[发明专利]空心轴旋锻模具的设计方法

权利要求书

1.一种空心轴旋锻模具的设计方法，所述空心轴旋锻模具包括安装在旋锻设备的旋锻头、沿圆周均布的多个模瓣（300），其特征在于，所述模瓣（300）的设计包括以下步骤：

A、取所述空心轴（100）的最大外径为D_max，最大外径处的壁厚为t，最小外径为D_min，所述空心轴（100）的长度为L；设计所述空心轴（100）的毛坯无缝钢管（200）的外径D，使D_max<D；由所述毛坯无缝钢管（200）横截面面积与所述空心轴（100）最大外径处的横截面面积相等，计算出所述毛坯无缝钢管（200）的壁厚T；所述毛坯无缝钢管（200）的长度与所述空心轴（100）的长度相等，也为L；

B、根据所述毛坯无缝钢管（200）的外径D，设计所述模瓣（300）工作面上凸出的最高部位的圆弧面直径，即所述模瓣（300）工作面上各圆弧面的最小直径d_min，使d_min>D+1mm；

C、计算出所述模瓣（300）工作面上凸出的最高部位的圆弧面直径d_min与所述空心轴（100）的最小外径D_min的差值A=d_min-D_min，并将所述模瓣（300）工作面上凸出的最高部位的圆弧面的轴心线确定为所述模瓣（300）工作面的回转轴心线；

D、取所述空心轴（100）第i段的外径为D_i，计算所述模瓣（300）工作面上相应圆弧面的直径d_i，使d_i=D_i+A；

E、设计所述模瓣（300）工作面上各段圆弧面的轴向长度，保证所述模瓣（300）工作面上各段圆弧面的长度与所述空心轴（100）的相应段的长度相等；

F、设计所述模瓣（300）两个径向侧平面，使所述模瓣（300）的横截面为左右对称的图形，取所述模瓣（300）的两个径向侧平面的交线为CC′,所述模瓣（300）工作面上凸出的最高部位与所述CC′的间距应为D_min/2。

2.根据权利要求1所述的空心轴旋锻模具的设计方法，其特征在于，还包括以下步骤：

G、将所述空心轴旋锻模具的多个模瓣（300）安装在旋锻设备的旋锻头上，设定好所述旋锻设备的转速、锤击频率、锤击进给量、锤击力，启动旋锻程序，利用所述空心轴旋锻模具将所述毛坯无缝钢管（200）旋锻加工成所述空心轴（100）的产品，利用检具检测所述产品（100）的形位误差，针对所述产品（100）不合格的地方相应地修正所述空心轴旋锻模具工作面。

3.根据权利要求1或2所述的空心轴旋锻模具的设计方法，其特征在于：取所述空心轴旋锻模具的模瓣（300）数量为Z个，所述模瓣（300）的两个径向侧平面的夹角为θ，即所述模瓣（300）的轴向包容角为θ，则θ=360°÷Z。

4.根据权利要求3所述的空心轴旋锻模具的设计方法，其特征在于：2≤Z≤6。

5.根据权利要求1或2所述的空心轴旋锻模具的设计方法，其特征在于：D<D_max+8mm。

6.根据权利要求1或2所述的空心轴旋锻模具的设计方法，其特征在于：d_min<D+5mm。