[发明专利]水平V型锥面砧锻造新工艺

说明书

水平V型锥面砧锻造新工艺属于金属塑性加工技术领域。

轴类锻件塑性加工成形主要靠拔长来完成。目前拔长有上、下平砧拔长，上、下V型砧拔长，上平砧、下V型砧拔长以及上用平砧下用大平台拔长(又称FM锻造法)来完成。用上述几种拔长工艺生产的轴类锻件，综合其变形特点有：一是金属成形后所形成的纤维方向基本上平行于轴的中心线；二是单次压下在变形体内其变形是不均匀的，与工具(上、下砧)相接触处存在难变形区。该轴类锻件：(1)纵向的力学性能要比横向的力学性能高，存在力学性能的异向性；(2)同一部位同一力学性能的不均匀性比较严重；(3)所需锻比大。

目前轴类锻件加工装机后的工况有二种情况：一种情况轴向受载为主，另一种情况是横向受载为主。前者要求纵向力学性能高；后者要求横向力学性能高；而后者往往满足不了技术要求。为了达到其技术要求，首先从冶金质量入手，高目标地去提高钢的纯净度，以减小其异向性；提高其横向力学性能。其次，通过反复墩粗——拔长，增加变形量来提高横向力学性能。即使如此，轴类锻件的横向力学性能也比纵向力学性能低。

本发明的目的在于：设计一种水平V型锥面砧锻造新工艺，来实现改变金属流向和促使变形体内变形均匀，可实现轴类锻件的等向锻造和小锻比锻造。

这种水平V型锥面砧锻造新工艺的要点是：砧子的工作面是4个外凸的锥面组成，锥面的交界线(棱线)在俯视图上呈V形，V形的水平夹角用β表示；左、右二锥面与水平面的夹角用α₁与α₂表示，β角可在0°～180°之间根据要求不同而变化，α₁与α₂可以相等，也可以不相等；当0°＜β＜180°变化时，外凸锥面由4个锥面组成(见附图1、附图2、附图3)，左、右二锥面与水平面的夹角α₁与α₂可以相等，也可以不相等；α₁=1°～60°，α₂=1°～60°，当β=180°时，外凸锥面变成2个锥面(见附图5、附图6、附图7)，二锥面的棱线垂直于锻造毛坯的中心线，该二锥面与水平面的夹角α₁与α₂可以相等，也可以不相等；α₁=1°～60°，α₂=1°～60°，当β=0°时，外凸链面由4个锥面变成2个锥面(见附图8、附图9、附图10)，二锥面的棱线平行于锻造毛坯的中心线，该二锥面的夹角α₁与α₂可以相等，也可以不相等；α₁=1°～60°，α₂=1°～60°，用该工艺进行锻造时，上、下砧都用外凸锥面砧进行锻造，也可以上、下砧至少有一砧是外凸锥面砧进行锻造。

附图及实施例：

图1为水平V型锥面砧主视图(0°＜β＜180°)；

图2为水平V型锥面砧俯视图(0°＜β＜180°)；

图3为水平V型锥面砧剖面侧视图(0°＜β＜180°)；

图4为水平V型锥面砧A-A剖面图(0°＜β＜180°)；

图5为横向单一锥面砧主视图(β=180°)；

图6为横向单一锥面砧俯视图(β=180°)；

图7为横向单一锥面砧侧视图(β=180°)；

图8为纵向单一锥面砧示意图(β=0°)；

图9为纵向单一锥面砧俯视图(β=0°)；

图10为纵向单一锥面砧侧视图(β=0°)。

附图1、附图2、附图3、附图4公开的是本发明的一个实施例。当0°＜β＜180 °中变化时，外凸锥由4个锥面组成，左、右二锥面与水平面的夹角α₁与α₂可以相等，也可以相等，α₁=1°～60°，α₂=1°～60°。

水平V型锥面砧当β=180°和β=0°时就成了单一锥面砧：

①β=180°，水平V型锥面砧变成了横向单一锥面砧(附图5、附图6、附图7)，用于拔长纵向力学性能高于模向力学性能的轴类锻件；在锻造过程中，只要α₁与α₂角度选择适当，可避免形成轴向拉应力，且变形均匀；锻造时，锥面砧的棱线与毛坯中心线垂直。