一种锥形筒体的锻造方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109201984A(43)申请公布日2019.01.15(21)申请号201811171305.3(22)申请日2018.10.08(71)申请人东南大学地址210096江苏省南京市玄武区四牌楼2号(72)发明人赵毅高锦张张沈杨(74)专利代理机构南京众联专利代理有限公司32206代理人许小莉(51)Int.Cl.B21J5/00(2006.01)B21J9/20(2006.01)B21K21/10(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图2页(54)发明名称一种锥形筒体的锻造方法(57)摘要本发明公开了一种锥形筒体的锻造方法。本发明的方法包括如下步骤：第一步：将空心钢锭加热到1150℃±100℃，随炉保温1-3小时，然后进行开坯锻造，制得毛坯；第二步：回炉加热坯料至1150℃±100℃，随炉保温1-3小时，将工艺设计过程中得出的坯料进给量、芯轴转角、砧子的压下率和下行速度等参数，以CNC代码形式输入数控操作系统中，借助数控锻造装置实现全自动化完成锥筒锻造成形。本发明可以改善传统方法中锻造火次多，生产效率低，资源耗费大、产品机械性能不稳定等缺点，从根本上避免传统人工锻造生产过程中产品质量不稳定等问题，有效提高产品合格率以及降低技术工人的劳动强度。CN109201984ACN109201984A权利要求书1/2页1.一种锥形筒体的锻造方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：第一步：将空心钢锭加热到1150℃±100℃，随炉保温1-3小时，然后进行开坯锻造，制得毛坯；第二步：回炉加热坯料至1150℃±100℃，随炉保温1-3小时，将工艺设计过程中得出的坯料进给量、芯轴转角、砧子的压下率和下行速度等参数，以CNC代码形式输入数控操作系统中，借助数控锻造装置实现全自动化完成锥筒锻造成形。2.根据权利要求1所述的锥形筒体的锻造方法，其特征在于：第一步中所述的空心钢锭的轴向长度为目标锻件的0.75-0.9倍，空心钢锭壁厚为目标锻件的1.5-2.5倍。3.根据权利要求1所述的锥形筒体的锻造方法，其特征在于：第一步中所述的开坯锻造包括芯轴扩孔工序。4.根据权利要求1所述的锥形筒体的锻造方法，其特征在于：所述的开坯锻造和所述的锥筒锻造成形过程中，空心钢锭坯料进给量从坯料一段到另一端是逐渐增加的，进给量L＝Al·x,其中，A∈[0,100]，l为空心钢锭坯料轴向长度，x为圆周锻造道次数。5.根据权利要求1所述的锥形筒体的锻造方法，其特征在于：所述的开坯锻造和所述的锥筒锻造成形过程中，芯轴转角为10°～30°。6.根据权利要求1所述的锥形筒体的锻造方法，其特征在于：所述的锥筒锻造成形过程中单砧的压下率为空心圆柱坯料的10％至30％。7.根据权利要求1所述的锥形筒体的锻造方法，其特征在于：所述的锥筒锻造成形过程中，砧子的空行程速度为30mm/s-60mm/s，芯轴扩孔时砧子的下行速度为15mm/s-30mm/s。8.根据权利要求1所述的锥形筒体的锻造方法，其特征在于：在借助数控锻造装置实现全自动化完成锥筒锻造成形过程中，单砧压下时，数控锻造装置按如下流程进行：a.锻造前，将目标锻件成品尺寸a，各道次压下量α，以及空行程下下行量δ等锻造参数输入数控系统中；b.开锻时，砧子与芯轴接触，整个系统清零，锻造装置位移以砧子与芯轴接触面为零点，使用位移盘将砧子上升至一定高度停止，将空心圆柱坯料装入芯轴，按“开锻”按钮，砧子上升至上极限点A，然后自动向下；c.砧子向下运行一个预先设定的δ值，到达连锁、降速点B。如果操作机的动作尚未完成，则砧子上升返回到A点再下行；d.如果操作机动作完成，砧子经过B点下行，接触空心圆柱毛坯后自动检测出毛坯的原始厚度S0,根据此值和预先设定的压下比其中S1为坯料单次压下后的厚度,再根据压下量α＝s0(1-γ),系统可自动计算α值，并且按α值下压；e.坯料被压下α值后，到达D点，发出返回信号。但是，有由于动作滞后，砧子将继续下压，出现超程；f.砧子到达E点才真正返回，D点到达E点的距离为超程量；g.砧子向上放回一个α值到达F点。F点大致接近坯料初始表面；h.砧子继续上行一个δ值到达联动点G，向操作机发出联动指令；i.砧子从G点再上行一个δ值，到达上限定点H；j.芯轴带动坯料转动10°～30°，再重复b～h步骤进行重复工作，直至该段毛坯加工完2CN109201984A权利要求书2/2页成；k.操作机夹持芯棒带动坯料向前进给y，再重复上述工作流程，依次完成坯料整个轴向长度的加工，成形锥形筒体；在锻造的过程中，每个锻造道次开始第一次压下时，数控系统将自动检测空心圆柱坯料的厚度s0，并与a+Δg(Δg-精整留量)进行比较，当砧子的压下可分三种状态，而控制系统能自动