專利名稱：一種內(nèi)臺(tái)階筒形件的精密軋制成形方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及筒形件的軋制成形領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種內(nèi)臺(tái)階筒形件的精密軋制成形方法及裝置。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)的迅猛發(fā)展，對(duì)各種高性能異形截面環(huán)件的需求巨大。內(nèi)臺(tái)階筒形件是一種典型的異形截面環(huán)件，其主要產(chǎn)品對(duì)象有輪轂軸承套圈、水泵軸承套圈等。它不僅精度要求高，而且還要求有較高的服役性能和使用壽命，而滿足這些要求的關(guān)鍵就在于內(nèi)臺(tái)階筒形件的成形制造質(zhì)量。目前，內(nèi)臺(tái)階筒形件主要有兩種加工制造方法。一是車削加工，即用管坯直接車削成內(nèi)臺(tái)階筒形件。車削加工不但費(fèi)時(shí)費(fèi)力，材料利用率低，而且金屬纖維被切斷，材料組織性能也不好，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足高性能內(nèi)臺(tái)階筒形件的使用要求。二是環(huán)件軋制成形，即用異形截面環(huán) 件毛坯直接軋制成形內(nèi)臺(tái)階筒形件。雖然這種方法可以制造高性能內(nèi)臺(tái)階筒形件，但制坯過(guò)程十分復(fù)雜，且軋制成形的內(nèi)臺(tái)階筒形件軸向高度有限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種內(nèi)臺(tái)階筒形件的精密軋制成形方法及裝置。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:構(gòu)造一種內(nèi)臺(tái)階筒形件的精密軋制成形方法，包括以下步驟:SI，獲得環(huán)形的毛坯；S2，將環(huán)形的毛坯置于環(huán)形的驅(qū)動(dòng)輥內(nèi)，毛坯的外徑小于驅(qū)動(dòng)輥的內(nèi)徑，毛坯的外壁局部貼合驅(qū)動(dòng)輥的內(nèi)壁；S3，將芯輥置于毛坯內(nèi)，芯輥包括外工作面和內(nèi)工作面，內(nèi)工作面的直徑小于外工作面的直徑，外工作面和內(nèi)工作面形成凹槽；S4，使驅(qū)動(dòng)輥和毛坯一起旋轉(zhuǎn)，芯輥沿毛坯的徑向作直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，毛坯產(chǎn)生壁厚減小、內(nèi)外直徑擴(kuò)大、軸向拉伸、內(nèi)臺(tái)階填充的連續(xù)局部塑性變形；S5，當(dāng)毛坯軸向高度達(dá)到預(yù)定值時(shí)，芯輥停止進(jìn)給，取出制得的內(nèi)臺(tái)階筒形件。在上述的內(nèi)臺(tái)階筒形件的精密軋制成形方法中，在所述步驟SI中，所述環(huán)形的毛坯通過(guò)鐓粗、沖孔、沖連皮、平端面的方法制得。在上述的內(nèi)臺(tái)階筒形件的精密軋制成形方法中，在所述步驟SI中，所述毛坯的高
度戽=縣，毛坯的外徑A =I ，內(nèi)徑d0 =JA2 —Ib2 -d；)B + (dl -d；)B]，其K1K.,\ A2 H
中D為內(nèi)臺(tái)階筒形件外環(huán)的外徑，B是內(nèi)臺(tái)階筒形件外環(huán)的軸向高度，是內(nèi)臺(tái)階筒形件內(nèi)環(huán)的軸向高度， de是內(nèi)臺(tái)階筒形件外環(huán)的內(nèi)徑，Cli是內(nèi)臺(tái)階筒形件內(nèi)環(huán)的內(nèi)徑，K1為軸向軋制比，K2為徑向軋制比。在上述的內(nèi)臺(tái)階筒形件的精密軋制成形方法中，驅(qū)動(dòng)輥的內(nèi)徑等于內(nèi)臺(tái)階筒形件外環(huán)的外徑。在上述的內(nèi)臺(tái)階筒形件的精密軋制成形方法中，芯輥外工作面直徑Dx < dQ，芯輥內(nèi)工作面直徑dx = Dx-(Cle-Cli),芯輥凹槽軸向高度Bx = Be。在上述的內(nèi)臺(tái)階筒形件的精密軋制成形方法中，在所述步驟S4中，毛坯變形分為兩個(gè)階段:在第一階段，毛坯產(chǎn)生壁厚減小，內(nèi)外直徑擴(kuò)大、軸向高度基本不變、內(nèi)臺(tái)階填充的連續(xù)局部塑形變形。在第二階段，當(dāng)毛坯的外表面與驅(qū)動(dòng)輥的內(nèi)表面完全貼合時(shí)，毛坯的外徑停止增大，毛坯產(chǎn)生壁厚減小，內(nèi)徑擴(kuò)大，外徑不變，軸向伸長(zhǎng)、內(nèi)臺(tái)階填充的連續(xù)局部塑形變形。在上述的內(nèi)臺(tái)階筒形件的精密軋制成形方法中，在所述步驟S5中，通過(guò)擠出模具將制得的內(nèi)臺(tái)階筒形件擠出。