一種具有外圓臺階的鋁質(zhì)圓筒的擠壓工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有外圓臺階的鋁質(zhì)圓筒的擠壓工藝，包括下料、毛坯件處理、預(yù)成型、外圓粗加工、退火軟化處理、表面潤滑處理、成型擠壓及外圓精加工等步驟。預(yù)成型步驟是將毛坯件擠壓成型為一個圓筒預(yù)成型件，該圓筒預(yù)成型件的內(nèi)孔為盲孔，該圓筒預(yù)成型件的外圓面上具有外圓臺階，該外圓臺階的高度低于圓筒預(yù)成型件的內(nèi)孔的底面高度，該圓筒預(yù)成型件的內(nèi)孔面上具有一口部直徑大、下部直徑小的內(nèi)圓臺階。外圓粗加工步驟是將圓筒預(yù)成型件的外圓臺階的高度通過車削加工抬高而成為圓筒擠壓件，該圓筒擠壓件的外圓臺階的高度為高于圓筒預(yù)成型件的內(nèi)孔的底面高度。本發(fā)明的擠壓工藝能節(jié)約材料，加工工時少，還能有效避免筒體的內(nèi)表面產(chǎn)生開裂。
【專利說明】—種具有外圓臺階的鋁質(zhì)圓筒的擠壓工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有外圓臺階的鋁質(zhì)圓筒的擠壓工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]具有臺階外圓的鋁質(zhì)圓筒(見圖1)，該鋁質(zhì)圓筒50的內(nèi)圓表面為上下直徑相同的直圓柱面，而外圓表面為一級臺階圓柱面，即外圓的上部直徑大，外圓的下部直徑小。該鋁質(zhì)圓筒50的內(nèi)徑約為鋁筒的長度的三分之一，該鋁質(zhì)圓筒50的上部壁厚約為筒體深度的十七分之一。由于鋁質(zhì)圓筒的上下壁厚有差別，如采用一次擠壓成型的工藝制造，會造成鋁質(zhì)圓筒的內(nèi)外表面的材料流動速度的差異，這種材料流動速度的差異會造成材料內(nèi)部的拉應(yīng)力，這種拉應(yīng)力易造成鋁質(zhì)圓筒的內(nèi)圓表面開裂，且裂紋沿內(nèi)徑橫向分布。為了克服這種裂紋，通常的制造方法是將鋁質(zhì)圓筒的外圓表面擠壓成上下直徑相同，然后再采用車削加工的方法加工出外圓表面的臺階。該方法雖然避免了裂紋，但是材料消耗較大，加工工時也較多。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種具有外圓臺階的鋁質(zhì)圓筒的擠壓工藝，它能節(jié)約材料，加工工時也相對較少，同時也能有效避免鋁質(zhì)圓筒的內(nèi)表面產(chǎn)生開
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[0004]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種具有外圓臺階的鋁質(zhì)圓筒的擠壓工藝，所述鋁質(zhì)圓筒的內(nèi)孔為盲孔且直徑為Φ1，該鋁質(zhì)圓筒的上部的外圓直徑為Φ2，鋁質(zhì)圓筒的長度為L ;所述擠壓工藝包括以下步驟:`[0005]下料步驟，選一直徑適配的鋁材擠制棒在帶鋸床上下料，制成一段與所述鋁質(zhì)圓筒的體積適配的圓柱形毛坯件；
[0006]毛坯件處理步驟，先除去毛坯件的表面毛刺，再對毛坯件的表面進(jìn)行潤滑處理；
[0007]預(yù)成型步驟，將毛坯件通過正擠壓工藝成型為一個圓筒預(yù)成型件，該圓筒預(yù)成型件的內(nèi)孔為盲孔，該圓筒預(yù)成型件的外圓面上具有一上部直徑大、下部直徑小的外圓臺階，該外圓臺階的高度Hl低于圓筒預(yù)成型件的內(nèi)孔的底面高度HO，并且Η0-Η1=3~5mm，該圓筒預(yù)成型件的內(nèi)孔面上具有一口部直徑大、下部直徑小的內(nèi)圓臺階，該內(nèi)圓臺階由呈臺階形圓柱結(jié)構(gòu)的預(yù)擠壓沖頭成型的，該預(yù)擠壓沖頭的臺階的寬度為筒體預(yù)成型件的筒壁壁厚的三分之一，并且該沖頭的臺階的面是角度為45°的斜面；
