整體脹形擠壓驅(qū)動(dòng)橋殼體方變圓輥鍛制坯方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種整體脹形擠壓驅(qū)動(dòng)橋殼體方變圓輥鍛制坯方法，為克服空心件輥鍛制坯的管壁增厚、壁厚不均勻的問題，本發(fā)明所述的方法的步驟:1)下料；2)加熱；3)輥鍛制坯：在輥鍛機(jī)上并采用芯模進(jìn)行兩道次輥鍛成形與一道次整形輥鍛：(1)第一道次輥鍛成形；輥鍛機(jī)鍛輥旋轉(zhuǎn)一周完成管坯(5)右端第一道次輥鍛成形，方形管輥鍛成橢圓形截面管，同時(shí)管坯(5)與芯模(6)分離；(2)第二道次輥鍛成形：橢圓形截面管輥鍛成圓形管；(3)整形輥鍛；(4)將經(jīng)過整形輥鍛的管坯(5)旋轉(zhuǎn)180度，夾鉗夾住管坯(5)的右端，以相同方法輥鍛成形管坯(5)未成形的左端即鉗口開始時(shí)夾持的一端；4)空冷；5)校直；6)定尺切割兩端頭。
【專利說明】
整體脹形擠壓驅(qū)動(dòng)橋殼體方變圓輥鍛制坯方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于金屬塑性成形技術(shù)領(lǐng)域的一種加工方法，更確切地說，本發(fā)明涉及一種針對載重汽車整體脹形擠壓驅(qū)動(dòng)橋殼體方變圓輥鍛制坯方法。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車制造業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)，而載重汽車驅(qū)動(dòng)橋又是汽車重要零部件。據(jù)相關(guān)調(diào)查顯示:每減1%的車身重量就會(huì)減少0.6%?1.0%的耗油量，因此汽車零件的薄壁化、中空化是汽車輕量化生產(chǎn)發(fā)展的方向，這就要求汽車每個(gè)零部件在滿足強(qiáng)度和剛度的條件下盡可能輕量化。
[0003]驅(qū)動(dòng)橋主要承擔(dān)驅(qū)動(dòng)、承載、制動(dòng)的功能，是汽車的主要零部件之一，目前整體驅(qū)動(dòng)橋殼體主要的制造工藝有鑄造殼體、沖-焊殼體、內(nèi)高壓成形殼體、整體脹形擠壓殼體。鑄造成形一般用鑄鐵或鑄鋼鑄造成橋殼本體，再將半軸套管壓入橋殼兩端，其壁厚可變，強(qiáng)度、剛度好，但整體質(zhì)量大、廢品率高、污染嚴(yán)重，不適合汽車輕量化生產(chǎn);沖焊殼體主要是將兩塊鋼板分別沖壓成半橋殼，再將兩個(gè)半橋殼對焊在一起，其質(zhì)量輕、易于自動(dòng)化生產(chǎn)、強(qiáng)度好，但工序多，材料利用率低，常出現(xiàn)漏油、斷裂等現(xiàn)象；內(nèi)高壓成形殼體是將大直徑鋼管兩端縮徑，再內(nèi)高壓成形中間凸包部分，其材料利用率高，重量輕，工序少、可成形復(fù)雜形狀，但投資大，成形困難，生產(chǎn)率低，應(yīng)用于中、輕型汽車;整體脹形擠壓殼體是將無縫鋼管兩端軸頭部分?jǐn)D壓成半軸套管，中間熱脹中心孔，這種橋殼與鑄造、沖焊橋殼相比可滿足橋殼輕量化要求，與沖焊成形相比減少了焊縫和機(jī)加工可提高材料利用率，簡化工藝流程，提高機(jī)械性能，與內(nèi)高壓成形相比設(shè)備成本低，易于成形，因此整體脹形擠壓成形的驅(qū)動(dòng)橋殼體將會(huì)廣泛的應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中。
