計和自由鍛設計更具操作性，且工藝風險??；
[0026]3、在產(chǎn)品熱處理過程中，本發(fā)明的工藝方案是整環(huán)熱處理，便于吊裝操作，有效防止產(chǎn)品變形，降低了生產(chǎn)過程的安全風險，不需要制作專用吊具，且能避免變形，操作過程中安全性高；
[0027]4、通過本工藝方案生產(chǎn)的半環(huán)加工余量較小且分配均勻，加工后產(chǎn)品變形較小，而采用包容體環(huán)鍛設計和自由鍛設計生產(chǎn)的產(chǎn)品由于余量較大且分配不均給產(chǎn)品后續(xù)加工帶來較大變形。
[0028]5、采用本發(fā)明的工藝方案設計的標準環(huán)鍛件較采用上面自由鍛和包容體環(huán)鍛設計的環(huán)鍛件余量更精，且同樣易于在輾環(huán)設備上實現(xiàn)。
[0029]6、本發(fā)明的工藝設計原理和制造工藝適用于不同截面形狀半環(huán)的設計和生產(chǎn)，以及所有可經(jīng)鍛造變形的金屬材料的半環(huán)生產(chǎn)加工。
[0030]綜上所述，本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有明顯的技術(shù)效果，克服了現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，適于各類半環(huán)產(chǎn)品生產(chǎn)的推廣應用。
【附圖說明】
[0031 ] 圖1半環(huán)廣品不意圖。
[0032]圖2標準圓環(huán)包容體環(huán)鍛件設計。
[0033]圖3本發(fā)明橢圓環(huán)鍛件設計。
[0034]圖4本發(fā)明半環(huán)制造工藝。
[0035]圖5本發(fā)明拉伸裝置及拉伸工藝。
【具體實施方式】
[0036]結(jié)合圖3，本發(fā)明橢圓形半環(huán)鍛件設