[发明专利]用旋锻工艺加工拉杆类零件的方法

说明书

技术领域

本发明属于机械加工工艺领域。

背景技术

飞机拉杆用于飞机操纵，一般形状为圆管两端缩口，材料一般为铝或不锈钢。飞机拉杆的特点一般为：圆管中部管壁薄，两端缩口部位管壁很厚，壁厚差异大，中间部分薄是为了减重，两端厚是需要加工螺纹。如一个典型零件，中部材料的横截面积小于缩口端部材料的横截面积。要求中间部分壁厚1mm，两端壁厚>4mm，零件中部外径25mm，两端外径16mm。零件中部与端部壁厚相差太大。

在正常的情况下，选用壁厚等于中间部分的薄壁管，两端进行缩口后，壁厚会增加，但是达不到零件要求。比如说上面所描述的典型零件，采用壁厚1mm的薄壁管，当外径从25mm缩减到16mm的时候，两端的壁厚只能增加到1.7mm。根据传统的工艺，该零件主要采用热挤压的方式加工。选用1mm厚的薄壁管原材料，然后将零件(或模具)加热，然后从端部热挤压，将材料缩短，使材料堆积到端部，从而增加壁厚。但是热挤压工艺存在加工工艺复杂，效率低下，热加工时质量不好控制，成品率低，以及热加工材料性能不佳等缺点。

本发明要解决的问题是如何高效、高可靠性地实现飞机拉杆类零件的特殊要求(两端缩口零件，端部壁厚远大于中部壁厚)的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用旋锻工艺加工拉杆类零件的方法，该方法简便、高效、稳定，无屑冷加工，可以显著提高零件的综合机械性能。

本发明的技术方案是：一种用旋锻工艺加工拉杆类零件的方法，包括以下步骤：

(1)首先选用壁厚、管径都较大的管材作为原材料，要求原材料的材料横截面积大于零件端部的材料横截面积，并且原料管的内径大于零件中部的内径；选用一个芯棒，其直径等于零件中部的内径；选用一付旋锻模具，其直径等于零件中部的外径。

(2)将芯棒插入原料管材的内部，其位置与零件中部的位置一致，然后外部采用冷旋锻工艺进行加工，使得中部的壁厚减薄，达到零件的内外径尺寸要求，同时原料两端的壁厚与尺寸都不变，然后将芯棒取出。

(3)在零件的两端分别采用无芯棒的冷旋锻加工，将原材料两端旋锻减径至零件所需的外形尺寸，因为原材料的壁厚较厚，因此此时两端成型后的材料壁厚自然达到要求。

本发明的优点：

1、效率高，采用冷旋锻的工艺，只需要三道工序，每道工序只需要大概20秒，也不需要额外的准备时间。而目前采用的热挤压工艺，仅仅加热模具就需要2小时以上。

2、加工方便，无需加热等装置，采用原材料直接加工，并且设备自动化程度高。

3、零件尺寸控制好，实践中发现，采用热挤压工艺时，零件的尺寸和一致性不好控制，而冷旋锻不存在这些问题。

4、提高零件性能，由于冷旋锻造成的冷作硬化、以及高频锻打将材料的晶粒打碎，形成组织纤维，使得冷加工出来零件的强度、抗扭性、抗拉性等综合机械性能较热加工出的零件明显提升。

附图说明

图1是原料示意图。

图2是减壁工艺示意图。

图3是收口工艺示意图。

图4是成品示意图。

具体实施方式

下面结合实例对本发明做进一步说明，一个典型的飞机拉杆零件的形状如图4所示。材料为不锈钢，中间部分壁厚1mm，两端壁厚>4mm，零件中部外径25mm，两端外径16mm。

下面用旋锻工艺进行加工，包括以下步骤：

1、采用壁厚、管径较大的原材料。对于上述零件，我们选用外径28mm，壁厚2mm的薄壁管，如图1所示。

2、插入直径为23mm的芯杆，然后冷旋锻原材料中部，使其外径缩减为25mm，同时内径保证为23mm。也就是说，将材料的中部壁厚由2mm缩减成为了1mm，材料延长，同时，内外径尺寸也都达到了要求，如图2所示。

3、分别将两端采用旋锻机进行缩口成型，如图3所示。

4、旋锻成型后，两端壁厚达到了4.5mm，满足了零件的要求，如图4所示。

本发明适用于铝、铝合金、不锈钢、碳钢、钛、钛合金等各类金属材料，拉杆的形状为两端缩口的管材，并且中间壁薄，两端缩口处壁厚，两端部的材料横截面积大于中部材料的横截面积。