[0004]整體脹形擠壓殼體常采用方形管坯來成形，這樣軸頭處必須變成圓形。由于方管四個(gè)棱角處變形量大，變形不穩(wěn)，直接用方管擠壓縮徑難度大，極易出現(xiàn)軸向失穩(wěn)，因此可先將方截面變成光滑的圓截面再進(jìn)行擠壓縮徑成形半軸部分。常見的空心件成形工藝有旋壓、徑向鍛造、拉拔等，這些工藝設(shè)備成本高，而輥鍛制坯效率高，設(shè)備投資低，且適用于大塑性變形，可以獲得擠壓軸頭所需的形狀和尺寸精度較高的理想圓管形坯料，使軸頭端的擠壓成為可能。本項(xiàng)發(fā)明就是為擠壓軸頭提供理想的圓形管狀坯料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服了現(xiàn)有技術(shù)存在的空心件輥鍛制坯的管壁增厚、壁厚不均勻的問題，提供了一種整體脹形擠壓驅(qū)動(dòng)橋殼體方變圓輥鍛制坯方法。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:所述的整體脹形擠壓驅(qū)動(dòng)橋殼體方變圓輥鍛制坯方法包括步驟如下:
[0007]I)下料；
[0008]2)加熱；
[0009]3)輥鍛制坯:
[0010]在輥鍛機(jī)上并采用芯模進(jìn)行兩道次輥鍛成形與一道次整形輥鍛:
[0011](I)第一道次輥鍛成形
[0012]輥鍛機(jī)械手鉗口夾住管坯的左端并將管坯的右端套在第一道次芯模的外表面上，同時(shí)管坯與第一道次輥鍛模具定位即管坯的右端送入第一道次輥鍛模具內(nèi)，其中第一道次芯模位置固定且與鍛輥垂直，輥鍛機(jī)鍛輥旋轉(zhuǎn)一周完成管坯右端的第一道次輥鍛成形，方形管輥鍛成橢圓形截面管，同時(shí)管坯與第一道次芯模分離；
[0013](2)第二道次輥鍛成形
[0014]輥鍛機(jī)械手將第一道次輥鍛件平移至第二個(gè)工位，夾鉗將第一道次輥鍛件沿其軸線旋轉(zhuǎn)90°，套在第二道次芯模并與第二道次輥鍛模具定位，鍛輥旋轉(zhuǎn)一周完成第二道次輥鍛成形，橢圓形截面管輥鍛成圓形管；
[0015](3)整形輥鍛
[0016]輥鍛機(jī)械手再將第二道次輥鍛件平移至第三個(gè)工位，夾鉗將第二道次輥鍛件沿軸線旋轉(zhuǎn)90°，套在整形輥鍛芯模并與整形輥鍛的輥鍛模具定位，鍛輥旋轉(zhuǎn)一周完成整形輥鍛，消除第二道次成形圓形截面管時(shí)輥縫處形成的金屬凸起；
[0017](4)將經(jīng)過整形輥鍛的輥鍛件放在落料臺(tái)上旋轉(zhuǎn)180度，機(jī)械手夾鉗夾住管坯的右端，以相同的方法步驟輥鍛成形管坯未成形的左端，得到管坯左、右兩端均整形的輥鍛件；
[0018]4)空冷；
[0019]5)校直；
[0020]6)定尺切割兩端頭。
[0021]技術(shù)方案中所述的下料是指:根據(jù)要加工成的整體驅(qū)動(dòng)橋殼體的最大方形截面確定管坯的規(guī)格，采用帶鋸機(jī)將熱乳方形無縫鋼管切割成要求尺寸的管坯，所述的要求尺寸的管坯長為L4，L4 = a+b+2c
