專利名稱：抽油桿鍛造成型工藝及其模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鍛造工藝，特別適用于抽油桿鍛造成形工藝及其模具，也適用于類似長桿件的制作。
抽油桿鍛造成形，涉及長桿件的鐓鍛工藝，制訂長桿件鐓鍛工藝。目前國內(nèi)外遵循“錐形鍛模鐓鍛規(guī)則”，50年代，前蘇聯(lián)學(xué)者А.л.Тоmленов通過實(shí)驗(yàn)制訂長徑比ψ≤9的鐓限制α(圖1)，對于ψ0＜9時(shí)，認(rèn)為應(yīng)滿足鐓縮比β＜3，從而采用了一水平限制曲線，80年代，前蘇聯(lián)學(xué)者Е.И.Семенов等人對ψ0＜7的鉛和鋁坯試驗(yàn)研究，雖然得出了超出限制曲線α(圖1)的結(jié)果Е.И.Семленов，И.С.Заноъев，Расчт Лваратльно и высаяюивконичеснeском луансоне шриштампокенашашинострошнальноковочныХ шашиняХ，шашиностороеная，1981.NO.6.C.50—51。但仍然未解決ψ0＞9的鐓鍛極限問題，例如抽油桿鍛件CYGφ16mm其長徑比ψ0＝18.13，無法使用現(xiàn)行的“錐形模鐓鍛規(guī)則”，因而許多國家在抽油桿鍛造工藝及其模具設(shè)計(jì)時(shí)，參照上述規(guī)則加上經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)，在平鍛機(jī)上鐓鍛時(shí)，鐓鍛處于非穩(wěn)定條件下，常因軸向失穩(wěn)而產(chǎn)生折疊，缺肉等缺陷，導(dǎo)致廢品率高達(dá)20％以上，成本高，工效低，在我國，每年需抽油桿2500～3000萬米(約312～370萬根)若以廢品率20％以上來推算，其浪費(fèi)是相當(dāng)嚴(yán)重的。
針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，本發(fā)明公開一種適用于大長徑比抽油桿的鍛造成形工藝及其模具。
本發(fā)明是在以下試驗(yàn)基礎(chǔ)上提出來的，并在實(shí)踐中獲得成功。對長徑比ψ0＝10—20的鋁坯，在模膛不充滿系數(shù)μ＝1.04—1.06的4—1.06的情況下進(jìn)行鐓鍛試驗(yàn)，特到限制曲線n(圖1)，經(jīng)修正得實(shí)用曲線m(圖1)，由此，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)施(一)抽油桿鍛造成形由三個(gè)聚料工步、預(yù)成形工步、成形工步和切邊打字工步等六個(gè)工步，在平鍛機(jī)上進(jìn)行(圖2)。所述第一工步(圖2(1))為聚料工步，該工步鐓粗變形量為β1，它大于第二工步鐓粗變形量β2，即β1＞β2，該工步的凸模錐腔大端增大錐角α＞2°，此防止產(chǎn)生徑向飛邊和形成折疊，錐腔小端為一段圓柱形腔，以提高坯料變形穩(wěn)定性，模膛粗糙度從第一工步到成形工步逐漸減小，該工步的粗糙度為12.5—6.3所述第二工步(圖2(2))為聚料工步，該工步鐓粗變形量β2＞β3，該工步的凸模錐腔大端增大錐角α＞2°，以防止產(chǎn)生徑向飛邊和形成折疊，錐腔小端為一段圓柱形腔以提高坯料變形穩(wěn)定性，粗糙度6.3—3.2；所述第三工步(圖2(3))為聚料工步，該工步鐓粗變形量β3＞β4，該工步的凸模錐腔大端增大錐角α＞2°以防止徑向飛邊和形成折疊，粗糙度3.2—1.6。
