基于双芯棒控制的盲孔新能源车轴板式楔横轧工艺及装置.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN116020961A(43)申请公布日2023.04.28(21)申请号202211697093.9(22)申请日2022.12.28(71)申请人宁波大学地址315221浙江省宁波市江北区风华路818号(72)发明人彭文飞林龙飞邵熠羽李贺卢隆辉(74)专利代理机构北京金智普华知识产权代理有限公司11401专利代理师岳野(51)Int.Cl.B21H1/22(2006.01)B21B1/08(2006.01)B21B27/02(2006.01)B21B39/14(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图6页(54)发明名称基于双芯棒控制的盲孔新能源车轴板式楔横轧工艺及装置(57)摘要本发明涉及金属塑性成形工艺与装备技术领域，提供了一种基于双芯棒控制的盲孔新能源车轴板式楔横轧工艺及装置，该装置包括两个芯棒、两个板式楔横轧模具和模具驱动单元；两个具有相向等速直线运动的模具布置在棒料的径向，两个具有随动旋转运动的芯棒布置在棒料的轴向两侧。所述工艺包括：下料、设计芯棒及轧辊、实心圆棒料加热到设定变形温度、实心圆棒料被所述装置轧制成盲孔新能源车轴毛坯零件。本发明成形精度约为±0.5mm，材料利用率超90％、成形效率约为20件/分钟，且通过大断面收缩率的对称轧制实现了晶粒细化，相较于现有的切削和挤压工艺，具有材料利用率高、材料性能好、成形效率高、经济性能好等优点，在批量大、品种单一且结构盲孔化的新能汽车轴制造领域具有明显经济优势。CN116020961ACN116020961A权利要求书1/2页1.一种基于双芯棒控制的盲孔新能源车轴板式楔横轧工艺，其特征在于，所述工艺包括：S1、依据体积守恒原则，通过计算盲孔新能源车轴的体积得到实心圆棒料的下料尺寸；S2、根据盲孔新能源车轴的外表面尺寸设计两个板式楔横轧模具，根据盲孔新能源车轴的内孔几何尺寸设计两个芯棒的外形尺寸；所述盲孔新能源车轴的外表面具有两个直角台阶，一端的大直径杆部具有一个锥形端面等直径盲孔，其他杆部为实心圆杆；S3、将所述实心圆棒料加热到设定的变形温度；S4、将所述实心圆棒料置于两个所述模具之间，两个所述芯棒分别置于所述实心圆棒料的两端并分别与两端面接触；所述芯棒的轴线与实心圆棒料的轴线重合；S5、轧制：两个所述板式楔横轧模具作相向等速的直线运动，两个所述芯棒轴向保持不动，周向作随动旋转运动，实心圆棒料在所述板式楔横轧模具和所述芯棒的共同作用下被对称轧制成形，并被切割得到两个所述盲孔新能源车轴的毛坯。2.如权利要求1所述的基于双芯棒控制的盲孔新能源车轴板式楔横轧工艺，其特征在于，所述工艺还包括：S6、将步骤S5中得到的所述毛坯进行切削加工，得到所述盲孔新能源车轴。3.如权利要求1所述的基于双芯棒控制的盲孔新能源车轴板式楔横轧工艺，其特征在于，步骤S2中，两个所述板式楔横轧模具为几何尺寸相同的矩形厚板，两个所述板式楔横轧模具的凸起楔块以实心圆棒料为对称轴呈对称设置；所述板式楔横轧模具依次包括入料段、楔入段、展宽段、精整段和切料段；所述入料段用于将加热到变形温度的实心圆棒料轧件限定到楔横轧加工位置；所述楔入段用于径向压缩轧件变形区金属，从而将所述板式楔横轧模具咬入到轧件内；所述展宽段用于轴向展开轧件变形区金属，成形轧件的各处圆杆部；所述精整段用于轴向轧制轧件台阶处金属，形成轧件的直角台阶；所述切料段用于从中部切开轧件，形成两个所述盲孔新能源车轴的毛坯。4.如权利要求1所述的基于双芯棒控制的盲孔新能源车轴板式楔横轧工艺，其特征在于，步骤S1中，所述实心圆棒料的长度L0与所述盲孔新能源车轴的毛坯盲孔厚度L12的数学关系为L0＝2*L12，所述实心圆棒料的直径D0与盲孔新能源车轴的毛坯总体积V的数学关系式为：其中L0为实心圆棒料长度。5.如权利要求1所述的基于双芯棒控制的盲孔新能源车轴板式楔横轧工艺，其特征在于，步骤S2中，两个所述芯棒为几何尺寸相同的锥形端面等直径圆杆芯棒，所述芯棒的长度大于盲孔新能源车轴毛坯的盲孔深度，所述芯棒的直径等于新能源车轴毛坯的盲孔孔径；两个所述芯棒在实心圆棒料轴向两侧对称布置。6.如权利要求1所述的基于双芯棒控制的盲孔新能源车轴板式楔横轧工艺，其特征在于，步骤S3中，所述变形温度为600℃‑1300℃。7.如权利要求1所述的基于双芯棒控制的盲孔新能源车轴板式楔横轧工艺，其特征在2CN116020961A权利要求书2/2页于，所述实心圆棒料的材质为碳素钢。8.一种基于双芯棒控制的盲孔新能源车轴板式楔横轧装置，其特征在于，所述装置包括两个板式楔横轧模具、两个芯棒和模具驱动单元；两个所述板式楔横轧模具，具有相向等速的直线运动，分别布置在实心圆棒料的径向两侧，用于在轧制过程中对实心圆棒料轧件进行轧制形