[發明專利]一種具有外圓臺階的鋁質圓筒的擠壓工藝

在審

• 申請號: 201310750625.5
• 申請日: 2013-12-31
• 公開（公告）號: CN103691750A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 謝華民
• 申請（專利權）人: 上海久豐汽車零件有限公司
• 主分類號: B21C23/02
• 分類號: B21C23/02
• 代理公司: 上海兆豐知識產權代理事務所(有限合伙) 31241
• 代理人: 黃美英

技術領域

本發明涉及一種具有外圓臺階的鋁質圓筒的擠壓工藝。

背景技術

具有臺階外圓的鋁質圓筒（見圖1），該鋁質圓筒50的內圓表面為上下直徑相同的直圓柱面，而外圓表面為一級臺階圓柱面，即外圓的上部直徑大，外圓的下部直徑小。該鋁質圓筒50的內徑約為鋁筒的長度的三分之一，該鋁質圓筒50的上部壁厚約為筒體深度的十七分之一。由于鋁質圓筒的上下壁厚有差別，如采用一次擠壓成型的工藝制造，會造成鋁質圓筒的內外表面的材料流動速度的差異，這種材料流動速度的差異會造成材料內部的拉應力，這種拉應力易造成鋁質圓筒的內圓表面開裂，且裂紋沿內徑橫向分布。為了克服這種裂紋，通常的制造方法是將鋁質圓筒的外圓表面擠壓成上下直徑相同，然后再采用車削加工的方法加工出外圓表面的臺階。該方法雖然避免了裂紋，但是材料消耗較大，加工工時也較多。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺陷，提供一種具有外圓臺階的鋁質圓筒的擠壓工藝，它能節約材料，加工工時也相對較少，同時也能有效避免鋁質圓筒的內表面產生開裂。

本發明的目的是這樣實現的：一種具有外圓臺階的鋁質圓筒的擠壓工藝，所述鋁質圓筒的內孔為盲孔且直徑為Φ1，該鋁質圓筒的上部的外圓直徑為Φ2，鋁質圓筒的長度為L；所述擠壓工藝包括以下步驟：

下料步驟，選一直徑適配的鋁材擠制棒在帶鋸床上下料，制成一段與所述鋁質圓筒的體積適配的圓柱形毛坯件；

毛坯件處理步驟，先除去毛坯件的表面毛刺，再對毛坯件的表面進行潤滑處理；

預成型步驟，將毛坯件通過正擠壓工藝成型為一個圓筒預成型件，該圓筒預成型件的內孔為盲孔，該圓筒預成型件的外圓面上具有一上部直徑大、下部直徑小的外圓臺階，該外圓臺階的高度H1低于圓筒預成型件的內孔的底面高度H0，并且H0-H1=3～5mm，該圓筒預成型件的內孔面上具有一口部直徑大、下部直徑小的內圓臺階，該內圓臺階由呈臺階形圓柱結構的預擠壓沖頭成型的，該預擠壓沖頭的臺階的寬度為筒體預成型件的筒壁壁厚的三分之一，并且該沖頭的臺階的面是角度為45°的斜面；

外圓粗加工步驟，將圓筒預成型件的外圓臺階的高度H1通過車削加工抬高到H2而成為圓筒擠壓件，該圓筒擠壓件的外圓臺階的高度為H2高于圓筒預成型件的內孔的底面高度H0，并且H2-H0=10～12mm；

退火軟化處理步驟；

表面潤滑處理步驟；

成型擠壓步驟，將圓筒擠壓件通過反擠壓工藝成型為圓筒成型件。

上述的具有外圓臺階的鋁質圓筒的擠壓工藝，其中，所述圓筒預成型件的下部的內孔直徑與所述鋁質圓筒的內孔直徑Φ1相應，所述圓筒預成型件的上部的外圓直徑大于所述鋁質圓筒的上部的外圓直徑Φ2且大于量為1.7mm～1.9mm。

上述的具有外圓臺階的鋁質圓筒的擠壓工藝，其中，所述圓筒預成型件的長度L2為所述鋁質圓筒的內徑Φ1的1～1.2倍，該圓筒預成型件的長度為L2減去圓筒預成型件的內孔的底面高度H0，即L2-HO所代表的體積與所述鋁質筒體的筒壁體積相當；該圓筒預成型件的內圓臺階的高度L3為所述圓筒預成型件的內孔深度L2-H0的25%～30%。

上述的具有外圓臺階的鋁質圓筒的擠壓工藝，其中，所述圓筒擠壓件的外圓臺階的面為圓弧面。

本發明的具有外圓臺階的鋁質圓筒的擠壓工藝，具有以下有益效果：

1）預成型步驟主要是減少外圓車削的材料消耗和加工工時；

2）在進行預成型步驟中，先預成型外圓臺階，但是外圓臺階必須低于內孔的底面高度，若外外圓臺階高于內孔的底面高度會在截面變化處出現裂紋。

3）在進行預成型步驟時，在內孔的口部擠壓出一個內圓臺階，由于這個內圓臺階的存在，使筒體內側的金屬流動阻力增大，從而減少了內外材料的流速差，并降低了材料內部的拉應力，同時降低了筒體內側裂紋產生的傾向。在成型擠壓步驟中，由于外圓臺階高于內孔的底面高度，在擠壓過程中外圓臺階以上的大直徑部分只做剛性平移，不再參與變形，因此在截面變化處不會再存在材料的流動速率差，也就不存在材料內部的拉應力，也就可以避免鋁質圓筒內部的裂紋產生。

附圖說明

圖1是具有外圓臺階的鋁質圓筒的結構示意圖；

圖2是本發明的具有外圓臺階的鋁質圓筒的擠壓工藝的執行下料步驟后的毛坯件的結構示意圖；

圖3是本發明的具有外圓臺階的鋁質圓筒的擠壓工藝的執行預成型步驟后的圓筒預成型件的結構示意圖；