專利名稱：一種大型環(huán)筒類鍛件熱沖擠成型工藝及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于大型空心鍛件熱成型技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種大型環(huán)筒類鍛件 熱沖擠成型工藝及裝置。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)外大型環(huán)筒類鍛件主要有兩種成型方法。第一種方法是自由鍛， 即將坯料沖孔后再芯棒拔長或馬杠擴孔，這種方法的缺點是火次多、流程長、 可控性差、變形不均勻、鍛件的端部及表面易出現(xiàn)鍛造裂紋、制件精度低，沖 孔用的沖頭可選用實心沖頭和空心沖頭兩種，沖大孔時若選用實心沖頭則需要 大噸位設(shè)備施壓，選用空心沖頭可以達到省力的目的，但會造成沖孔芯料的浪 費。第二種方法是模鍛反擠壓沖孔再沖掉底部芯料，這種方法需要噸位更大的 設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種大型環(huán)筒類鍛件熱沖擠成型工藝及裝置，可克服現(xiàn) 有技術(shù)存在的缺點。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的，其特征在于-
工藝過程是與特制的裝置結(jié)合進行的，工藝步驟是-
① 將擠壓墊放置在壓力機平臺上；
② 將加熱好的坯料放在擠壓墊上；
③ 將擠壓筒套在擠壓墊上；
④ 將壓型沖頭放置在擠壓筒內(nèi)的坯料上面，用壓力機砧子對壓型沖頭施壓， 使坯料充滿模腔；⑤ 取出壓型沖頭，并在壓型沖頭壓下的坯料凹坑內(nèi)添加潤滑劑；
⑥ 將實心沖頭對正壓型沖頭壓下的坯料凹坑，垂直放置，用壓力機砧子對 實心沖頭施壓，將坯料沖擠到按工藝設(shè)定的位置；
⑦ 將空心沖頭套裝在實心沖頭上，用壓力機砧子對空心沖頭施壓，將坯料 沖擠到按工藝設(shè)定的位置；
⑧ 在實心沖頭上端對接實心接桿，用壓力機砧子對實心接桿施壓，進行二 次實心沖擠達到工藝設(shè)定位置；
⑨ 在空心沖頭上端對接空心接桿，用壓力機砧子對空心接桿施壓，進行二 次空心沖擠達到工藝設(shè)定位置；
⑩ 若已達到所需環(huán)筒鍛件尺寸要求，可將擠壓筒、實心沖頭、空心沖頭、 實心接桿、空心接桿和坯料一并提起，取出擠壓墊，換上沖底漏盤，對空心接 桿施壓，用空心沖頭沖掉底部芯料，完成所需環(huán)筒鍛件的成型要求。
經(jīng)過二次沖擠成型后，若還不能夠環(huán)筒鍛件尺寸要求時，可繼續(xù)步驟⑧與 步驟⑨所述的接桿操作，直到達到環(huán)筒鍛件尺寸要求為止，接桿沖擠成型的次 數(shù)，可視設(shè)備能力和工藝需要設(shè)定。
實施上述工藝步驟過程中所使用的裝置，其構(gòu)造組成是將一個直徑大小 與所需環(huán)筒鍛件外徑尺寸相同餅狀的擠壓墊放置在壓力機的工作平臺上，再將 一個內(nèi)徑與擠壓墊直徑相同的管狀的擠壓筒活套在擠壓墊上，制備一個與擠壓 筒內(nèi)孔為滑動配合的壓型沖頭，該壓型沖頭底部有一個環(huán)形凹槽、中心部位有 一個與實心沖頭底端形狀相同的凸起，制備一個柱狀的實心沖頭和一個環(huán)狀的
空心沖頭，實心沖頭可裝入空心沖頭內(nèi)并且為滑動配合，制備n個與實心沖頭 直徑相同的柱狀的實心接桿，制備n個外徑與空心沖頭尾端外徑相同、內(nèi)徑與 空心沖頭內(nèi)徑相同的環(huán)狀的空心接桿，制備一個外徑與擠壓墊直徑相同、內(nèi)徑上端與空心沖頭前端外徑相同、上小下大的錐形孔的沖底漏盤。
所述的實心沖頭的直徑與空心沖頭的外徑可根據(jù)工藝及設(shè)備的要求設(shè)定。 本發(fā)明的優(yōu)點及積極效果是
(1) 整個熱沖擠鍛造過程一火成形，解決了大型環(huán)筒類鍛件自由鍛造工藝 流程長、火次多的缺點；
(2) 壓型沖頭可將坯料找正、壓平坯料斜差，并充滿模腔，其底部中心部