本發(fā)明還提供了一種內(nèi)臺(tái)階筒形件的精密軋制成形裝置，包括驅(qū)動(dòng)輥、芯輥、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置和直線驅(qū)動(dòng)裝置，所述驅(qū)動(dòng)輥為環(huán)形，所述芯輥為圓柱形，所述芯輥包括外工作面和內(nèi)工作面，所述內(nèi)工作面的直徑小于所述外工作面的直徑，所述外工作面和所述內(nèi)工作面形成凹槽，所述芯輥插入所述驅(qū)動(dòng)輥內(nèi)，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)輥轉(zhuǎn)動(dòng)，所述直線驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)所述芯輥沿徑向作直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。在上述的內(nèi)臺(tái)階筒形件的精密軋制成形裝置中，所述成形裝置還包括將制得的內(nèi)臺(tái)階筒形件擠出所述驅(qū)動(dòng)輥的擠出模具，擠出模具為圓柱體，其外徑等于內(nèi)臺(tái)階筒形件外環(huán)的外徑，所述直線驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)所述擠出模具沿驅(qū)動(dòng)輥中軸線方向作直線擠出運(yùn)動(dòng)。實(shí)施本發(fā)明的內(nèi)臺(tái)階筒形件的精密軋制成形方法及裝置，具有以下有益效果:(I)軋制成形結(jié)束時(shí)，內(nèi)臺(tái)階筒形件的外表面與驅(qū)動(dòng)輥的內(nèi)表面貼合，因此制得的內(nèi)臺(tái)階筒形件幾何尺寸容易控制。(2)本發(fā)明利用簡(jiǎn)單的矩形截面環(huán)件毛坯直接軋制成形內(nèi)臺(tái)階筒形件，具有顯著的節(jié)能節(jié)材、降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)率的效果。軋制成形的內(nèi)臺(tái)階筒形件表面質(zhì)量好，幾何精度高，而且獲得了細(xì)密的晶粒組織和完整的金屬流線，顯著地改善了內(nèi)臺(tái)階筒形件內(nèi)部組織和力學(xué)性能，可使內(nèi)臺(tái)階筒形件的性能和使用壽命得到大幅度的提高。(3)軋制成形過(guò)程中，環(huán)件毛坯主要產(chǎn)生壁厚減小、軸向伸長(zhǎng)的連續(xù)局部塑性變形，因此本方法可以用于成形大高度的內(nèi)臺(tái)階筒形件。(4)由于本發(fā)明內(nèi)臺(tái)階筒形件的精密軋制成形裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，沒(méi)有復(fù)雜的傳動(dòng)和定位結(jié)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)輥在轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中不會(huì)左右晃動(dòng)，成形精度高，制得的內(nèi)臺(tái)階筒形件質(zhì)量好。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中:圖1是用于制造內(nèi)臺(tái)階筒形件的毛坯截面示意圖；圖2是內(nèi)臺(tái)階筒形件截面示意圖；圖3a_圖3d是內(nèi)臺(tái)階筒形件的精密軋制成形裝置的軋制過(guò)程示意圖。
具體實(shí)施例方式為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。本發(fā)明內(nèi)臺(tái)階筒形件的精密軋制成形方法包括以下步驟:SI，獲得環(huán)形的毛坯3，毛坯3為矩形截面環(huán)件?？梢酝ㄟ^(guò)鐓粗、沖孔、沖連皮、平端面的方法制得。內(nèi)臺(tái)階筒形件5即為采用本發(fā)明方法制得的
產(chǎn)品。如圖1、圖2所示，毛坯3的高度
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)臺(tái)階筒形件的精密軋制成形方法，其特征在于，包括以下步驟: Si，獲得環(huán)形的毛坯； S2，將環(huán)形的毛坯置于環(huán)形的驅(qū)動(dòng)輥內(nèi)，毛坯的外徑小于驅(qū)動(dòng)輥的內(nèi)徑，毛坯的外壁局部貼合驅(qū)動(dòng)輥的內(nèi)壁； S3，將芯輥置于毛坯內(nèi)，芯輥包括外工作面和內(nèi)工作面，內(nèi)工作面的直徑小于外工作面的直徑，外工作面和內(nèi)工作面形成凹槽； S4，使驅(qū)動(dòng)輥和毛坯一起旋轉(zhuǎn)，芯輥沿毛坯的徑向作直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，毛坯產(chǎn)生壁厚減小、內(nèi)外直徑擴(kuò)大、軸向拉伸、內(nèi)臺(tái)階填充的連續(xù)局部塑性變形； S5，當(dāng)毛坯軸向高度達(dá)到預(yù)定值時(shí)，芯輥停止進(jìn)給，取出制得的內(nèi)臺(tái)階筒形件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)臺(tái)階筒形件的精密軋制成形方法，其特征在于，在所述步驟SI中，所述環(huán)形的毛坯通過(guò)鐓粗、沖孔、沖連皮、平端面的方法制得。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)臺(tái)階筒形件的精密軋制成形方法，其特征在于，在所述步驟Si中，所述毛坯的高度見(jiàn)