(2)與上述抽油桿鍛造成形工藝相匹配的模具(圖3)為，它用于平鍛機(jī)上鍛造抽油桿，它由凸模、凸模夾持器，螺釘、凹模、夾緊凹模、扶正模、打字模、夾緊滑塊組成，各聚料工步的凸凹模分模面在同一平面F內(nèi)，坯料在模膛內(nèi)變形與不變形界面在各工步中除切邊、打字工步外均在同一平面E內(nèi)，便于操作及實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定長送料。聚料工步設(shè)凸模錐腔，其大端增大錐角α＞2°，聚料工步凸模錐腔小端設(shè)一段圓柱形腔，凸模16、17、18、19、20、21通過螺釘固定于凸模夾持器22上，凹模1、3、5、7、9、12及夾緊凹模2、4、6、8、10、扶正模13、打字模14通過螺釘固定于夾緊滑塊15上。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)(一)本工藝能合理確定各工步鍛鍛變形量；(二)聚料工步設(shè)凸模錐腔，其小端設(shè)一圓柱形腔，以提高坯料變形的穩(wěn)定性，減小鐓鍛變量量，錐腔大端設(shè)一錐角α＞2°，可防止坯料產(chǎn)生徑向飛邊，折疊，并可使每一工步變形量足夠大而又不至于產(chǎn)生過份的縱向彎曲。(三)坯料在模腔內(nèi)變形與不變形界面在各工步中除切邊打字工步外均在同一平面內(nèi)，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定長送料，操作方便；(四)模具結(jié)構(gòu)合理，加工簡單，采用本發(fā)明工藝及模具能使抽油桿鍛造成品率由過去的平均70％提高到95％以上，鍛件質(zhì)量全面達(dá)到API標(biāo)準(zhǔn)及國標(biāo)GB7229—87。


如下附圖1.錐形模膛尺寸界限附圖2.抽油桿鍛造工藝圖附圖3.模具結(jié)構(gòu)原理圖下面以抽油桿CYG 16mm為例對其鍛造工藝說明如下第一工步將加熱好的坯料置于夾緊模2上，夾緊滑塊15閉合時(shí)，將坯料夾緊，凸模夾緊器22向前運(yùn)動(dòng)時(shí)，固定其上的錐形凸模16對坯料進(jìn)行鐓鍛；坯料在凹模1及凸模16錐腔內(nèi)變形完成鐓鍛后，凸模夾持器22返程帶動(dòng)凸模16返回，完成脫膜，夾緊滑塊松開，為防止產(chǎn)生徑向飛邊，在距分模面35mm處增大錐角使α＞2°30′同時(shí)，為了減小變形毛坯的相對長度，并考慮夾緊滑塊在閉合狀態(tài)下主滑塊的返回行程(30mm，對250～500T平鍛機(jī)而言)，在凸模模膛的小底處作成 16.5+0.1+0.2×28mm]]>的園柱形腔。
第二工步將坯料置于夾緊模4上，夾緊滑塊15閉合將坯料夾緊，凸模夾持器22帶動(dòng)固定其上的凸模17向前運(yùn)動(dòng)，對坯料進(jìn)行鐓鍛，坯料在凹模3及凸模17模膛內(nèi)變形，此后，凸模夾持器22返程，凸模17與坯料脫模，夾緊滑塊15松開。
第三工步第二工步鍛好后的坯料置于夾緊模6上，夾緊滑塊15閉合將坯料夾緊，凸模夾持器22帶動(dòng)固定其上的凸模18向前運(yùn)動(dòng)，對坯料進(jìn)行鐓鍛，坯料在凹模5及凸模18模膛內(nèi)變形，此后，凸模夾持器22返程，凸模18與坯料脫模，夾緊滑塊15松開，為避免產(chǎn)生徑向飛邊而在下續(xù)工步中產(chǎn)生折疊，凸模18與凹模5之間留3mm間隙。