[0022]式中:a為根據(jù)體積不變定律確定的管還長度尺寸，單位為mm;
[0023]b為考慮加工余量所對應(yīng)的管坯長度尺寸，單位為mm;
[0024]c為輥鍛過程管坯端部夾鉗部位需要的長度尺寸，一般為20mm?50mm。
[0025]技術(shù)方案中所述的加熱是指:采用中頻感應(yīng)加熱爐分別將切割好的管坯左、右各長為Lo的兩端加熱到始鍛溫度，通常1000 V?1200 V ;
[0026]其中:Lo= d+e+(20 ?50)mm，
[0027]d為需要變圓管區(qū)段的方管長度，單位為mm;
[0028]e為過渡區(qū)對應(yīng)的方管長度，單位為mm。
[0029]技術(shù)方案中所述的空冷是指:輥鍛機(jī)械手將左、右兩端均整形的輥鍛件放置在空氣中自然冷卻。
[0030]技術(shù)方案中所述的校直是指:輥鍛機(jī)械手將經(jīng)空冷處理的輥鍛件放在全自動(dòng)校直機(jī)上，全自動(dòng)校直機(jī)的夾持裝置將經(jīng)空冷處理的輥鍛件兩端夾緊，自動(dòng)將輥鍛件校直。
[0031]技術(shù)方案中所述的定尺切割兩端頭是指:采用帶鋸機(jī)分別切割校直后的輥鍛件的左、右兩端，保證左、右兩端圓截面管段長度均為LI，得到最終的輥鍛件。
[0032]與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的有益效果是:
[0033]1.本發(fā)明所述的整體脹形擠壓驅(qū)動(dòng)橋殼體方變圓輥鍛制坯方法與常見的空心件輥鍛制坯工藝相比多了個(gè)芯模，通過芯模與上、下輥鍛模之間的間隙得到所需形狀尺寸的?iz: 口廣PR ο
[0034]2.本發(fā)明所述的整體脹形擠壓驅(qū)動(dòng)橋殼體方變圓輥鍛制坯方法可以有效解決厚壁空心件輥鍛過程出現(xiàn)的管壁增厚、壁厚不均勻問題，對于載重車驅(qū)動(dòng)橋殼毛坯的制備有著重要意義，有利于汽車輕量化生產(chǎn)。
[0035]3.本發(fā)明所述的整體脹形擠壓驅(qū)動(dòng)橋殼體方變圓輥鍛制坯方法材料利用率高，輥鍛穩(wěn)定性和成形精度高于厚壁空心件無芯模輥鍛制坯，有利于零部件輕量化生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0036]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明:
[0037]圖1是本發(fā)明所述的整體脹形擠壓驅(qū)動(dòng)橋殼體方變圓輥鍛制坯方法的示意圖；
[0038]圖2_a是本發(fā)明所述的整體脹形擠壓驅(qū)動(dòng)橋殼體方變圓輥鍛制坯方法所加工的某載重車驅(qū)動(dòng)橋殼的主視圖；
[0039]圖2_b是本發(fā)明所述的整體脹形擠壓驅(qū)動(dòng)橋殼體方變圓輥鍛制坯方法所加工的某載重車驅(qū)動(dòng)橋殼的左視圖；
[0040]圖3是本發(fā)明所述的整體脹形擠壓驅(qū)動(dòng)橋殼體方變圓輥鍛制坯方法中要制備的坯料的主視圖；
[0041 ]圖4-a是圖3中A-A處坯料的剖面圖；
[0042]圖4-b是圖3中B-B處坯料的剖面圖；
[0043]圖5-a是本發(fā)明所述的整體脹形擠壓驅(qū)動(dòng)橋殼體方變圓輥鍛制坯方法成形某載重車整體式橋殼的實(shí)施例中所采用的管坯的主視圖；