位與實心沖頭底端形狀相同的凸起沖出的坯料凹坑可用來存放潤滑劑和實心沖
頭初始定位，可減小變形阻力，改善制件環(huán)坯壁厚不均勻和端面不平整現(xiàn)象；
(3) 材料在壓應(yīng)力狀態(tài)下軸對稱成形，變形均勻，制件成形質(zhì)量高，可有 效解決自由鍛坯料變形不均勻和開裂的缺點；
(4) 實心沖頭與空心沖頭按工藝要求分層分步交替沖擠，減小了沖擠成型 的變形阻力，提高了變形的均勻性，防止了內(nèi)裂的發(fā)生，整個鍛造過程可控性 好；
(5) 與實心沖頭一次成型相比，顯著降低了加壓設(shè)備的噸位；
(6) 與空心沖頭一次成型相比，減少了沖孔芯料的浪費，提高了材料利用率。


圖1為本發(fā)明將坯料與擠壓墊裝入擠壓筒內(nèi)的示意圖2為本發(fā)明將壓型沖頭放置在擠壓筒內(nèi)坯料上面的示意圖3為本發(fā)明對壓型沖頭施壓使坯料充滿型腔后的示意圖4為本發(fā)明將實心沖頭放在坯料上的示意圖5為本發(fā)明用實心沖頭對坯料第一次沖擠后的示意圖；圖6為本發(fā)明將空心沖頭套在實心沖頭上并放置在坯料上的示意圖； 圖7為本發(fā)明用空心沖頭對坯料第一次沖擠后的示意圖； 圖8為本發(fā)明在實心沖頭上加一個實心接桿時的示意圖； 圖9為本發(fā)明通過實心接桿對實心沖頭實施第二次沖擠后的示意圖； 圖IO為本發(fā)明在空心沖頭上加一個空心接桿時的示意圖； 圖11為本發(fā)明通過空心接桿對空心沖頭實施第二次沖擠后的示意圖； 圖12為本發(fā)明去掉擠壓墊換上沖底漏盤、通過空心接桿對空心沖頭施壓沖 掉底部芯料的示意圖。 圖中
1-擠壓筒2-坯料3-擠壓墊4-壓力機砧子5-壓型沖頭6-凸起 7-實心沖頭8-空心沖頭9-實心接桿10-空心接桿11-沖底漏盤 12-芯料
具體實施例方式
如圖1至圖12所示， 一種大型環(huán)筒類鍛件熱沖擠成型工藝，其工藝步驟是: 1、 一種大型環(huán)筒類鍛件熱沖擠成型工藝，其特征在于所述工藝步驟是
① 將擠壓墊3放置在壓力機平臺上；
② 將加熱好的坯料2放在擠壓墊3上；
③ 將擠壓筒1套在擠壓墊3上；
④ 將壓型沖頭5放置在擠壓筒1內(nèi)的坯料2上面，用壓力機砧子4對壓型
沖頭5施壓，使坯料2充滿模腔；
⑤ 取出壓型沖頭5，并在壓型沖頭5 g下的坯料凹坑內(nèi)添加煤粉潤滑劑；
⑥ 將實心沖頭7對正壓型沖頭5壓下的坯料凹坑，垂直放置，用壓力機子4對實心沖頭7施壓，將坯料2沖擠到按工藝設(shè)定的位置；
⑦ 將空心沖頭8套裝在實心沖頭7上，用壓力機砧子4對空心沖頭8施壓， 將坯料2沖擠到按工藝設(shè)定的位置；
⑧ 在實心沖頭7上端對接實心接桿9，用壓力機砧子4對實心接桿9施壓， 進行二次實心沖擠達到工藝設(shè)定位置；
⑨ 在空心沖頭8上端對接空心接桿10，用壓力機砧子4對空心接桿10施壓， 進行二次空心沖擠達到工藝設(shè)定位置，達到所需環(huán)筒鍛件尺寸要求；
⑩ 將擠壓筒1、實心沖頭7、空心沖頭8、實心接桿9、空心接桿10和坯料 2—并提起，取出擠壓墊3，換上沖底漏盤ll;
CD對空心接桿10施壓，用空心沖頭8沖掉底部芯料12，完成所需環(huán)筒鍛件 的成型要求。
實施上述工藝步驟過程中所使用的裝置，其構(gòu)造組成是將一個直徑大小 與所需環(huán)筒鍛件外徑尺寸相同餅狀的擠壓墊3放置在壓力機的工作平臺上，再 將一個內(nèi)徑與擠壓墊3直徑相同的管狀的擠壓筒1活套在擠壓墊3上，制備一 個與擠壓筒l內(nèi)孔為滑動配合的壓型沖頭5，該壓型沖頭底部有一個環(huán)形凹槽、 中心部位有一個與實心沖頭7底端形狀相同的凸起6，制備一個柱狀的實心沖頭 7和一個環(huán)狀的空心沖頭8,實心沖頭7可裝入空心沖頭8內(nèi)并且為滑動配合， 制備一個與實心沖頭7直徑相同的柱狀的實心接桿9，制備一個外徑與空心沖頭 8尾端外徑相同、內(nèi)徑與空心沖頭8內(nèi)徑相同的環(huán)狀的空心接桿10，制備一個 外徑與擠壓墊3直徑相同、內(nèi)徑上端與空心沖頭8前端外徑相同、上小下大的 錐形孔的沖底漏盤ll。