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)臺(tái)階筒形件的精密軋制成形方法，其特征在于，驅(qū)動(dòng)輥的內(nèi)徑等于內(nèi)臺(tái)階筒形件外環(huán)的外徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)臺(tái)階筒形件的精密軋制成形方法，其特征在于，芯輥外工作面直徑Dx < d0,芯輥內(nèi)工作面直徑dx = Dx-(Cle-Cli)，芯輥凹槽軸向高度Bx = Be。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)臺(tái)階筒形件的精密軋制成形方法，其特征在于，在所述步驟S4中，毛坯變形分為兩個(gè)階段:在第一階段，毛坯產(chǎn)生壁厚減小，內(nèi)外直徑擴(kuò)大、軸向高度基本不變、內(nèi)臺(tái)階填充的連續(xù)局部塑形變形。在第二階段，當(dāng)毛坯的外表面與驅(qū)動(dòng)輥的內(nèi)表面完全貼合時(shí)，毛坯的外徑停止增大，毛坯產(chǎn)生壁厚減小，內(nèi)徑擴(kuò)大，外徑不變，軸向伸長(zhǎng)、內(nèi)臺(tái)階填充的連續(xù)局部塑形變形。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)臺(tái)階筒形件的精密軋制成形方法，其特征在于，在所述步驟S5中，通過(guò)擠出模具將制得的內(nèi)臺(tái)階筒形件擠出。
8.一種內(nèi)臺(tái)階筒形件的精密軋制成形裝置，其特征在于，包括驅(qū)動(dòng)輥(I)、芯輥(2)、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置和直線驅(qū)動(dòng)裝置，所述驅(qū)動(dòng)輥(I)為環(huán)形，所述芯輥(2)為圓柱形，所述芯輥(2)包括外工作面和內(nèi)工作面，所述內(nèi)工作面的直徑小于所述外工作面的直徑，所述外工作面和所述內(nèi)工作面形成凹槽，所述芯輥(2)插入所述驅(qū)動(dòng)輥(I)內(nèi)，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)輥(I)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述直線驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)所述芯輥(2)沿徑向作直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的內(nèi)臺(tái)階筒形件的精密軋制成形裝置，其特征在于，所述成形裝置還包括將制得的內(nèi)臺(tái)階筒形件(5 )擠出所述驅(qū)動(dòng)輥(I)的擠出模具(4 )，擠出模具(4 )為圓柱體，其外徑等于內(nèi)臺(tái)階筒形件(5)外環(huán)的外徑，所述直線驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)所述擠出模具(4)沿驅(qū)動(dòng)輥(I)中軸線方向作直線擠出運(yùn)動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種內(nèi)臺(tái)階筒形件的精密軋制成形方法及裝置，其方法包括以下步驟S1，獲得環(huán)形的毛坯；S2，將環(huán)形的毛坯置于環(huán)形的驅(qū)動(dòng)輥內(nèi)，毛坯的外壁緊貼驅(qū)動(dòng)輥的內(nèi)壁；S3，將芯輥置于毛坯內(nèi)，芯輥上設(shè)有凹槽；S4，使驅(qū)動(dòng)輥和毛坯一起旋轉(zhuǎn)，芯輥沿毛坯的徑向作直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；S5，當(dāng)毛坯軸向高度達(dá)到預(yù)定值時(shí)，芯輥停止進(jìn)給，取出制得的內(nèi)臺(tái)階筒形件；其裝置包括驅(qū)動(dòng)輥(1)、芯輥(2)、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置和直線驅(qū)動(dòng)裝置，所述驅(qū)動(dòng)輥(1)為環(huán)形，所述芯輥(2)為圓柱形。本發(fā)明通過(guò)連續(xù)局部塑性變形一次整體成形內(nèi)臺(tái)階筒形件，具有顯著的節(jié)能節(jié)材、降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品性能效果。
文檔編號(hào)B21H1/18GK103084520SQ201310047889
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2013年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月6日
發(fā)明者華林, 韓星會(huì), 周光華, 路博涵 申請(qǐng)人:武漢理工大學(xué)