[0044]圖5-b是圖5-a中C-C處管坯的剖面圖；
[0045]圖6-a是本發(fā)明所述的整體脹形擠壓驅(qū)動(dòng)橋殼體方變圓輥鍛制坯方法所采用的第一道次輥鍛模具的主視圖；
[0046]圖6-b是圖6-a中D向第一道次輥鍛模具的上模的向視圖；
[0047]圖6-c是圖6-a中E-E處第一道次輥鍛模具的剖面圖；
[0048]圖7-a是本發(fā)明所述的整體脹形擠壓驅(qū)動(dòng)橋殼體方變圓輥鍛制坯方法的第一道次輥鍛件的主視圖；
[0049]圖7-b是圖7-a中F-F處第一道次輥鍛件的剖面圖；
[0050]圖7-c是圖7-a中G-G處第一道次輥鍛件的剖面圖；
[0051]圖8-a是本發(fā)明所述的整體脹形擠壓驅(qū)動(dòng)橋殼體方變圓輥鍛制坯方法所采用的第二道次輥鍛模具的主視圖；
[0052]圖8-b是圖8-a中H向第二道次輥鍛模具的上模的向視圖；
[0053]圖8-c是圖8-a中1-1處第二道次輥鍛模具的剖面圖；
[0054]圖9是本發(fā)明所述的整體脹形擠壓驅(qū)動(dòng)橋殼體方變圓輥鍛制坯方法的輥鍛制坯過程中所采用整形道次芯模的主視圖；
[0055]圖ΙΟ-a是本發(fā)明所述的整體脹形擠壓驅(qū)動(dòng)橋殼體方變圓輥鍛制坯方法有芯模輥鍛件的圓截面處的剖面圖；
[0056]圖10-b是本發(fā)明所述的整體脹形擠壓驅(qū)動(dòng)橋殼體方變圓輥鍛制坯方法無芯模輥鍛件的圓截面處的剖面圖；
[0057]圖11為本發(fā)明所述的整體脹形擠壓驅(qū)動(dòng)橋殼體方變圓輥鍛制坯方法的流程框圖；
[0058]圖中:1.上鍛輥，2.下鍛輥，3.上模，4.下模，5.管坯，6.第一道次芯模。
[0059]【具體實(shí)施方式】下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細(xì)的描述:
[0060]本發(fā)明的目的在于提供一種載重車整體脹形擠壓驅(qū)動(dòng)橋殼體方變圓輥鍛制坯方法，通過在輥鍛過程加芯模將方管兩端輥鍛成與方管壁厚相同的圓截面管，以供后續(xù)擠壓半軸套管使用。其中芯模固定不動(dòng)，起到了內(nèi)模的作用，有利于管坯內(nèi)表面金屬軸向流動(dòng)，可以有效的控制管坯的壁厚，使壁厚均勻化，提高管件的質(zhì)量和精度，增加材料的利用率。同時(shí)芯模的使用還增加了對管坯內(nèi)表面的支撐作用，使整個(gè)輥鍛過程的穩(wěn)定性提高。
[0061]本發(fā)明所述的整體脹形擠壓驅(qū)動(dòng)橋殼體方變圓輥鍛制坯方法，經(jīng)過方形-橢圓形-圓形型槽系兩道次輥鍛成形，其具體步驟如下:
[0062]1.下料
[0063]參閱圖5-a與圖5-b，根據(jù)要加工成的整體驅(qū)動(dòng)橋殼體的最大方形截面確定管坯的規(guī)格，再用帶鋸機(jī)將熱乳方形無縫鋼管切割成要求尺寸的管坯，所述的要求尺寸的管坯5長為L4，其中:L4 = a+b+2c
[0064]式中:a為根據(jù)體積不變定律確定的管還長度尺寸，單位為mm;
[0065]b為考慮加工余量所對應(yīng)的管坯長度尺寸，單位為mm;
[0066]c為輥鍛過程管坯端部夾鉗部位需要的長度尺寸，一般為20mm?50mm;
