一种芯棒控制的小直径空心坯料楔横轧精确成形方法技术

本发明专利技术属于金属塑性成形技术领域，特别提供了一种芯棒控制的小直径空心坯料楔横轧精确成形方法，该方法包括以下工艺：1）根据图纸制造楔横轧模具。将模具安装于楔横轧机上；2）将待加工的空心坯料按工艺要求下料，在加热炉中加热至轧制温度900℃-1150℃，穿入芯棒，把加热后的所述空心坯料通过推料装置送入所述楔横轧机上的楔横轧模具进行轧制。芯棒在轧制中起到优化内孔的作用。本发明专利技术与传统的空心件加工工艺相比的优点是：降低成本，提高生产率，带来显著的经济效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于金属塑性成形
，特别提供了一种芯棒控制的小直径空心坯料 楔横轧精确成形方法。
技术介绍
随着汽车轻量化的发展，零件薄壁化、中空化是实现汽车轻量化的途径之一，空心 轴类件的成形工艺也得到广泛的关注。 现有的空心件楔横轧轧制过程中，目标产品内孔尺寸大时，大多数采用带芯棒的 轧制办法。目标产品尺寸小时，采用无芯棒轧制。采用无芯棒轧制，只能通过优化模具来改 善内孔质量，但是仍然存在缺陷，这意味着空心坯料无芯棒轧制时目标产品品质差，加工余 量大，废品率高。如果能够通过芯棒改善内孔质量，那么小直径空心件楔横轧的应用前景将 会很大。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供一种芯棒控制的小直径空心坯料楔横轧精密制坯 的方法，实现空心气门毛坯的楔横轧成形。 实现本专利技术的技术方案是： ，包括以下步骤：A)制造楔横轧模具，将所述楔横轧模具安装于楔横轧机上； B)将待加工的坯料下料，并在加热炉中加热，穿入经过热处理的芯棒，所述芯棒小 于坯料内径，把加热后的所述钢管料送入楔横轧机中进行轧制，获得小直径的空心坯料。 进一步地，在步骤B)的轧制过程中，空心坯料的相对壁厚Q在0. 25彡Q彡0. 30， 相对压下率h在1.7-1. 9之间，芯棒外径D满足D= (0.7-0. 9) *d; 其中相对壁厚Q为轧件原始壁厚与轧件原始外径之比，相对压下率h为轧件轧制 前后外径之比，d为轧件轧制后对称中心的内孔尺寸。 进一步地，所述步骤B)中的芯棒尺寸的确定不仅与目标轧件有关还和空心坯料 的相对壁厚Q和轧制时的相对压下率h有关，芯棒要按照轧后轧件对称中心的内孔尺寸d 来确定芯棒的尺寸大小。进一步地，所述步骤B)中所述的楔横轧模具成形角在a=32° -40°，展宽角为 |3 = 4。-8。，模具脱空 0? 1-0. 3mm。 进一步地，所述步骤B)中加热炉中加热的温度为900°C-1150°C。 本专利技术对于对于楔横轧而言，扩大了楔横轧轧制空心件的适用范围，是的小直径 空心件的生产效率提高。【附图说明】图1为楔横轧模具展开图，图中具体描述本专利技术空心件带芯棒轧制过程， a-b-c-d-e反应了不同时期的空心气门坯料轧制成形情况，乳到位置C的时候芯棒开始受 力，芯棒开始引导坯料的金属流动情况，此时内孔质量主要靠芯棒来调节控制，到达e的时 候完成一个空心坯料的成形；图2为空心坯料楔横轧轧制前装备关系；图3为带芯棒引导的楔横轧后坯料，内孔尺寸分布均匀，壁厚符合要求； 图4为楔横轧机结构示意图； 图5为楔横乳机部分结构不意图； 图6为楔横轧模具结构示意图。【具体实施方式】 为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本专利技术进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，并 不用于限定本专利技术。 相反，本专利技术涵盖任何由权利要求定义的在本专利技术的精髓和范围上做的替代、修 改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本专利技术有更好的了解，在下文对本专利技术的细 节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的 描述也可以完全理解本专利技术。 本专利技术提供的一种芯棒控制小直径空心坯料精确成形装置，包括上辊1、下辊2， 被轧制的空心坯料3置于所述上辊1及下辊2之间，所述空心坯料3的空心内孔内侧设有 一圆形芯棒5,所述芯棒5横截面的直径小于所述空心还料3空心内孔的内径。所述芯棒5 的横截面直径Dl为（0. 7 - 0. 