抽油杆锻造成形工艺及其模具制造技术

本发明专利技术涉及一种锻压工艺，特别适用于抽油杆锻造成型工艺及其模具，也适用于类似长杆件的制作。该工艺的聚料工步凸模锥腔大端增大锥角α＞２°，锥腔小端为一段圆柱形腔，其模具各工步凸凹模分模面在同一平面内，坯料在模膛内变形与不变形界面在各工步中除切边打字工步外均在同一平面内，便于实现自动定长送料，操作方便，模具结构合理，加工简单，采用本发明专利技术工艺及模具，能使抽油锻造成品率由过去的平均７０％提高到９５％以上。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及一种锻造工艺，特别适用于抽油杆锻造成形工艺及其模具，也适用于类似长杆件的制作。抽油杆锻造成形，涉及长杆件的镦锻工艺，制订长杆件镦锻工艺。目前国内外遵循“锥形锻模镦锻规则”，50年代，前苏联学者А.л.Тоmленов通过实验制订长径比ψ≤9的镦限制α(图1)，对于ψ0＜9时，认为应满足镦缩比β＜3，从而采用了一水平限制曲线，80年代，前苏联学者Е.И.Семенов等人对ψ0＜7的铅和铝坯试验研究，虽然得出了超出限制曲线α(图1)的结果Е.И.Семленов，И.С.Заноъев，Расчт Лваратльно и высаяюивконичеснeском луансоне шриштампокенашашинострошнальноковочныХ шашиняХ，шашиностороеная，1981.NO.6.C.50—51。但仍然未解决ψ0＞9的镦锻极限问题，例如抽油杆锻件CYGφ16mm其长径比ψ0＝18.13，无法使用现行的“锥形模镦锻规则”，因而许多国家在抽油杆锻造工艺及其模具设计时，参照上述规则加上经验设计，在平锻机上镦锻时，镦锻处于非稳定条件下，常因轴向失稳而产生折叠，缺肉等缺陷，导致废品率高达20％以上，成本高，工效低，在我国，每年需抽油杆2500～3000万米(约312～370万根)若以废品率20％以上来推算，其浪费是相当严重的。针对上述现有技术存在的缺点，本专利技术公开一种适用于大长径比抽油杆的锻造成形工艺及其模具。本专利技术是在以下试验基础上提出来的，并在实践中获得成功。对长径比ψ0＝10—20的铝坯，在模膛不充满系数μ＝1.04—1.06的4—1.06的情况下进行镦锻试验，特到限制曲线n(图1)，经修正得实用曲线m(图1)，由此，本专利技术通过以下技术方案实施(一)抽油杆锻造成形由三个聚料工步、预成形工步、成形工步和切边打字工步等六个工步，在平锻机上进行(图2)。所述第一工步(图2(1))为聚料工步，该工步镦粗变形量为β1，它大于第二工步镦粗变形量β2，即β1＞β2，该工步的凸模锥腔大端增大锥角α＞2°，此防止产生径向飞边和形成折叠，锥腔小端为一段圆柱形腔，以提高坯料变形稳定性，模膛粗糙度从第一工步到成形工步逐渐减小，该工步的粗糙度为12.5—6.3所述第二工步(图2(2))为聚料工步，该工步镦粗变形量β2＞β3，该工步的凸模锥腔大端增大锥角α＞2°，以防止产生径向飞边和形成折叠，锥腔小端为一段圆柱形腔以提高坯料变形稳定性，粗糙度6.3—3.2；所述第三工步(图2(3))为聚料工步，该工步镦粗变形量β3＞β4，该工步的凸模锥腔大端增大锥角α＞2°以防止径向飞边和形成折叠，粗糙度3.2—1.6。(2)与上述抽油杆锻造成形工艺相匹配的模具(图3)为，它用于平锻机上锻造抽油杆，它由凸模、凸模夹持器，螺钉、凹模、夹紧凹模、扶正模、打字模、夹紧滑块组成，各聚料工步的凸凹模分模面在同一平面F内，坯料在模膛内变形与不变形界面在各工步中除切边、打字工步外均在同一平面E内，便于操作及实现自动定长送料。聚料工步设凸模锥腔，其大端增大锥角α＞2°，聚料工步凸模锥腔小端设一段圆柱形腔，凸模16、17、18、19、20、21通过螺钉固定于凸模夹持器22上，凹模1、3、5、7、9、12及夹紧凹模2、4、6、8、10、扶正模13、打字模14通过螺钉固定于夹紧滑块15上。本专利技术的优点(一)本工艺能合理确定各工步锻锻变形量；(二)聚料工步设凸模锥腔，其小端设一圆柱形腔，以提高坯料变形的稳定性，减小镦锻变量量，锥腔大端设一锥角α＞2°，可防止坯料产生径向飞边，折叠，并可使每一工步变形量足够大而又不至于产生过份的纵向弯曲。(三)坯料在模腔内变形与不变形界面在各工步中除切边打字工步外均在同一平面内，便于实现自动定长送料，操作方便；(四)模具结构合理，加工简单，采用本专利技术工艺及模具能使抽油杆锻造成品率由过去的平均70％提高到95％以上，锻件质量全面达到API标准及国标GB7229—87。 