[0067]2.加熱
[0068]采用中頻感應(yīng)加熱爐分別將切割好的管坯左右各長為Lo的兩端加熱到始鍛溫度，通常 1000°C ?1200°C;
[0069]其中:Lo= d+e+(20 ?50)mm，
[0070]d為需要變圓管區(qū)段的方管長度，單位為mm;
[0071]e為過渡區(qū)對應(yīng)的方管長度，單位為mm;
[0072]3.輥鍛制坯
[0073]在D42-1000輥鍛機(jī)上并采用芯模進(jìn)行(方-橢圓-圓)兩道次輥鍛成形與一道次整形輥鍛:
[0074]I)第一道次輥鍛成形
[0075]輥鍛機(jī)械手鉗口夾住管坯5的左端并將管坯5的右端套在第一道次芯模6外表面上，同時(shí)管坯5與第一道次輥鍛模具定位即管坯5右端送入輥鍛模具內(nèi)，其中第一道次芯模6位置固定且與鍛輥垂直，輥鍛機(jī)鍛輥旋轉(zhuǎn)一周完成管坯5右端的第一道次輥鍛成形，方形截面管輥鍛成橢圓形截面管，同時(shí)管坯5與第一道次芯模6分離；
[0076]2)第二道次輥鍛成形
[0077]輥鍛機(jī)械手將第一道次輥鍛件平移至第二個(gè)工位，夾鉗將第一道次輥鍛件沿其軸線旋轉(zhuǎn)90°，套在第二道次芯模并與第二道次輥鍛模定位，鍛輥旋轉(zhuǎn)一周完成第二道次輥鍛成形，橢圓形截面管輥鍛成圓形截面管；
[0078]3)整形輥鍛
[0079]輥鍛機(jī)械手再將第二道次輥鍛件平移至第三個(gè)工位，夾鉗將第二道次輥鍛件沿其軸線旋轉(zhuǎn)90°，套在整形輥鍛芯模并與整形輥鍛的輥鍛模定位，鍛輥旋轉(zhuǎn)一周完成整形輥鍛，消去第二道次成形圓形截面管時(shí)輥縫處形成的金屬凸起；
[0080]4)最后輥鍛機(jī)械手將整形輥鍛件旋轉(zhuǎn)180°放在落料臺(tái)上，機(jī)械手夾鉗夾住管坯已整形輥鍛成圓形截面管的右端，以相同的方法輥鍛成形管坯未成形的左端，得到左、右兩端均整形的輥鍛件；
[0081 ] 4.空冷；
[0082]輥鍛機(jī)械手將左右兩端均整形的輥鍛件放置在一起在空氣中自然冷卻；
[0083]5.校直；
[0084]輥鍛機(jī)械手將經(jīng)空冷處理的輥鍛件放在全自動(dòng)校直機(jī)的正確位置，校直機(jī)的夾持裝置將輥鍛件兩端夾緊，自動(dòng)將輥鍛件校直；
[0085]6.定尺切割兩端頭。
[0086]參閱圖3，采用帶鋸機(jī)分別切割校直后的輥鍛件的左、右兩端，保證左、右兩端圓截面管段長度均為LI，得到最終的輥鍛件。
[0087]參閱圖1，圖中為在輥鍛機(jī)上輥鍛制坯的示意圖，表示輥鍛件剛被輥鍛機(jī)咬入的位置圖。
[0088]輥鍛模具
[0089]所述的各道次的輥鍛模具包括過渡區(qū)和等截面區(qū)兩段;所述的第一道次輥鍛模具等截面區(qū)的型腔為橢圓形，第二道次輥鍛模具等截面區(qū)的型腔為圓形，整形輥鍛模具與第二道輥鍛模具相同；其中所述的第一道次、第二道次和整形輥鍛模具上下對稱，模具出口與入口處圓角半徑R1，如圖6-a與圖8-a;上、下輥鍛模之間的間隙均為s;所述的芯模為圓柱形實(shí)心棒，第一道次與第二道次的芯模直徑分別略小于方截面、橢圓截面內(nèi)表面的最大內(nèi)切圓直徑，但大于整形道次芯模直徑，整形道次的芯模直徑固定，輥鍛模具與芯模之間的間隙為要成形的圓截面管坯厚度，芯模在使用之前用石墨乳潤滑。
實(shí)施例
