薄壁深窄槽零件冷摆辗精密成形方法技术

本发明专利技术涉及一种薄壁深窄槽零件冷摆辗精密成形方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、制作预制坯；S2、将预制坯放置于冷摆辗凹模上，预制坯上方放置冷摆辗摆头；冷摆辗摆头是回转锥体，冷摆辗摆头的锥顶点位于锻件轴线与上表面的交点处，其母线与零件深窄槽母线匹配；冷摆辗凹模与零件深窄槽背面相匹配，冷摆辗凹模型腔中部开设分流槽，冷摆辗摆头内部设置摆头顶料杆，冷摆辗凹模内设置凹模顶料杆，凹模顶料杆设计在分流槽底部；S3、摆头经多道次连续局部成形零件的深窄槽，零件深窄槽背面由冷摆辗凹模成形。本发明专利技术有效消除了充填不满和折叠缺陷，同时有效改善了模具受力状态，提高了模具寿命，从而保证了薄壁深窄槽零件能够顺利冷摆辗精密成形。

Precision forming method of cold swing rolling for thin-walled and deep narrow slot parts

The invention relates to a cold swing rolling precision forming method for thin wall deep and narrow slot parts, which includes the following steps: S1, making preform; S2, placing the preform on the cold rolling die, placing the cold swinging head above the preform; the cold swinging head is a rotary cone and the cone vertex of the cold swinging head is located on the axis of the forging. At the intersection point of the upper surface, the busbar is matched with the deep and narrow slot busbar of the parts; the cold swing forging die is matched with the back face of the deep and narrow slot of the parts. The middle part of the cold swinging concave model cavity is set up with a shunt slot, the inner of the cold swing rolling head is set up the top material rod, the concave die top is set in the cold swinging die, and the die top is designed at the bottom of the shunt slot; S3, The deep and narrow groove of the parts is formed continuously by multiple parts of the pendulum head, and the back of the deep narrow groove of the part is formed by the cold rotary forging die. The invention effectively eliminates filling discontent and folding defects, and effectively improves the force state of the die and improves the die life, thus ensuring the smooth cold rolling and precision forming of the thin-walled deep and narrow slot parts.