附图说明如下附图1.锥形模膛尺寸界限附图2.抽油杆锻造工艺图附图3.模具结构原理图下面以抽油杆CYG 16mm为例对其锻造工艺说明如下第一工步将加热好的坯料置于夹紧模2上，夹紧滑块15闭合时，将坯料夹紧，凸模夹紧器22向前运动时，固定其上的锥形凸模16对坯料进行镦锻；坯料在凹模1及凸模16锥腔内变形完成镦锻后，凸模夹持器22返程带动凸模16返回，完成脱膜，夹紧滑块松开，为防止产生径向飞边，在距分模面35mm处增大锥角使α＞2°30′同时，为了减小变形毛坯的相对长度，并考虑夹紧滑块在闭合状态下主滑块的返回行程(30mm，对250～500T平锻机而言)，在凸模模膛的小底处作成 16.5+0.1+0.2×28mm]]>的园柱形腔。第二工步将坯料置于夹紧模4上，夹紧滑块15闭合将坯料夹紧，凸模夹持器22带动固定其上的凸模17向前运动，对坯料进行镦锻，坯料在凹模3及凸模17模膛内变形，此后，凸模夹持器22返程，凸模17与坯料脱模，夹紧滑块15松开。第三工步第二工步锻好后的坯料置于夹紧模6上，夹紧滑块15闭合将坯料夹紧，凸模夹持器22带动固定其上的凸模18向前运动，对坯料进行镦锻，坯料在凹模5及凸模18模膛内变形，此后，凸模夹持器22返程，凸模18与坯料脱模，夹紧滑块15松开，为避免产生径向飞边而在下续工步中产生折叠，凸模18与凹模5之间留3mm间隙。第四工步将坯料置于夹紧凹模8上，夹紧滑块通过凹模7施加作用力予毛坯，使园截面毛坯变为方截面的锻件，凸模夹持器22带动固定其上的凸模19向前运动，在凹模7长方的同时，对坯料施以轴向锻挤，以补偿毛坯方变形的不足。此后，凸模夹持器22带动凸模19返程，完成脱模，夹紧滑块15松开，取出毛坯。第五工步将第四工步予长方后的毛坯无轴向位移地旋转90°置于凹模9上，夹紧滑块15闭合时，通过夹紧凹模10将坯料夹紧，同时，凹模9对坯料进一步长方，凸模夹持器22向前移动，带动固定其上的凸模20对坯料施以轴向锻挤，使方部充满良好，同时大法兰处镦挤成形，多余的金属在凸模20与凹模9之间形成径向飞边，凸模夹持器22带动凸模20返程，完成脱模，夹紧滑块15松开。第六工步切边、打字、将锻件不变形杆部置于扶正模13上，头部置于切边凹模12上，凸模21前移时，将大法兰处的径向飞边切掉，凸模21随凸模夹持器返程时，飞边毛料由卸飞边装置11卸除。将此除毛边后的锻件轴向后移，将方部置于打字模14上，夹紧滑块闭合时，打字模在锻件方部施加作用力，完成打字。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轴油杆锻造成形工艺，它由三个聚料工步、预成形工步、成形工步和切边打字工步等六个工步在手锻机上进行，其特征为第一工步为聚料工步，该工步锻粗变形量为β↓［１］，它大于第二工步锻镦粗变形量β↓［２］，即β↓［１］＞β↓［２］，该工步的凸膜锥腔大端增大锥角α＞２°，锥腔小端为一段圆柱形腔，模膛粗糙度为１２．５－６．３，第二工步为聚料工步，该工步镦粗变形量β↓［２］＞β↓［３］，该工步的凸模锥腔大端增大锥角α＞２°，锥腔小端为一段圆柱形腔，模膛粗糙度为６．３－３．２，第三工步为聚料工步，该工步镦粗变形量β↓［２］＞β↓［４］，该工步的凸模锥腔大端增大锥角β＞２°，粗糙度３．２－１．６。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种轴油杆锻造成形工艺，它由三个聚料工步、预成形工步、成形工步和切边打字工步等六个工步在手锻机上进行，其特征为第一工步为聚料工步，该工步锻粗变形量为β1，它大于第二工步锻镦粗变形量β2，即β1＞β2，该工步的凸膜锥腔大端增大锥角α＞2°，锥腔小端为一段圆柱形腔，模膛粗糙度为12.5—6.3，第二工步为聚料工步，该工步镦粗变形量β2＞β3，该工步的凸模锥腔大端增大锥角α＞2°，锥腔小端为一段圆柱形腔，模膛粗糙度为6.3—3.2，第三工步为聚料工步，该工步镦粗变形量β3＞β4，该工步的凸模锥腔大端增大锥角α＞2°，粗糙度3.2—1.6。2.根据权利要求所述抽油...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄早文，俞勤，黄重九，张国材，邓小山，陈茂权，
申请(专利权)人：华中理工大学，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]