[0090]參閱圖2-a，某載重車整體橋殼包括橋殼本體7和2個(gè)結(jié)構(gòu)相同的半軸套管8，整體橋殼即將橋殼本體7和2個(gè)結(jié)構(gòu)相同的半軸套管8合為一體。
[0091]參閱圖3，圖中所示為生產(chǎn)整體驅(qū)動(dòng)橋殼體的坯料，即本實(shí)施例中要成形的輥鍛件，生產(chǎn)整體驅(qū)動(dòng)橋殼體的坯料為左右對稱結(jié)構(gòu)件，其中:輥鍛成形的圓截面段長LI =400mm，方形截面與圓形截面的過渡段L2 = 45mm。
[0092]參閱圖3、圖4-a與圖4-b，本發(fā)明實(shí)施例主要將方管管坯的兩端輥鍛成圓截面管，實(shí)現(xiàn)整體驅(qū)動(dòng)橋殼體輥鍛制坯，為后續(xù)兩端擠壓半軸套管提供合格的毛坯。
[0093]本發(fā)明實(shí)施例的輥鍛裝置包括上、下輥鍛模具、芯模與D42-1000的輥鍛機(jī)。
[0094]本發(fā)明實(shí)施例的步驟如下:
[0095]1.下料
[0096]參閱圖5，選用正方形等橫截面無縫方管的邊長L3 = 160mm，壁厚BI = 16mm，4個(gè)結(jié)構(gòu)相同的圓角半徑R3 = 32mm，采用帶鋸機(jī)將無縫方管切割成要求長度為L4的管坯5;
[0097]2.加熱
[0098]采用中頻加熱爐分別將無縫方管管坯5各長380mm?400mm的兩端加熱到始鍛溫度，通常為1000°c?1200°C;
[0099]3.輥鍛制坯
[0100]在D42-1000輥鍛機(jī)上并采用芯模對管坯5的兩端分別進(jìn)行(方-橢圓-圓)兩道次輥鍛成形與一道次整形輥鍛:
[0101]I)第一道次輥鍛成形
[0102]輥鍛機(jī)械手鉗口夾住管坯5的左端并將管坯5的右端套在第一道次芯模6外表面上，同時(shí)管坯5與第一道次輥鍛模具定位，其中第一道次芯模6位置固定且與鍛輥垂直，輥鍛機(jī)鍛輥旋轉(zhuǎn)一周完成第一道次輥鍛，管坯5的右端輥鍛成橢圓形截面管，同時(shí)管坯5與第一道次芯模6分離；
[0103]2)第二道次輥鍛成形
[0104]輥鍛機(jī)械手將第一道次輥鍛件平移至第二個(gè)工位，夾鉗將第一道次輥鍛件繞其軸線旋轉(zhuǎn)90°，套在第二道次芯模并與第二道次輥鍛模具定位，鍛輥旋轉(zhuǎn)一周完成第二道次輥鍛，管坯5的右端的橢圓形截面管輥鍛成圓形管；
[0105]3)整形輥鍛
[0106]輥鍛機(jī)械手再將第二道次輥鍛件平移至第三個(gè)工位，夾鉗將第二道次輥鍛件繞其軸線旋轉(zhuǎn)90°，套在整形輥鍛的芯模并與整形輥鍛模具定位，鍛輥旋轉(zhuǎn)一周完成整形輥鍛，消去第二道次輥鍛成圓形管時(shí)輥縫處形成的金屬凸起；
[0107]4)參閱圖4-a與圖4-b，最后將整形的輥鍛件放在落料臺(tái)上并將其旋轉(zhuǎn)180度，棍鍛機(jī)械手夾鉗夾住管坯已整形輥鍛成圓形截面的右端，以相同的方法將管坯6的左端輥鍛成形，得到管坯左、右兩端均整形的輥鍛件:Φ1 = 154_，壁厚BI為16_的圓截面管。
[0108]4.空冷
[0109]輥鍛機(jī)械手將左、右兩端均整形的輥鍛件放置在在空氣中自然冷卻；
[0110]5.校直