【技术实现步骤摘要】
薄壁深窄槽零件冷摆辗精密成形方法
本专利技术涉及薄壁深窄槽零件加工制造
，更具体地说，涉及一种薄壁深窄槽零件冷摆辗精密成形方法。
技术介绍
随着高端装备的快速发展，对高性能复杂零件的需求巨大。薄壁深窄槽零件是高端装备的关键零件，其制造精度和性能对高端装备的服役性能和使用寿命具有重要影响。由于壁薄、槽深且窄，传统整体锻造成形技术难以成形薄壁深窄槽零件。目前，薄壁深窄槽零件主要采用切削加工进行生产。切削加工周期长、生产效率低、材料利用率低、生产成本高。而且切削加工切断金属流线，无法细化晶粒组织，因此难以高效、优质、低成本制造薄壁深窄槽零件。冷摆辗属于增量塑性成形新工艺，具有成形精度高、组织性能和力学性能好、生产效率高、材料利用率高、生产成本低等技术优势。更重要的是，冷摆辗特别适合成形复杂薄壁零件。然而，由于薄壁深窄槽零件几何形状复杂，其冷摆辗成形过程中易出现充填不满、折叠等缺陷。同时，由于零件深窄槽对应的模具是一个细长凸台，其对受力状态十分敏感，易出现断裂缺陷。目前，还没有关于薄壁深窄槽零件冷摆辗精密成形方法的报道。本专利技术专利提出了一种薄壁深窄槽零件冷摆辗精密成形方法，有效解决了此类零件冷摆辗精密成形技术难题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，提供一种薄壁深窄槽零件冷摆辗精密成形方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种薄壁深窄槽零件冷摆辗精密成形方法，包括以下步骤：S1、制作预制坯；S2、将预制坯放置于冷摆辗凹模上，预制坯上方放置冷摆辗摆头；所述冷摆辗摆头是回转锥体，冷摆辗摆头的锥顶点位于锻件轴线与上表面的交点处，其母线与零件深窄槽母线匹配；冷摆辗凹模与零件深窄槽背面相匹配，冷摆辗凹模型腔中部开设分流槽，所述冷摆辗摆头内部设置摆头顶料杆，所述冷摆辗凹模内设置凹模顶料杆，凹模顶料杆设计在分流槽底部；S3、摆头经多道次连续局部成形零件的深窄槽，零件深窄槽背面由冷摆辗凹模成形。上述方案中，所述预制坯底部形状与零件底部形状一致。上述方案中，所述冷摆辗摆头锥角为0.2°～0.5°。上述方案中，所述摆头顶料杆轴线与冷摆辗机轴线重合，摆头顶料杆下表面与摆头型腔顶部重合。上述方案中，在所述步骤S3中，冷摆辗摆头轴线上任一点的运动轨迹为：其中c为冷摆辗机偏心套偏心距；ω为冷摆辗机偏心套角速度；L为冷摆辗摆头轴线上任意一点到摆头锥顶点的距离；γ为摆头锥角；t为时间。实施本专利技术的薄壁深窄槽零件冷摆辗精密成形方法，具有以下有益效果：(1)本专利技术有效消除了充填不满和折叠缺陷，同时有效改善了模具受力状态，提高了模具寿命，从而保证了薄壁深窄槽零件能够顺利冷摆辗精密成形。(2)通过冷摆辗精密成形薄壁深窄槽零件，成形精度高、组织性能和力学性能好、生产效率高、材料利用率高、生产成本低。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是薄壁深窄槽零件三维模型示意图；图2是薄壁深窄槽零件轴截面示意图；图3是薄壁深窄槽零件锻件示意图；图4是薄壁深窄槽零件冷摆辗精密成形示意图；图5是冷摆辗摆头三维模型示意图；图6是冷摆辗凹模三维模型示意图；图7是预制坯轴截面示意图。具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本专利技术的具体实施方式。如图1所示，如图1和图2，采用本专利技术方法加工的深窄槽零件成品高25.3mm，直径44mm，深窄槽宽4.6mm，深度为17mm。如图1所示，该薄壁深窄槽零件几何形状复杂，故采用热锻制坯-冷摆辗终锻复合成形工艺，具体工艺流程为：棒材下料-热锻制坯-球化退火软化-冷摆辗终锻。冷摆辗终锻后得到锻件，然后进行去飞边等常规的机加工处理即可。由于零件深窄槽后续机械加工困难，深窄槽表面不加机加工余量，其余表面增加0.3mm的机加工余量。为了减少成形力且便于脱模，水平径向飞边设计在零件的轴向中部区域，飞边厚度为2mm。冷摆辗终锻后得到的锻件图如图3所示。为保证零件深窄槽顺利成形，零件深窄槽由高度动态摆头经多道次连续局部成形，零件深窄槽背面由凹模顶料杆5成形。冷摆辗精密成形示意图如图4所示。冷摆辗摆头1是一个回转锥体，其锥顶点位于锻件轴线与上表面的交点处，其母线与零件深窄槽母线匹配。为避免摆头与零件深窄槽干涉进而保证成形精度，冷摆辗摆头1锥角设计为0.5°。摆头三维模型如图5所示。冷摆辗摆头1轴线上任一点的运动轨迹为其中c＝10.5mm，为冷摆辗机偏心套偏心距；ω＝240r/min，为冷摆辗机偏心套角速度；L为冷摆辗摆头1轴线上任意一点到摆头锥顶点的距离；γ＝0.2°，为摆头锥角；t为时间。冷摆辗凹模顶料杆5与零件深窄槽背面相匹配。同时，在冷摆辗凹模顶料杆5型腔中部开设分流槽6，让多余金属直接流向分流槽6，避免金属由内向外流向飞边，缩短金属流动路径，降低模具应力，提高模具寿命。凹模顶料杆5模型如图6所示。由于零件深窄槽最难成形，所以预制坯3底部与终锻件底部一致，以便冷摆辗终锻成形中只成形零件深窄槽。预制坯3上部设计应保证冷摆辗成形过程中金属同时向深窄槽两侧流动，进而消除充填不满和折叠缺陷。同时，控制向深窄槽两侧流动的金属量，保证对应的摆头1细长凸台水平受力平衡，进而避免断裂缺陷，提高摆头寿命。预制坯3轴截面如图7所示。冷摆辗摆头1和凹模顶料杆5都设置顶料杆，确保深窄槽零件顺利顶出。摆头顶料杆4轴线与冷摆辗机轴线重合，摆头顶料杆4下表面与摆头型腔顶部重合。凹模顶料杆5顶料杆设计在分流槽6底部，冷摆辗终锻成形后凹模顶料杆5顶料杆直接作用流入分流槽6的金属，将锻件顶出。顶料杆如图4所示。上面结合附图对本专利技术的实施例进行了描述，但是本专利技术并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本专利技术的启示下，在不脱离本专利技术宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本专利技术的保护之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种薄壁深窄槽零件冷摆辗精密成形方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、制作预制坯；S2、将预制坯放置于冷摆辗凹模上，预制坯上方放置冷摆辗摆头；所述冷摆辗摆头是回转锥体，冷摆辗摆头的锥顶点位于锻件轴线与上表面的交点处，其母线与零件深窄槽母线匹配；冷摆辗凹模与零件深窄槽背面相匹配，冷摆辗凹模型腔中部开设分流槽，所述冷摆辗摆头内部设置摆头顶料杆，所述冷摆辗凹模内设置凹模顶料杆，凹模顶料杆设计在分流槽底部；S3、摆头经多道次连续局部成形零件的深窄槽，零件深窄槽背面由冷摆辗凹模成形。

【技术特征摘要】
1.一种薄壁深窄槽零件冷摆辗精密成形方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、制作预制坯；S2、将预制坯放置于冷摆辗凹模上，预制坯上方放置冷摆辗摆头；所述冷摆辗摆头是回转锥体，冷摆辗摆头的锥顶点位于锻件轴线与上表面的交点处，其母线与零件深窄槽母线匹配；冷摆辗凹模与零件深窄槽背面相匹配，冷摆辗凹模型腔中部开设分流槽，所述冷摆辗摆头内部设置摆头顶料杆，所述冷摆辗凹模内设置凹模顶料杆，凹模顶料杆设计在分流槽底部；S3、摆头经多道次连续局部成形零件的深窄槽，零件深窄槽背面由冷摆辗凹模成形。2.根据权利要求1所述的薄壁深窄槽零件冷摆辗精密成形方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩星会，华林，冯玮，金秋，庄武豪，胡亚雄，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42