[发明专利]一种无料头轴类件楔横轧成形方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种轴类零件塑性成形技术，尤其涉及一种无料头轴类件楔横轧成形方法。

背景技术

楔横轧是一种轴类零件一次成形的新工艺，具有高效、节材等优点，在国内外已得到较广泛的应用。但是，随着楔横轧技术的不断推广和应用范围的增大，对楔横轧技术的要求也就越来越高，如何进一步提高材料利用率是促进楔横轧技术推广的一个关键因素。虽然楔横轧工艺的材料利用率大大高于锻造和切削工艺材料的利用率，但是由于楔横轧轧制过程是金属径向压下和轴向延伸的变形过程，轧制端部尺寸时表层金属比心部金属轴向流动要快，使轧件端部产生较大的凹心，导致轧制成形的零件产生料头，需要通过切削加工除去料头，从一定程度上降低了材料的利用率，目前楔横轧轧制的材料利用率一般都在85%以下。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可避免轧制成形的轴类零件产生料头，提高材料利用率的无料头轴类件楔横轧成形方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种无料头轴类件楔横轧成形方法，先将待轧的毛坯加热到1000～1200℃，然后通过楔横轧机上的轴向进料装置将毛坯送入到轧制模具中进行轧制，轧制时，先将毛坯的两端轧制成大头朝内小头朝外的线形锥台形状，并使线形锥台的尺寸满足关系式：D_大=D₀，D_小=d，                                               ，β=15～85°，其中：D_大为线形锥台的大头直径，D_小为线形锥台的小头直径，D₀为毛坯的原始直径，L₁为线弧形锥台的长度，β为线形锥台轴截面中的斜线与水平线之间的夹角，同时保持毛坯的整体长度不变，然后将两端为线形锥台形状的毛坯继续在模具中按常规的楔横轧轧制方法从毛坯的中心段向两端部进行轧制即可得到符合要求的无料头的轴类件。

本方法所轧制的毛坯的材料为圆钢。

与现有技术相比，本发明的优点是由于在轧制时先将毛坯的两端轧制成大头朝内小头朝外的线形锥台形状，保证了在后续的轧制过程中被轧件的表层金属与心部金属的流动一致，避免了被轧件的端部出现凹心，使被轧件不会产生料头，提高了材料利用率，降低了生产成本，而且轧制出的轴类件表面质量好，本成形方法可将材料利用率提高到95%以上。

附图说明

图1为本发明在轧制初期将毛坯两端轧制成线形锥台形状的原理示意图；

图2为本发明实施例在轧制过程中所使用的轧制模具的立体图；

图3为图2中A处的放大示意图；

图4为本发明实施例在轧制过程中所使用的轧制模具的展开示意图；

图5为图4中B-B处的剖视图；

图6为本发明实施例所使用的毛坯示意图；

图7为本发明实施例的毛坯端部被轧制成线形锥台后的示意图；

图8为本发明实施例由毛坯加工成的输出轴的成品示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图所示，取一圆柱型的毛坯，利用附图所示模具以一出二的形式将其轧制成输出轴的具体过程如下：

先设计模具的外径为800mm，模具的成形角为32⁰、展宽角为8.5⁰，然后将待轧的圆柱型的毛坯1加热到1200℃，然后通过楔横轧机上的轴向进料装置将毛坯1送入到轧制模具2中进行轧制，轧制时，先利用轧制模具2的Ⅰ部分将毛坯1的两端轧制成大头朝内小头朝外的线形锥台形状（如图1所示），并使线形锥台的大头直径D_大与毛坯1的原始直径D₀相等，线形锥台的小头直径D_小与轧制成形后输出轴的外端直径d相等，线形锥台的长度L₁为：，线形锥台轴截面中的斜线与水平线之间的夹角β为35°，同时保持毛坯1的整体长度L₀不变，然后将两端为线形锥台形状的毛坯1继续在轧制模具2的Ⅱ部分中按常规的楔横轧轧制方法从毛坯的中心段向两端部进行轧制即可得到符合要求的无料头的输出轴成品3。

上述实施例中，轧制模具2中Ⅰ部分的楔的形状以及各参数尺寸可根据需要轧制的毛坯线形锥台的尺寸再结合本模具设计领域的常用计算手段换算得到。