CN104785563A - 带底长筒形件精密挤压成形的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带底长筒形件精密挤压成形的方法，首先将锯切好的圆钢或方钢进入中频感应加热炉进行加热，加热温度至材料始锻温度，并除氧化皮；然后将加热后清理完氧化皮的方料放入压型凹模型腔，液压机滑块下行完成压型工序；压型完成后的坯料进入反挤压成形工位，通过液压机的快速压制实现反挤压成形；通过压力机对反挤压后的坯料压制，成形出正挤压坯料，完成带底长筒形件长度方向的成形；成形后的坯料形状放入拉拔模具中，成形所需筒形尺寸。大大减少了变形，提高了锻件的壁厚均匀性，延长了冲头寿命，降低了设备投资。

Description

带底长筒形件精密挤压成形的方法

技术领域

本发明涉及一种材料加工工程中金属塑性成形技术，尤其涉及一种带底长筒形件精密挤压成形的方法。

背景技术

带底长筒形件是量大面广的一类产品，广泛应用在军工及民用领域，典型的产品如弹体坯料、气瓶等，现有的此类长筒形件产品的成形工艺主要有两种，一种成形工艺是经过多道次反挤压成形，另一种成形工艺是经过压型、反挤压(冲盂)、拉拔成形。这两种工艺在成形长度较长(≥400mm)的带底筒形件时，两者都存在着产品壁厚差较大，国内外产品内外径壁厚差≥2mm，加工余量大，材料利用率低，是此类产品热挤压成形领域难以解决的技术问题，造成这一问题的原因在于两种工艺的反挤压工序，反挤压冲头长度长且长径比较大，在成形过程中冲头直接挤压工件，承受很大压力，处于细长杆件的压力作用下，极易变形与失稳，挤压冲头容易弯曲，从而引起工件壁厚不均。另外，反挤压过程中冲头寿命低，造成废品率高，需频繁的更换模具，生产效率下降。

发明内容

本发明的目的是提供一种锻件壁厚均匀、冲头寿命长的带底长筒形件精密挤压成形的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的带底长筒形件精密挤压成形的方法，包括步骤：

A、坯料加热：

锯切好的圆钢或方钢，通过输送装置进入中频感应加热炉进行加热，加热温度至材料始锻温度，加热后工件温度均匀；

B、除氧化皮：

加热后的方料外部覆盖一层氧化皮，通过高压水去除；

C、压型：

将加热后清理完氧化皮的方料放入压型凹模型腔，液压机滑块下行完成压型工序；

D、反挤压工序：

压型完成后的坯料进入反挤压成形工位，通过液压机的快速压制实现反挤压成形；

E、正挤压工序：

通过压力机对反挤压后的坯料压制，成形出正挤压坯料，完成带底长筒形件长度方向的成形；

F、拉拔工序：

成形后的坯料形状放入拉拔模具中，拉拔模具上行带动坯料上行，依次经过多道拉伸模具，完成拉伸后，打料装置顶出，拉伸模具回程，成形所需筒形尺寸，成形后的工件脱离冲头。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的带底长筒形件精密挤压成形的方法，由于采用压型、反挤压(冲盂)、正挤压、拉拔的四个成形工序完成整个挤压件的成形，大大减少了变形，提高了锻件的壁厚均匀性，延长了冲头寿命，降低了设备投资。

附图说明

图1为本发明实施例中带底长筒形件的结构示意图；

图2a至图2e为本发明实施例的带底长筒形件精密挤压成形的方法的加工过程示意图；

图3为本发明实施例中拉拔过程的状态示意图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。

本发明的带底长筒形件精密挤压成形的方法，其较佳的具体实施方式是：

包括步骤：

A、坯料加热：

锯切好的圆钢或方钢，通过输送装置进入中频感应加热炉进行加热，加热温度至材料始锻温度，加热后工件温度均匀；

B、除氧化皮：

加热后的方料外部覆盖一层氧化皮，通过高压水去除；

C、压型：

将加热后清理完氧化皮的方料放入压型凹模型腔，液压机滑块下行完成压型工序；

D、反挤压工序：

压型完成后的坯料进入反挤压成形工位，通过液压机的快速压制实现反挤压成形；

E、正挤压工序：

通过压力机对反挤压后的坯料压制，成形出正挤压坯料，完成带底长筒形件长度方向的成形；

F、拉拔工序：

成形后的坯料形状放入拉拔模具中，拉拔模具上行带动坯料上行，依次经过多道拉伸模具，完成拉伸后，打料装置顶出，拉伸模具回程，成形所需筒形尺寸，成形后的工件脱离冲头。

所述步骤F中，对于薄壁的带底长筒形件，在拉拔工序中增加拉伸模的数量，在实现正挤压挤余部分成形筒形尺寸的同时，进行变薄拉拔。

本发明的带底长筒形件精密挤压成形的方法，将圆或方坯料经过中频感应加热炉加热后，通过高压水除磷装置去除氧化皮，进入压力机工位，进行压型工序，压型完成后进入反挤压成形工序，反挤压完成后进行正挤压挤压杆部工序，正挤压完成后进入拉拔工序，拉拔后成形出所需挤压产品。锻件精度达到或超过GB/T 12362-2003《钢质模锻件公差及机械加工余量》中的精密级，从而实现此类产品精密快捷高效的生产。

