小吨位压机成形碗型机匣环坯的方法.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CN113649508A(43)申请公布日2021.11.16(21)申请号202110861602.6(22)申请日2021.07.29(71)申请人武汉理工大学地址430070湖北省武汉市洪山区珞狮路122号(72)发明人兰箭华林毛华杰钱东升邓加东(74)专利代理机构湖北武汉永嘉专利代理有限公司42102代理人程力(51)Int.Cl.B21J5/08(2006.01)B21J5/10(2006.01)B21J5/00(2006.01)B21K3/00(2006.01)权利要求书3页说明书6页附图3页(54)发明名称小吨位压机成形碗型机匣环坯的方法(57)摘要本发明的目的是提供一种小吨位压机成形碗型机匣环坯的方法，通过计算合理分配铸锭材料在镦粗、冲孔去连皮、轧环、扩口和锻挤各工序的变形量，保证小吨位压机能满足各工序的压力需求，成形时，将铸锭材料加热保温后，即在小吨位压机上进行镦粗、冲孔去连皮得到厚壁矩形环坯，对厚壁矩形环坯整形后加热并保温后，即在轧环机上轧制得到沿轴向体积分布的薄壁近矩形环坯，利用余热胀形整园后将薄壁近矩形环坯加热并保温后，即在小吨位压机上用扩口锻挤模具进行多次扩口、分步锻挤大端台阶，得到碗型机匣环坯。本发明采用多次扩口和分步大端台阶锻挤得到精密的碗型机匣环坯，极大降低所需加工设备吨位。CN113649508ACN113649508A权利要求书1/3页1.一种小吨位压机成形碗型机匣环坯的方法，其特征在于：通过计算合理分配铸锭材料在镦粗、冲孔去连皮、轧环、扩口和锻挤各工序的变形量，保证小吨位压机能满足各工序的压力需求，包括步骤，S1、成形前，根据碗型机匣环锻件体积计算铸锭材料的尺寸，分配从铸锭到碗型机匣环坯各工序的变形量，根据各工序变形量确定各工序工件尺寸；S2、成形时，将铸锭材料加热保温后，即在小吨位压机上进行镦粗、冲孔去连皮得到厚壁矩形环坯，对厚壁矩形环坯整形后加热并保温后，即在轧环机上轧制得到沿轴向体积分布的薄壁近矩形环坯，利用余热胀形整园后将薄壁近矩形环坯加热并保温后，即在小吨位压机上用扩口锻挤模具进行多次扩口、分步锻挤大端台阶，得到碗型机匣环坯；各工序变形量分配为，镦粗工序变形量为k1＝40％～80％，冲孔去连皮工序变形量为k2＝4％～12％，轧环工序轧制比为k3＝1.6～2.2，扩口工序中各次扩口的变形量k4根据给定小吨位压机最大吨位计算；所采用的扩口锻挤模具包括底座、设在底座上的下凹模和芯轴、设在下凹模的上侧的上凹模、多组不同尺寸外表面的冲头、环模、用于将碗型机匣环坯顶出上凹模的顶出机构；芯轴延伸至上凹模和下凹模中心，冲头的中心孔能配合放入芯轴、下部能伸入下凹模，最大冲头的上部外表面与上凹模内表面相适应，环模能套在最大冲头的顶部且下部设有用于分步锻挤环件大端台阶的凸块。2.如权利要求1所述的小吨位压机成形碗型机匣环坯的方法，其特征在于：对于铸锭材料下料和镦粗后铸锭尺寸，铸锭材料下料的体积V计算式为，V＝V0+V连其中，V0为碗型机匣环坯的体积，V连为冲孔连皮的体积，连皮厚度取50～150mm，连皮直径取200～300mm；确定铸锭材料下料的体积V之后，根据给定高径比h，得到铸锭高度H0计算式为，其中，高径比h取1.8～3，根据体积不变，得到下料的铸锭直径D0计算式为，镦粗后铸锭高度H1计算式为，H1＝0.2～0.6H0再根据体积不变，得到镦粗后铸锭直径D1。3.如权利要求1所述的小吨位压机成形碗型机匣环坯的方法，其特征在于：对于厚壁矩形环坯尺寸，冲孔冲头直径，即厚壁矩形环坯内直径d2取200‑300mm，去连皮并整形后得到厚壁矩形环坯，厚壁矩形环坯高度H2为，H2＝0.88～0.96H1其中，H1为镦粗后铸锭高度，再根据体积不变，得到厚壁矩形环坯的外径D2、内径d2、高2CN113649508A权利要求书2/3页度H2。4.如权利要求1所述的小吨位压机成形碗型机匣环坯的方法，其特征在于：对于薄壁近矩形环坯尺寸，为保证环坯晶粒均匀细小，需要对环坯施加合理变形量，将厚壁矩形环坯轧制后，得到沿轴向体积分布的薄壁近矩形环坯，薄壁近矩形环坯的外径D3、内径d3、高度轧制比选值为1.6～2.2。5.如权利要求1所述的小吨位压机成形碗型机匣环坯的方法，其特征在于：在扩口和锻挤工序中，碗型机匣环坯的大端外径D5、大端内径d5、小端外径D4＝D3、小端内径d4＝d3、高度H4，其中D3和d3分别为薄壁近矩形环坯的外径和内径，成形前先进行以下计算步骤：1)计算扩口次数根据给定小吨位压机吨位P和碗型机匣环坯尺寸，计算出扩口次数N为，其中，K为载荷修正系数，取0.8‑1.2，σ为机匣材料热成形温度下材料的流动应力；2)计算扩口各道次冲头尺寸扩口各