第四工步將坯料置于夾緊凹模8上，夾緊滑塊通過凹模7施加作用力予毛坯，使園截面毛坯變?yōu)榉浇孛娴腻懠?，凸模夾持器22帶動(dòng)固定其上的凸模19向前運(yùn)動(dòng)，在凹模7長方的同時(shí)，對坯料施以軸向鍛擠，以補(bǔ)償毛坯方變形的不足。此后，凸模夾持器22帶動(dòng)凸模19返程，完成脫模，夾緊滑塊15松開，取出毛坯。
第五工步將第四工步予長方后的毛坯無軸向位移地旋轉(zhuǎn)90°置于凹模9上，夾緊滑塊15閉合時(shí)，通過夾緊凹模10將坯料夾緊，同時(shí)，凹模9對坯料進(jìn)一步長方，凸模夾持器22向前移動(dòng)，帶動(dòng)固定其上的凸模20對坯料施以軸向鍛擠，使方部充滿良好，同時(shí)大法蘭處鐓擠成形，多余的金屬在凸模20與凹模9之間形成徑向飛邊，凸模夾持器22帶動(dòng)凸模20返程，完成脫模，夾緊滑塊15松開。
第六工步切邊、打字、將鍛件不變形桿部置于扶正模13上，頭部置于切邊凹模12上，凸模21前移時(shí)，將大法蘭處的徑向飛邊切掉，凸模21隨凸模夾持器返程時(shí)，飛邊毛料由卸飛邊裝置11卸除。將此除毛邊后的鍛件軸向后移，將方部置于打字模14上，夾緊滑塊閉合時(shí)，打字模在鍛件方部施加作用力，完成打字。
權(quán)利要求
1.一種軸油桿鍛造成形工藝，它由三個(gè)聚料工步、預(yù)成形工步、成形工步和切邊打字工步等六個(gè)工步在手鍛機(jī)上進(jìn)行，其特征為第一工步為聚料工步，該工步鍛粗變形量為β1，它大于第二工步鍛鐓粗變形量β2，即β1＞β2，該工步的凸膜錐腔大端增大錐角α＞2°，錐腔小端為一段圓柱形腔，模膛粗糙度為12.5—6.3，第二工步為聚料工步，該工步鐓粗變形量β2＞β3，該工步的凸模錐腔大端增大錐角α＞2°，錐腔小端為一段圓柱形腔，模膛粗糙度為6.3—3.2，第三工步為聚料工步，該工步鐓粗變形量β3＞β4，該工步的凸模錐腔大端增大錐角α＞2°，粗糙度3.2—1.6。
2.根據(jù)權(quán)利要求所述抽油桿鍛造成形工藝的模具，它由凸模、凸模夾持器、螺釘、凹模、夾緊凹膜、扶正模、打字模、夾緊滑塊組成，其特征為各聚料工步的凸凹模分模面在同一平面(F)內(nèi)，坯料在模膛內(nèi)變形與不變形界面在各工步中除切邊、打字工步外均在同一平面(E)內(nèi)，聚料工步的凸模錐腔大端增大錐角α＞2°，聚料工步凸模錐腔小端設(shè)一段圓柱形腔，凸膜(16)、(17)、(18)、(19)、(20)、(21)通過螺釘固定在凸模夾持器(22)上，凹模(1)、(3)、(5)、(7)、(9)、(12)及夾緊凹模(2)、(4)、(6)、(8)、(10)、扶正模(13)、打字模(14)通過螺釘固定在夾緊滑塊(15)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鍛壓工藝，特別適用于抽油桿鍛造成型工藝及其模具，也適用于類似長桿件的制作。該工藝的聚料工步凸模錐腔大端增大錐角α＞2°，錐腔小端為一段圓柱形腔，其模具各工步凸凹模分模面在同一平面內(nèi)，坯料在模膛內(nèi)變形與不變形界面在各工步中除切邊打字工步外均在同一平面內(nèi)，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定長送料，操作方便，模具結(jié)構(gòu)合理，加工簡單，采用本發(fā)明工藝及模具，能使抽油鍛造成品率由過去的平均70％提高到95％以上。
文檔編號B21J5/06GK1120984SQ9510920
公開日1996年4月24日 申請日期1995年7月22日 優(yōu)先權(quán)日1995年7月22日
發(fā)明者黃早文, 俞勤, 黃重九, 張國材, 鄧小山, 陳茂權(quán) 申請人:華中理工大學(xué)