[0111]輥鍛機(jī)械手將經(jīng)空冷處理的輥鍛件放在全自動(dòng)校直機(jī)的正確位置，校直機(jī)的夾持裝置將輥鍛件兩端夾緊，自動(dòng)將輥鍛件校直；
[0112]6.定尺切割兩端頭
[0113]參閱圖3，用帶鋸機(jī)分別切割校直后的輥鍛件的左、右兩端，保證左、右兩端圓截面段長度均為400mm，得到最終的輥鍛件。
[0114]所述的上、下輥鍛模均為上下對稱的扇形模，模具材料5CrNiMo。上、下輥鍛模對稱地安裝在鍛輥直徑為680mm的D42-1000的輥鍛機(jī)上，上、下輥鍛模間隙S為5mm。
[0115]參閱圖6-a至圖6-c，所述的第一道次輥鍛模等截面型腔為橢圓形，ab段過渡區(qū)包角€(1 = 5°]^，整個(gè)扇形模包角α2 = 50°?65°?？v向型槽前部管坯咬入處的形狀和尺寸與方管在始鍛溫度下的尺寸相一致，如圖6-b中D處第一道輥鍛上模斜視圖所示，第一道次上、下輥鍛模ab段型槽上的每一槽腰與外圓環(huán)面的倒角圓弧半徑R4 = 32mm;橢圓型槽的寬度L5 =210.16mm，高度L6 = 156.4mm,橢圓型槽半徑R5 = 109.7mm,第一道次上、下輥鍛模be段型槽上的每一槽腰與外圓環(huán)面的倒角圓弧半徑R6 = 25mm，第一道次輥鍛完成后管坯6變形區(qū)段的形狀如圖7-c。
[0116]參閱圖8-a至圖8-c，所述的第二道次輥鍛模如圖中所示，由于輥鍛過程通常是使坯料延長，所以第二道次輥鍛模的包角大于第一道次輥鍛模的包角。等截面型腔為圓形，de段過渡區(qū)包角^3 = 6°]'，整個(gè)扇形模包角α4 = 59°?74°?？v向型槽前部管坯咬入處截面形狀和尺寸與第一道次模具相同；如圖8-b，圓型槽的直徑Φ 2為輥鍛件圓截面區(qū)段在始鍛溫度下的尺寸，第二道次上、下輥鍛模ef段型槽上的每一槽腰與外圓環(huán)面的倒角圓弧半徑R7= 1mm0
[0117]整形道次模具與第二道次模具相同。
[0118]參閱圖9，所述的各道次芯模為圓柱實(shí)心棒。第一道次芯模6與第二道次芯模的直徑分別略小于方截面、橢圓截面內(nèi)表面的最大內(nèi)切圓直徑且大于整形道次的芯模直徑Φ 3，Φ 3 = 123.83mm，整形道次芯模的兩端圓角半徑R2 = 15mm;所述芯模位置其中心線、管坯的中心線以及上、下輥鍛模的中心線要對齊。
[0119]參閱圖ΙΟ-a與圖ΙΟ-b，圖中分別為帶芯模(圖ΙΟ-a)與不帶芯模(圖ΙΟ-b)輥鍛成形的圓截面管，整體橋殼圓截面厚度與方截面相同，帶芯模輥鍛制坯壁厚可以精確達(dá)到16_，不帶芯模輥鍛件的管壁增厚約1.5mm，且壁厚不均勻，存在一定的橢圓度，成形精度較低。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種整體脹形擠壓驅(qū)動(dòng)橋殼體方變圓輥鍛制坯方法，其特征在于，所述的整體脹形擠壓驅(qū)動(dòng)橋殼體方變圓輥鍛制坯方法包括步驟如下: 1)下料； 2)加熱; 3)輥鍛制坯: 在輥鍛機(jī)上并采用芯模進(jìn)行兩道次輥鍛成形與一道次整形輥鍛: (1)第一道次輥鍛成形 輥鍛機(jī)械手鉗口夾住管坯(5)的左端并將管坯(5)的右端套在第一道次芯模(6)的外表面上，同時(shí)管坯(5)與第一道次輥鍛模具定位即管坯(5)的右端送入第一道次輥鍛模具內(nèi)，其中第一道次芯模(6)位置固定且與鍛輥垂直，輥鍛機(jī)鍛輥旋轉(zhuǎn)一周完成管坯(5)右端的第一道次輥鍛成形，方形管輥鍛成橢圓形截面管，同時(shí)管坯(5)與第一道次芯模(6)分離； (2)第二道次輥鍛成形 