本发明采用压型、反挤压(冲盂)、正挤压、拉拔的四个成形工序完成整个挤压件的成形。采用正挤压工序有效地降低了反挤压工序的变形量，缩短了反挤压模具的冲头长度，明显降低冲头长径比，改善了反挤压冲头刚性差的问题；正挤压工序主要完成带底长筒形件长度方向的成形，其中核心的是成形冲头受力状态得到改变，冲头不再直接挤压工件，只作为芯轴控制内孔直径，冲头受力由受压力改变为受拉力。这样，大大减少了变形，提高了锻件的壁厚均匀性，延长了冲头寿命；另外，正挤压成形后的坯料在经过拉拔工序时拉拔变形量很小，润滑条件容易得到保证，成形较稳定，且设备行程及速度要求较原有拉拔工艺降低，从而降低设备投资。

具体实施例：

如图1所示，为典型的带底长筒形件，材料为40Cr，精度要求内外壁同轴度≤1mm，其余尺寸要求达到钢质模锻件标准的精密级，带底长筒形件精密快捷成形新工艺工序图如图2a至图2e所示，采用的设备为框架式快速液压机，具体的实施步骤如下：

1)坯料加热

锯切好的圆钢或方钢，通过输送装置，进入中频感应加热炉进行加热，加热温度至材料始锻温度1150-1180℃，加热后工件温度要均匀，满足加热要求。

2)除氧化皮

加热后的工件外部覆盖一层氧化皮，通过高压水去除，也可采用其他去除氧化皮的方法。

3)压型

将加热后清理完氧化皮的方料(图2a)，放入压型凹模型腔，液压机滑块下行完成压型工序，坯料外形图2b所示，成形力约500吨。

4)反挤压(冲盂)工序

压型完成后的坯料，进入反挤压成形工位，通过液压机的快速压制，成形出工件如图2c所示。反挤压变形量相对较小，突出冲头模具长度约250左右，冲头的长径比＜2.5，反挤压冲头刚性好且冷却润滑效果充分，模具寿命高，反挤压后坯料内外径同轴度≤0.5。反挤压成形所需要的力在460吨左右。

5)正挤压工序

正挤压工序主要完成带底长筒形件长度方向的成形，通过压力机对反挤压后的坯料压制，成形出如正挤压坯料如图2d所示。此种成形方式在成形长筒或短筒长度所需要的设备成形力基本一致，成形件的长度越长，正挤压优势越明显。正挤压成形冲头受力状态得到改变，冲头不再直接挤压工件，只作为芯轴控制内孔直径，冲头受力由受压力改变为受拉力。这样，大大减少了变形，提高了锻件的壁厚均匀性，延长了冲头寿命。正挤压成形力550吨左右。

6)拉拔工序(图2e)

拉拔工序主要是将正挤压挤余部分，成形成所需筒形尺寸。正挤压成形后的坯料(图2d)放入拉拔模具中，拉拔模具上行带动坯料上行，当坯料内腔底部接触到拉拔冲头时，拉拔模1开始进行减径拉拔，随着成形的进行依次经过三个拉伸模，完成拉伸后，打料装置顶出，拉伸模具回程，成形后的工件脱离冲头。

整个过程如图3所示。较原有拉拔工序，拉拔变形量很小，润滑条件容易得到保证，成形较稳定，且设备要求及投资降低。

对于薄壁的带底长筒形件，在拉拔工序中可增加拉伸模的数量，在实现上述成形的同时，进行变薄拉拔。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (2)

1.一种带底长筒形件精密挤压成形的方法，其特征在于，包括步骤：

A、坯料加热：

锯切好的圆钢或方钢，通过输送装置进入中频感应加热炉进行加热，加热温度至材料始锻温度，加热后工件温度均匀；

B、除氧化皮：

加热后的方料外部覆盖一层氧化皮，通过高压水去除；

C、压型：

将加热后清理完氧化皮的方料放入压型凹模型腔，液压机滑块下行完成压型工序；

D、反挤压工序：

压型完成后的坯料进入反挤压成形工位，通过液压机的快速压制实现反挤压成形；

E、正挤压工序：

通过压力机对反挤压后的坯料压制，成形出正挤压坯料，完成带底长筒形件长度方向的成形；

F、拉拔工序：

成形后的坯料形状放入拉拔模具中，拉拔模具上行带动坯料上行，依次经过多道拉伸模具，完成拉伸后，打料装置顶出，拉伸模具回程，成形所需筒形尺寸，成形后的工件脱离冲头。

2.根据权利要求1所述的带底长筒形件精密挤压成形的方法，其特征在于，所述步骤F中，对于薄壁的带底长筒形件，在拉拔工序中增加拉伸模的数量，在实现正挤压挤余部分成形筒形尺寸的同时，进行变薄拉拔。