9) *dl，所述dl为轧制后空心坯料3的内径；同时所述芯棒5 的尺寸最大不超过25mm，最小不低于2mm;所述芯棒5的横截面直径与空心还料3的相对壁 厚的关系为：Dl= 13*Q，所述Q为空心坯料3原始壁厚与空心坯料3原始外径之比。所述 空心坯料3两侧设有固定空心坯料的导板4。所述空心坯料3左右对称的对称线与其轴线 垂直，所述上辊及下辊表面均设有楔横轧模具，所述楔横轧模具包括基体部分和在该基体 部分外表面凸起的成型部分，所述成型部分包括楔入段11、展宽段12及精整段13,所述展 宽段的展宽角P1大于精整段的展宽角0 2。 如图1-6所示，本专利技术提供一种芯棒控制的小直径空心坯料楔横轧精确成形方 法，所述方法包括以下步骤： A)制造楔横轧模具； B)将空芯坯料加热至轧制温度，所述空心坯料为钢管料； C)将所述钢管料穿入芯棒，通过所述楔横轧模具对钢管料进行轧制，实现钢管料 产生外径变化并沿其轴向伸长形成一左右对称的空心气门坯料；所述空心气门坯料左右对 称的对称线与其轴线垂直，且所述空心气门坯料的中部为杆部，其两端为盘部，且其杆部与 盘部之间的连接段为其颈部； 所述芯棒小于空心坯料的内径，所述芯棒尺寸与空心坯料的相对壁厚的关系Dl =13*Q，所述Q为空心还料原始壁厚与空心还料原始外径之比；所述芯棒尺寸与空心还料 轧制时的相对下压率的关系Dl= (2. 1-2. 3)*h，所述h为空心坯料轧制前后外径之比；所 述芯棒尺寸与轧制后的内径尺寸的关系Dl= (0. 7 - 0. 9)*dl，所述dl为轧制后空心坯料 的内径；同时所述芯棒的尺寸最大不能超过多少25mm，最小不能低于多少2mm。 D)沿所述空心气门坯料的对称线分割所述空心气门坯料，形成结构相同的第一空 心气门预制坯和第二空心气门预制坯；每个空心气门预制坯由连续且依次连接的杆部、颈 部和盘部组成； 本专利技术属于芯棒引导尺寸的空心坯料楔横轧精确成形方法。芯棒尺寸不同于传统 的楔横轧空心件的芯棒尺寸，传统的楔横轧空心件是在轧制空心坯料时空心件内径尺寸等 于芯棒尺寸，本专利技术采用的芯棒小于坯料内径，芯棒尺寸的确定不仅与目标轧件有关还和 空心坯料的相对壁厚Q(轧件原始壁厚与轧件原始外径之比）和轧制时的相对压下率h(轧 件轧制前后外径之比）有关。芯棒要按照轧后轧件对称中心的内孔尺寸d(单位mm)来确 定芯棒的尺寸大小。在保证稳定轧制的前提下空心坯料的相对壁厚Q在0. 25-0. 30之间相 对压下率h在1. 7-1. 9之间芯棒外径D基本满足D= (0. 7-0. 9) *d。芯棒在轧制中起到优 化内孔的作用。 本专利技术属于芯棒引导尺寸的空心坯料楔横轧精确成形方法实现经济化生产，具体 实例如下： 实施例1: 如图1、图2、图3所示为一种芯棒控制的小直径空心坯料楔横轧精确成形的一个 实例。 将具有成形角a=35°，展宽角0 =5°的模具安装在楔横轧机上，调整楔横轧 机相应的位置关系，模具图如图1所示，将直径为〇20_，长度为120mm的空心棒料通过电 磁感应炉加热至ll〇〇°C后，装入经过热处理后的芯棒，通过送料装置置于上下模具之间的 孔型，启动轧机，乳辊旋转一周后得到如图3所示符合要求的空心坯料（长L= 125_，外径 D= 10. 5mm，内径d= 4. 6mm，壁厚均勾），至此完成了空心还料楔横乳还料精确成形。 实施例2 : 将具有成形角a= 32°，展宽角0 = 5. 5°的模具（图1所示）安装在楔横轧 机上，调整楔横轧机相应的位置关系，将直径为〇18mm，长度为90mm的空心气门棒料通过 电磁感应炉加热至l〇〇〇°C后，装入经过热处理后的芯棒，通过送料装置置于上下模具之间 的孔型，启动轧机，乳辊旋本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种芯棒控制的小直径空心坯料楔横轧精确成形方法，其特征在于，包括以下步骤：A）制造楔横轧模具，将所述楔横轧模具安装于楔横轧机上；B）将待加工的坯料下料，并在加热炉中加热，穿入经过热处理的芯棒，所述芯棒小于坯料内径，把加热后的所述钢管料送入楔横轧机中进行轧制，获得小直径的空心坯料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晋平，纪宏超，苏屏，闫向哲，王宝雨，郑振华，胡正寰，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京;11