[發明專利]非直腔內壁杯筒冷擠旋壓復合精鍛成形方法

有效

• 申請號: 201310227750.8
• 申請日: 2013-06-07
• 公開（公告）號: CN103331355A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 丁明明;夏巨諶;金俊松;黃勇
• 申請（專利權）人: 浙江水利水電專科學校;華中科技大學
• 主分類號: B21D22/16
• 分類號: B21D22/16;B23P15/00
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司 33241
• 代理人: 周豪靖

技術領域

本發明涉及一種復合精鍛成形方法，特別是一種非直腔內壁悲痛冷擠旋壓復合精鍛成形方法

背景技術

非直腔內壁杯筒件零件是在機電、汽車等行業中應用非常廣泛的一類零件，特別是口部內徑小于筒形內壁直徑的零件，受客觀技術條件的限制，成形方法及性能有待提高。如圖1所示，是汽車行業剎車中的典型零件。活塞其口部內徑（）小于口部下段內徑（）和筒壁內徑（），在口部向下11.1±0.25的部位，其外壁為向內凹的環形溝槽，對應的內壁為向內隆起的環形結構，其底部內外均為深淺不等的凹坑，底部外圍由沿軸向為不同角度與兩段不同圓角半徑的圓弧組成，總體為一復雜的回轉體結構。傳統加工工藝通常是采用機加工，或毛坯采用冷擠壓，再機加工。采用該工藝生產的產品不僅整體性能下降，材料利用率不足70%，成本及能耗高，效率低下，不符合節能與綠色制造的發展趨勢。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述技術的不足而提供一種材料利用率高，生產效率高，且零件性能好的非直腔內壁杯筒冷擠旋壓復合精鍛成形方法。

為了達到上述目的，本發明所設計的非直腔內壁杯筒件冷擠旋壓復合精鍛成形方法，其特征是使用以下工藝路線：坯料下料→退火→磷化+皂化→擠壓制毛坯→成形旋壓→機加工→零件；其中：

a)下料時坯料體積是零件體積和機加工加工余量之和，且坯料直徑與零件外徑相同；

b)擠壓制成的毛坯外壁留1-1.5mm的加工余量，所述的毛坯口部設有外法蘭，所述的外法蘭的體積與最終零件口部的體積相等；

c)成形旋壓時由芯棒和凸模鑲塊的組成的內模放入毛坯的內腔并于毛坯緊配合，由主軸帶動芯棒使得毛坯旋轉，操作安裝于移動刀架的旋輥沿工件的徑向方向移動，直至旋輥與毛坯接觸，并最終使得旋輥的外圓母線與毛坯的外圓母線完全接觸，完成擠壓；

d)機加工時，將成形旋壓后的工件口部余量和外圓余量分別采用精車和磨削的方法，達到規定的尺寸精度要求，即可得到所需零件。

作為優選方案，在工藝路線擠壓制毛坯和成形旋壓之間加入二次退火、磷化和皂化工藝。以提高零件的性能。

作為優選方案，所述的旋輥上下兩端設有約束環，以確保工件端部的金屬為徑向流動為主。

本發明所設計的非直腔內壁杯筒冷擠旋壓復合精鍛成形方法，特別適合用于軸向垂直的環形溝形槽或隆起環形筋條結構的零件，可以直接成形復雜的非直壁內腔和外形的零件，其變形實質為三維體積成形，具有設計制造技術含量高，技術創新突出，材料利用率高，生產效率高，產品性能高，制造成本低，使用壽命長的顯著特點。

附圖說明

圖1是本發明所得需要加工得到的零件結構示意圖；

圖2是本發明所使用的坯料結構示意圖；

圖3是本發明擠壓得到的毛坯結構示意圖；

圖4是本發明精鍛擠壓成形時的加工結構示意圖；

圖5是本發明內模安裝在毛坯中的剖視圖。

具體實施方式

下面通過實施例結合附圖對本發明作進一步的描述。

實施例1：

本實施例描述的非直腔內壁杯筒件冷擠旋壓復合精鍛成形方法，使用以下工藝路線：坯料下料→退火→磷化+皂化→擠壓制毛坯→成形旋壓→機加工→零件；其中：

a)如圖2所示，下料時坯料1體積是零件體積和機加工加工余量之和，且坯料1直徑與零件外徑相同；

b)如圖3所示擠壓制成的毛坯2外壁留1-1.5mm的加工余量，所述的毛坯2口部設有外法蘭3，所述的外法蘭3的體積與最終零件口部4的體積相等；

c)如圖4、圖5所示，成形旋壓時由芯棒5和凸模鑲塊6的組成的內模7放入毛坯2的內腔并于毛坯2緊配合，所述的芯棒5為截錐體芯棒5，錐角小于自縮角，將內模7與工件組合體裝于臥式車床上，主軸卡盤將芯棒5夾緊，尾座頂針通過頂板8和托盤9將組合體相對于卡盤和芯棒5壓緊；由主軸帶動芯棒5使得毛坯2旋轉，將旋輥10安裝于移動刀架上，所述的旋輥10上下兩端設有約束環11。操作安裝于移動刀架的旋輥10沿工件的徑向方向移動，直至旋輥10與毛坯2接觸，由于接觸摩擦力的作用，旋輥10作與芯棒5旋轉方向相反方向的旋轉，并最終使得旋輥10的外圓母線與毛坯2的外圓母線完全接觸，完成擠壓；

d)機加工時，將成形旋壓后的工件口部余量和外圓余量分別采用精車和磨削的方法，達到規定的尺寸精度要求，即可得到所需零件。

其中在工藝路線擠壓制毛坯2和成形旋壓之間加入二次退火、磷化和皂化工藝，以提高零件強度