輥鍛機(jī)械手將第一道次輥鍛件平移至第二個(gè)工位，夾鉗將第一道次輥鍛件沿其軸線旋轉(zhuǎn)90°，套在第二道次芯模并與第二道次輥鍛模具定位，鍛輥旋轉(zhuǎn)一周完成第二道次輥鍛成形，橢圓形截面管輥鍛成圓形管； (3)整形輥鍛 輥鍛機(jī)械手再將第二道次輥鍛件平移至第三個(gè)工位，夾鉗將第二道次輥鍛件沿軸線旋轉(zhuǎn)90°，套在整形輥鍛芯模并與整形輥鍛的輥鍛模具定位，鍛輥旋轉(zhuǎn)一周完成整形輥鍛，消除第二道次成形圓形截面管時(shí)輥縫處形成的金屬凸起； (4)將經(jīng)過整形輥鍛的輥鍛件放在落料臺(tái)上旋轉(zhuǎn)180度，機(jī)械手夾鉗夾住管坯的右端，以相同的方法步驟輥鍛成形管坯(5)未成形的左端，得到管坯(5)左、右兩端均整形的輥鍛件； 4)空冷； 5)校直; 6)定尺切割兩端頭。2.按照權(quán)利要求1所述的整體脹形擠壓驅(qū)動(dòng)橋殼體方變圓輥鍛制坯方法，其特征在于，所述的下料是指: 根據(jù)要加工成的整體驅(qū)動(dòng)橋殼體的最大方形截面確定管坯的規(guī)格，采用帶鋸機(jī)將熱乳方形無縫鋼管切割成要求尺寸的管坯(5)，所述的要求尺寸的管坯(5)長為L4，L4 = a+b+2c 式中:a為根據(jù)體積不變定律確定的管還長度尺寸，單位為mm; b為考慮加工余量所對應(yīng)的管坯長度尺寸，單位為mm; c為輥鍛過程管坯端部夾鉗部位需要的長度尺寸，一般為20mm?50mm。3.按照權(quán)利要求1所述的整體脹形擠壓驅(qū)動(dòng)橋殼體方變圓輥鍛制坯方法，其特征在于，所述的加熱是指: 采用中頻感應(yīng)加熱爐分別將切割好的管坯(5)左、右各長為Lo的兩端加熱到始鍛溫度，通常 1000°C ?1200°C; 其中:Lo = d+e+(20?50)mm， d為需要變圓管區(qū)段的方管長度，單位為mm; e為過渡區(qū)對應(yīng)的方管長度，單位為mm。4.按照權(quán)利要求1所述的整體脹形擠壓驅(qū)動(dòng)橋殼體方變圓輥鍛制坯方法，其特征在于，所述的空冷是指: 輥鍛機(jī)械手將左、右兩端均整形的輥鍛件放置在空氣中自然冷卻。5.按照權(quán)利要求1所述的整體脹形擠壓驅(qū)動(dòng)橋殼體方變圓輥鍛制坯方法，其特征在于，所述的校直是指: 輥鍛機(jī)械手將經(jīng)空冷處理的輥鍛件放在全自動(dòng)校直機(jī)上，全自動(dòng)校直機(jī)的夾持裝置將經(jīng)空冷處理的輥鍛件兩端夾緊，自動(dòng)將輥鍛件校直。6.按照權(quán)利要求1所述的整體脹形擠壓驅(qū)動(dòng)橋殼體方變圓輥鍛制坯方法，其特征在于，所述的定尺切割兩端頭是指: 采用帶鋸機(jī)分別切割校直后的輥鍛件的左、右兩端，保證左、右兩端圓截面管段長度均為LI，得到最終的親鍛件D
【文檔編號(hào)】B21J5/02GK105964851SQ201610497150
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月30日
【發(fā)明人】于鳴, 王興改, 劉永紅
【申請人】吉林大學(xué)