[0008]外圓粗加工步驟，將圓筒預(yù)成型件的外圓臺階的高度Hl通過車削加工抬高到H2而成為圓筒擠壓件，該圓筒擠壓件的外圓臺階的高度為H2高于圓筒預(yù)成型件的內(nèi)孔的底面高度HO，并且H2-H0=10~12mm ；
[0009]退火軟化處理步驟；
[0010]表面潤滑處理步驟；
[0011]成型擠壓步驟，將圓筒擠壓件通過反擠壓工藝成型為圓筒成型件。[0012]上述的具有外圓臺階的鋁質(zhì)圓筒的擠壓工藝，其中，所述圓筒預(yù)成型件的下部的內(nèi)孔直徑與所述鋁質(zhì)圓筒的內(nèi)孔直徑Φ1相應(yīng)，所述圓筒預(yù)成型件的上部的外圓直徑大于所述鋁質(zhì)圓筒的上部的外圓直徑Φ2且大于量為1.7mm?1.9mm。
[0013]上述的具有外圓臺階的鋁質(zhì)圓筒的擠壓工藝，其中，所述圓筒預(yù)成型件的長度L2為所述鋁質(zhì)圓筒的內(nèi)徑Φ1的I?1.2倍，該圓筒預(yù)成型件的長度為L2減去圓筒預(yù)成型件的內(nèi)孔的底面高度HO，即L2-H0所代表的體積與所述鋁質(zhì)筒體的筒壁體積相當(dāng)；該圓筒預(yù)成型件的內(nèi)圓臺階的高度L3為所述圓筒預(yù)成型件的內(nèi)孔深度L2-H0的25%?30%。
[0014]上述的具有外圓臺階的鋁質(zhì)圓筒的擠壓工藝，其中，所述圓筒擠壓件的外圓臺階的面為圓弧面。
[0015]本發(fā)明的具有外圓臺階的鋁質(zhì)圓筒的擠壓工藝，具有以下有益效果:
[0016]I)預(yù)成型步驟主要是減少外圓車削的材料消耗和加工工時；
[0017]2)在進(jìn)行預(yù)成型步驟中，先預(yù)成型外圓臺階，但是外圓臺階必須低于內(nèi)孔的底面高度，若外外圓臺階高于內(nèi)孔的底面高度會在截面變化處出現(xiàn)裂紋。
[0018]3)在進(jìn)行預(yù)成型步驟時，在內(nèi)孔的口部擠壓出一個內(nèi)圓臺階，由于這個內(nèi)圓臺階的存在，使筒體內(nèi)側(cè)的金屬流動阻力增大，從而減少了內(nèi)外材料的流速差，并降低了材料內(nèi)部的拉應(yīng)力，同時降低了筒體內(nèi)側(cè)裂紋產(chǎn)生的傾向。在成型擠壓步驟中，由于外圓臺階高于內(nèi)孔的底面高度，在擠壓過程中外圓臺階以上的大直徑部分只做剛性平移，不再參與變形，因此在截面變化處不會再存在材料的流動速率差，也就不存在材料內(nèi)部的拉應(yīng)力，也就可以避免鋁質(zhì)圓筒內(nèi)部的裂紋產(chǎn)生。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是具有外圓臺階的招質(zhì)圓筒的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0020]圖2是本發(fā)明的具有外圓臺階的鋁質(zhì)圓筒的擠壓工藝的執(zhí)行下料步驟后的毛坯件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3是本發(fā)明的具有外圓臺階的鋁質(zhì)圓筒的擠壓工藝的執(zhí)行預(yù)成型步驟后的圓筒預(yù)成型件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4是本發(fā)明的具有外圓臺階的鋁質(zhì)圓筒的擠壓工藝的執(zhí)行外圓粗加工步驟后的圓筒擠壓件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖5是本發(fā)明的具有外圓臺階的鋁質(zhì)圓筒的擠壓工藝的執(zhí)行成型擠壓步驟后的圓筒成型件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖6是圖5的側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0026]參閱圖1，具有外圓臺階的鋁質(zhì)圓筒50的內(nèi)孔為盲孔且直徑為Φ1，該鋁質(zhì)圓筒50的上部的外圓直徑為Φ2，鋁質(zhì)圓筒50的長度為L。
