法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
2022-09-23
未缴年费专利权终止 IPC(主分类):B21B19/12 专利号:ZL201310479314X 申请日:20131014 授权公告日:20150610
专利权的终止
2017-06-23
专利权的转移 IPC(主分类):B21B19/12 登记生效日:20170606 变更前: 变更后: 申请日:20131014
专利申请权、专利权的转移
2015-06-10
授权
授权
2014-02-26
实质审查的生效 IPC(主分类):B21B19/12 申请日:20131014
实质审查的生效
2014-01-22
公开
公开
技术领域
本发明属于金属塑性成形技术领域,特别提供了一种楔横轧带芯棒精密成 形直径单向减小的空心半轴套管毛坯的方法,适用于楔横轧半轴套管毛坯或带 法兰盘、凸缘类半轴套管预制坯的生产。
技术背景
半轴套管是汽车后桥上的重要零件之一,在汽车的行驶时,要承受整个车 身及货物的重量和复杂的交变应力,半轴套管的质量,直接影响着车辆的行驶 安全。因而要求其生产工艺能保证零件流线分布合理,内部组织致密,有很高 的疲劳强度。
国内外载重汽车的半轴套管基本上都是用锻造工艺生产。楔横轧是轴类零 件成形的先进工艺,以其高效、节材,生产环境好等优点在轧制实心轴上得到 了广泛的应用,近年来也成功地应用于载重汽车后桥插入式空心轴头上,这种 空心轴头的特点是台阶直径由中间向两侧逐渐减小,楔横轧成形也由中间向两 侧逐渐展宽。而有的半轴套管或带法兰盘、凸缘类半轴套管的法兰和凸缘外侧 是直径单向逐渐减小的空心台阶轴,如图1所示,采用楔横轧工艺成形这种半 轴套管毛坯或预制坯,轧件显著不对称,而且有料头部分的材料损失。为了充 分发挥楔横轧高效,节材的优势,希望楔横轧成形半轴套管轧件料头尽量小, 甚至接近无料头轧制。但不对称近无料头轧制直径单向减小的空心零件,轧件 很容易发生严重的端头压扁和轴向窜动,实现楔横轧半轴套管的经济轧制有很 大的难度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种省料的汽车半轴套管毛坯或预制坯的楔横轧精 确成形方法。
该方法包括:
步骤一、将一端为圆台状的圆形空心钢坯加热到900~1150℃,所述圆台 锥角θ=25~35°;
步骤二、将所述钢坯穿入芯棒,通过轴向推料装置将其送入上下两个具有 变成形角和变展宽角的模具之间;
步骤三、钢坯在所述两个模具作用下做回转运动,轧制成轧件;
步骤四、所述轧件由所述轴向推料装置从所述两个模具之间推出,顶出芯 棒,得到空心半轴套管毛坯。
优选地,步骤二中使用的所述两个具有变成形角和变展宽角的模具中,
模具前段的成形角α1取值范围是30~45°,展宽角β1取值范围是4~7°, 模具后段的成形角α2取值范围是40~55°,展宽角β2取值范围是1.5~4°。
优选地,步骤二中使用的所述两个具有变成形角和变展宽角的模具均为楔 不对称模具。
优选地,步骤三中轧制的所述轧件具有反向台阶,所述反向台阶直径比所 述轧件的最小直径大10%,宽度为钢坯直径的20%左右。
本发明是一种楔横轧带芯棒成形直径单向减小的汽车半轴套管毛坯的方 法,因为轧件具有不对称性,台阶直径单向减小并希望实现近无料头轧制,其 实现原理如下:
1.轧件小直径侧轧制到接近轧件端头时,随着料头的减小,轴向力越来越小, 为了保证轴向力的平衡,本发明的模具采用不对称设计,其左右两侧的楔不对 称,在轧制过程中,两侧的楔结束时间不一样,轧件大直径侧先完成成形。
2.轧件小直径侧轧制区接近端头时会出现压扁失稳,展宽角越大,成形角越 小压扁失稳越严重,所以在尽量减少模具辊面的前提下保证成形,要采用变展宽 角,变成形角设计,在接近端头的位置宜采用较小的展宽角,较大的成形角。模具 楔成形角α1取值α1=30~45°,展宽角β1取值β1=4~7°,成形角α2取值α2= 40~55°,展宽角β2取值β2=1.5~4°。
3.轧件的压下量越大,压扁变形越大,将轧件坯料小直径侧预成形为圆台状, 其中该圆台中母线与高的夹角θ=25~35°(在后称为锥角),使轧件在接近端 部轧制时压下量逐渐减小,可以有效的避免压扁失稳。
4.对于直径单向逐渐减小的空心台阶轴,随着端头的减小和压扁,轧件向大 端侧轴向窜动严重,使轧件存在椭圆和表面螺旋痕的缺陷。在轧件小端(小直 径侧)端部设计一个宽度为轧件原始直径(即坯料外径δ0)的20%或20%左右, 直径比轧件的最小直径(即成形轧件中外径最小部分的直径)大10%或10% 左右的反向台阶T,可以控制轧件的轴向窜动,保证成形质量。虽然在此部分直 径上增加了较少的材料损失,但实现了接近无料头轧制,显著的节约了材料。