所述的實心沖頭7的直徑與空心沖頭8的外徑可根據(jù)工藝及設(shè)備的要求設(shè)定。
權(quán)利要求
1、一種大型環(huán)筒類鍛件熱沖擠成型工藝，其特征在于所述工藝步驟是①將擠壓墊(3)放置在壓力機平臺上；②將加熱好的坯料(2)放在擠壓墊(3)上；③將擠壓筒(1)套在擠壓墊(3)上；④將壓型沖頭(5)放置在擠壓筒(1)內(nèi)的坯料(2)上面，用壓力機砧子(4)對壓型沖頭(5)施壓，使坯料(2)充滿模腔；⑤取出壓型沖頭(5)，并在壓型沖頭(5)壓下的坯料凹坑內(nèi)添加潤滑劑；⑥將實心沖頭(7)對正壓型沖頭(5)壓下的坯料凹坑，垂直放置，用壓力機砧子(4)對實心沖頭(7)施壓，將坯料(2)沖擠到按工藝設(shè)定的位置；⑦將空心沖頭(8)套裝在實心沖頭(7)上，用壓力機砧子(4)對空心沖頭(8)施壓，將坯料(2)沖擠到按工藝設(shè)定的位置；⑧在實心沖頭(7)上端對接實心接桿(9)，用壓力機砧子(4)對實心接桿(9)施壓，進行二次實心沖擠達到工藝設(shè)定位置；⑨在空心沖頭(8)上端對接空心接桿(10)，用壓力機砧子(4)對空心接桿(10)施壓，進行二次空心沖擠達到工藝設(shè)定位置；⑩若已達到所需環(huán)筒鍛件尺寸要求，可將擠壓筒(1)、實心沖頭(7)、空心沖頭(8)、實心接桿(9)、空心接桿(10)和坯料(2)一并提起，取出擠壓墊(3)，換上沖底漏盤(11)，對空心接桿(10)施壓，用空心沖頭(8)沖掉底部芯料(12)，完成環(huán)筒鍛件的成型要求；經(jīng)過二次沖擠成型后，若還不能夠環(huán)筒鍛件尺寸要求時，可繼續(xù)步驟⑧與步驟⑨所述的接桿操作，直到達到環(huán)筒鍛件尺寸要求為止，接桿沖擠成型的次數(shù)，可視設(shè)備能力和工藝需要設(shè)定。
2、按照權(quán)利要求1所述的一種大型環(huán)筒類鍛件熱沖擠成型工藝實施過程中所使用裝置的構(gòu)造組成是將一個直徑大小與所需環(huán)筒鍛件外徑尺寸相同餅狀的擠壓墊(3)放置在壓力機的工作平臺上，再將一個內(nèi)徑與擠壓墊(3)直徑相同的管狀的擠壓筒(1)活套在擠壓墊(3)上，制備一個與擠壓筒(1)內(nèi)孔為滑動配合的壓型沖頭(5)，該壓型沖頭底部有一個環(huán)形凹槽、中心部位有一個與實心沖頭(7)底端形狀相同的凸起(6)，制備一個柱狀的實心沖頭(7)和一個環(huán)狀的空心沖頭(8)，實心沖頭(7)可裝入空心沖頭(8)內(nèi)并且為滑動配合，制備n個與實心沖頭(7)直徑相同的柱狀的實心接桿(9)，制備n個外徑與空心沖頭(8)尾端外徑相同、內(nèi)徑與空心沖頭(8)內(nèi)徑相同的環(huán)狀的空心接桿(10)，制備一個外徑與擠壓墊(3)直徑相同、內(nèi)徑上端與空心沖頭(8)前端外徑相同、上小下大的錐形孔的沖底漏盤(11)。
全文摘要
一種大型環(huán)筒類鍛件熱沖擠成型工藝及裝置，屬于大型空心鍛件熱成型技術(shù)領(lǐng)域。其工藝步驟是①將擠壓墊置于壓力機平臺；②將加熱坯料放在擠壓墊上；③將擠壓筒套在擠壓墊上；④對壓型沖頭施壓，使坯料充滿模腔；⑤添加潤滑劑；⑥對實心沖頭施壓，將坯料沖擠到工藝設(shè)定的位置；⑦將空心沖頭套裝在實心沖頭上，對其施壓，將坯料沖擠到工藝設(shè)定的位置；⑧取出擠壓墊，換上沖底漏盤；⑨用空心沖頭沖掉底部芯料。完成上述工藝所需的裝置有擠壓筒、擠壓墊、壓型沖頭、實心沖頭、空心沖頭、實心接桿、空心接桿、沖底漏盤。本發(fā)明解決了大型環(huán)筒類鍛件自由鍛造工藝流程長、火次多和模鍛反擠壓成型力大的難題，提高了材料利用率和制件成型質(zhì)量。
文檔編號B21C26/00GK101537438SQ200910074230
公開日2009年9月23日 申請日期2009年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月24日
發(fā)明者何文武, 劉建生, 段興旺, 田繼紅, 禹興勝, 鄧玉智, 郭會光 申請人:太原科技大學