[0027]再請參閱圖2至圖6并結(jié)合參閱圖1，本發(fā)明的具有外圓臺階的鋁質(zhì)圓筒的擠壓工藝，包括以下步驟:
[0028]下料步驟，選一直徑適配的鋁材擠制棒在帶鋸床上下料，制成一段和鋁制圓筒體積適配的圓柱形毛坯件10，外形尺寸上僅留粗加工所需的少量的機(jī)加工余量；
[0029]毛坯件處理步驟，先除去毛坯件10的表面毛刺，再對毛坯件11的表面進(jìn)行潤滑處理，即在毛坯件11的工作表面附著一層潤滑膜，讓毛坯件11與預(yù)擠壓模具接觸順暢，以延長模具的使用壽命；
[0030]預(yù)成型步驟，將毛坯件10放入預(yù)擠壓模具中，通過正擠壓工藝成型為一個長度L2為圓筒預(yù)成型件20 ;該圓筒預(yù)成型件20的長度L2為鋁質(zhì)圓筒50的內(nèi)徑Φ1的I?1.2倍；該圓筒預(yù)成型件20的內(nèi)孔為盲孔；該圓筒預(yù)成型件20的外圓面上具有一上部直徑大、下部直徑小的外圓臺階，該外圓臺階的高度Hl低于圓筒預(yù)成型件20的內(nèi)孔的底面高度HO，并且H0-H1=3?5mm ;該圓筒預(yù)成型件20的上部的外圓直徑大于鋁質(zhì)圓筒50的上部的外圓直徑Φ2且大于量為1.7mm?1.9mm ;該圓筒預(yù)成型件的長度L2減去圓筒預(yù)成型件20的內(nèi)孔的底面高度HO，即L2-H0所代表的體積與鋁質(zhì)筒體50的筒壁體積相當(dāng)；該圓筒預(yù)成型件20的內(nèi)孔面上具有一口部直徑大、下部直徑小的內(nèi)圓臺階，該內(nèi)圓臺階由呈臺階形圓柱結(jié)構(gòu)的預(yù)擠壓沖頭成型的，該預(yù)擠壓沖頭的臺階的寬度為筒體預(yù)成型件20的筒壁壁厚的三分之一，并且該沖頭的臺階的面是角度為45°的斜面；該圓筒預(yù)成型件20的下部的內(nèi)孔直徑與鋁質(zhì)圓筒50的內(nèi)孔直徑Φ I相應(yīng)，該圓筒預(yù)成型件的內(nèi)圓臺階的高度L3為圓筒預(yù)成型件20的內(nèi)孔深度L2-H0的25%?30%。
[0031]外圓粗加工步驟，將圓筒預(yù)成型件20的外圓臺階的高度Hl通過車削加工抬高到H2而成為圓筒擠壓件30，該圓筒擠壓件30的外圓臺階的高度為H2高于圓筒預(yù)成型件20的內(nèi)孔的底面高度HO，并且H2-H0=10?12mm ;該圓筒擠壓件30的外圓臺階的面為圓弧面
[0032]退火軟化處理步驟，以消除圓筒擠壓件30的內(nèi)部材料應(yīng)力；
[0033]表面潤滑處理步驟；即在圓筒擠壓件30的工作表面附著一層潤滑膜，讓圓筒擠壓件30與擠壓模具接觸順暢，以延長模具的使用壽命；
[0034]成型擠壓步驟，將圓筒擠壓件30放入擠壓模具通過反擠壓工藝成型為圓筒成型件40。
[0035]本發(fā)明的具有外圓臺階的鋁質(zhì)圓筒的擠壓工藝，其中的預(yù)成型步驟主要是減少外圓車削的材料消耗和加工工時。在進(jìn)行預(yù)成型步驟中，先預(yù)成型外圓臺階，但是外圓臺階必須低于內(nèi)孔的底面高度，若外外圓臺階高于內(nèi)孔的底面高度會在截面變化處出現(xiàn)裂紋。另外在進(jìn)行預(yù)成型步驟時，在內(nèi)孔的口部擠壓出一個內(nèi)圓臺階，由于這個內(nèi)圓臺階的存在，使筒體內(nèi)側(cè)的金屬流動阻力增大，從而減少了內(nèi)外材料的流速差,并降低了材料內(nèi)部的拉應(yīng)力，同時降低了筒體內(nèi)側(cè)裂紋產(chǎn)生的傾向。在成型擠壓步驟中，由于外圓臺階高于內(nèi)孔的底面高度，在擠壓過程中外圓臺階以上的大直徑部分只做剛性平移，不再參與變形，因此在截面變化處不會再存在材料的流動速率差，也就不存在材料內(nèi)部的拉應(yīng)力，也就可以避免筒體內(nèi)部的裂紋產(chǎn)生。