本发明的技术方案适用于板式和两辊楔横轧带芯棒轧制直径单向减小的不 对称空心轴类零件,如半轴空心套管或带法兰盘、凸缘类半轴套管预制坯的近 无料头经济化生产。采用这种楔横轧工艺生产半轴套管毛坯和预制坯,获得的 轧件能得到精确的台阶形状与尺寸,带芯棒轧制又能保证其组织致密,满足性 能要求。近无料头轧制的楔横轧成形方法与传统的锻造方法比较,优点为:生 产效率高、材料利用率高、机加工余量小、壁厚偏差小、废品率低、生产环境 好等。
附图说明
图1为汽车半轴套管图和剖面图。
图2为本发明汽车半轴套管楔横轧原始坯料。
图3为本发明楔横轧模具和轧件的三维图;其中1是上辊,2是下辊,3 是轧件,4是芯棒。
图4为本发明楔横轧模具展开图。
图5为本发明楔横轧模具槽形图。
图6为本发明楔横轧成形的接近无料头轧件。
具体实施方式
本发明是利用楔横轧工艺与设备,实现汽车半轴套管毛坯的经济化生产。
实施例1
采用楔横轧成形工艺完成汽车半轴空心套管的轧制。将一端带30°锥角圆 台的坯料(如图2)加热到1000℃,穿入芯棒,芯棒4的直径与坯料内径之差 为1mm左右,通过轴向推料装置将其送入两个模具——上辊和下辊之间。带芯 棒的坯料在模具作用下做回转运动,轧件3被轧制成形,如图3所示。成形结 束后,轧件3由轴向推料装置从两个模具之间推出,顶出芯棒4,得到图6所 示的空心半轴套管毛坯,整个过程在一台楔横轧机、一副模具上完成。
图4、图5是楔横轧成形汽车半轴套管毛坯实施实例的模具展开图和槽形 图。模具顶圆直径R为1400mm,该模具采用变成形角、变展宽角设计,前段B 的成形角和展宽角为α1,β1,后段F的成形角和展宽角为α2,β2。本实施例中, 成形角α1=40°,α2=50°,展宽角β1=6°,β2=3.5°;坯料外径δ0为160mm, 内径δi为60mm。轧件最小直径为102mm;反向台阶T直径为112mm, 宽度M为32mm。
实施例2
采用楔横轧成形工艺完成汽车半轴空心套管(如图1)的轧制。将一端带 25°锥角圆台的坯料(如图2)加热到900℃,穿入芯棒,芯棒直径与坯料内径 之差为1mm左右,通过轴向推料装置将其送入两个模具之间。带芯棒的坯料在 模具作用下做回转运动,轧件被轧制成形,如图3所示。成形结束后,轧件由 轴向推料装置从两个模具之间推出,顶出芯棒,得到图6所示的空心半轴套管 毛坯。
图4、图5是楔横轧成形汽车半轴套管毛坯实施实例的模具展开图和槽形 图。模具顶圆直径为Φ1200mm,成形角α1=45°,α2=55°,展宽角β1=4°, β2=1.5°;坯料外径δ0为110mm,内径δi为55mm;轧件最小直径为82mm; 反向台阶T直径为90mm,宽度M为22mm。
实施例3
采用楔横轧成形工艺完成汽车半轴空心套管(如图1)的轧制。将一端带 35°锥角圆台的坯料(如图2)加热到1150℃,穿入芯棒,芯棒直径与坯料内 径之差为1mm左右,通过轴向推料装置将其送入两个模具之间。带芯棒的坯料 在模具作用下做回转运动,轧件被轧制成形,如图3所示。成形结束后,轧件 由轴向推料装置从两个模具之间推出,顶出芯棒,得到图6所示的空心半轴套 管毛坯。
图4、图5是楔横轧成形汽车半轴套管毛坯实施实例的模具展开图和槽形 图。模具顶圆直径为Φ1000mm,成形角α1=30°,α2=40°,展宽角β1=7°, β2=4°。坯料外径δ0为90mm,内径δi为30mm;轧件最小直径为60mm;反 向台阶T直径为65.5mm,宽度M为18mm。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而 言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行 多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。
机译: 一种在地面中制造混凝土端部套管的方法,一种用于在地面中的孔内制造混凝土端部套管的设备以及一种设置在地面中的孔内的混凝土端部套管。
机译: 一种用于保护铝护套地下管道接头的方法,该方法具有增强的聚丙烯套管,该套管具有嵌入的加热线圈,以将套管电焊到套管的保护性绝缘套管上
机译: 电子元件例如温度传感器,一种布置方法,包括将零件布置在套管中,然后生产套管,使套管被套管包围,在浇铸过程中产生的热量通过套管消散