[0036]以上實(shí)施例僅供說明本發(fā)明之用，而非對本發(fā)明的限制，有關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以作出各種變換或變型，因此所有等同的技術(shù)方案也應(yīng)該屬于本發(fā)明的范疇，應(yīng)由各權(quán)利要求所限定。
【權(quán)利要求】
1.一種具有外圓臺階的鋁質(zhì)圓筒的擠壓工藝，所述鋁質(zhì)圓筒的內(nèi)孔為盲孔且直徑為Φ1，該鋁質(zhì)圓筒的上部的外圓直徑為Φ2，鋁質(zhì)圓筒的長度為L，其特征在于，所述擠壓工藝包括以下步驟: 下料步驟，選一直徑適配的鋁材擠制棒在帶鋸床上下料，制成一段與所述鋁質(zhì)圓筒的體積適配的圓柱形毛坯件； 毛坯件處理步驟，先除去毛坯件的表面毛刺，再對毛坯件的表面進(jìn)行潤滑處理； 預(yù)成型步驟，將毛坯件通過正擠壓工藝成型為一個圓筒預(yù)成型件，該圓筒預(yù)成型件的內(nèi)孔為盲孔，該圓筒預(yù)成型件的外圓面上具有一上部直徑大、下部直徑小的外圓臺階，該外圓臺階的高度Hl低于圓筒預(yù)成型件的內(nèi)孔的底面高度HO，并且H0-H1=3?5mm，該圓筒預(yù)成型件的內(nèi)孔面上具有一口部直徑大、下部直徑小的內(nèi)圓臺階，該內(nèi)圓臺階由呈臺階形圓柱結(jié)構(gòu)的預(yù)擠壓沖頭成型的，該預(yù)擠壓沖頭的臺階的寬度為筒體預(yù)成型件的筒壁壁厚的三分之一，并且該沖頭的臺階的面是角度為45°的斜面； 外圓粗加工步驟，將圓筒預(yù)成型件的外圓臺階的高度Hl通過車削加工抬高到H2而成為圓筒擠壓件，該圓筒擠壓件的外圓臺階的高度為H2高于圓筒預(yù)成型件的內(nèi)孔的底面高度 HO，并且 H2-H0=10 ?12mm ; 退火軟化處理步驟； 表面潤滑處理步驟； 成型擠壓步驟，將圓筒擠壓件通過反擠壓工藝成型為圓筒成型件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有外圓臺階的鋁質(zhì)圓筒的擠壓工藝，其特征在于，所述圓筒預(yù)成型件的下部的內(nèi)孔直徑與所述鋁質(zhì)圓筒的內(nèi)孔直徑Φ1相應(yīng)，所述圓筒預(yù)成型件的上部的外圓直徑大于所述招質(zhì)圓筒的上部的外圓直徑Φ2且大于量為1.7mm?1.9mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的具有外圓臺階的鋁質(zhì)圓筒的擠壓工藝，其特征在于，所述圓筒預(yù)成型件的長度L2為所述鋁質(zhì)圓筒的內(nèi)徑Φ1的I?1.2倍，該圓筒預(yù)成型件的長度為L2減去圓筒預(yù)成型件的內(nèi)孔的底面高度HO，即L2-H0所代表的體積與所述鋁質(zhì)筒體的筒壁體積相當(dāng)；該圓筒預(yù)成型件的內(nèi)圓臺階的高度L3為所述圓筒預(yù)成型件的內(nèi)孔深度L2-H0的 25% ?30%ο
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有外圓臺階的鋁質(zhì)圓筒的擠壓工藝，其特征在于，所述圓筒擠壓件的外圓臺階的面為圓弧面。
【文檔編號】B21C23/02GK103691750SQ201310750625
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】謝華民 申請人:上海久豐汽車零件有限公司