本發明的目的是提供一種錐形筒體的鍛造方法,該鍛造方法將工藝設計過程中得出的坯料進給量、芯軸轉角、砧子的壓下率和下行速度等參數,以CNC代碼形式輸入數控操作系統中,借助數控鍛造裝置實現全自動化漸進鍛造成形錐形筒體。此外,還可以改善傳統方法中鍛造火次多,生產效率低,資源耗費大、產品機械性能不穩定等缺點,從根本上避免傳統人工鍛造生產過程中產品質量不穩定等問題,有效提高產品合格率以及降低技術工人的勞動強度。
上述的目的通過以下技術方案實現:
一種錐形筒體的鍛造方法,該方法包括如下步驟:
第一步:將空心鋼錠將熱到1150℃±100℃,隨爐保溫1-3小時,然后進行開坯鍛造,制得毛坯;
第二步:回爐加熱坯料至1150℃±100℃,隨爐保溫1-3小時,將工藝設計過程中得出的坯料進給量、芯軸轉角、砧子的壓下率和下行速度等參數,以CNC代碼形式輸入數控操作系統中,借助數控鍛造裝置實現全自動化完成錐筒鍛造成形。
所述的錐形筒體的鍛造方法,第一步中所述的空心鋼錠的軸向長度為目標鍛件的0.75-0.9倍,空心鋼錠壁厚為目標鍛件的1.5-2.5倍。
所述的錐形筒體的鍛造方法,第一步中所述的開坯鍛造包括芯軸擴孔工序。
所述的錐形筒體的鍛造方法,所述的開坯鍛造和所述的錐筒鍛造成形過程中,空心鋼錠坯料進給量從坯料一段到另一端是逐漸增加的,進給量L=Al·x,其中,A∈[0,100],l為空心鋼錠坯料軸向長度,x為圓周鍛造道次數。
所述的錐形筒體的鍛造方法,所述的開坯鍛造和所述的錐筒鍛造成形過程中,芯軸轉角為10°~30°。
所述的錐形筒體的鍛造方法,所述的錐筒鍛造成形過程中單砧的壓下率為空心圓柱坯料的10%至30%。
所述的錐形筒體的鍛造方法,所述的錐筒鍛造成形過程中,砧子的空行程速度為30mm/s-60mm/s,芯軸擴孔時砧子的下行速度為15mm/s-30mm/s。
所述的錐形筒體的鍛造方法,在借助數控鍛造裝置實現全自動化完成錐筒鍛造成形過程中,單砧壓下時,數控鍛造裝置按如下流程進行:
a.鍛造前,將目標鍛件成品尺寸a,各道次壓下量α,以及空行程下下行量δ等鍛造參數輸入數控系統中;
b.開鍛時,砧子與芯軸接觸,整個系統清零,鍛造裝置位移以砧子與芯軸接觸面為零點,使用位移盤將砧子上升至一定高度停止,將空心圓柱坯料裝入芯軸,按“開鍛”按鈕,砧子上升至上極限點A,然后自動向下;
c.砧子向下運行一個預先設定的δ值,到達連鎖、降速點B。如果操作機的動作尚未完成,則砧子上升返回到A點再下行;
d.如果操作機動作完成,砧子經過B點下行,接觸空心圓柱毛坯后自動檢測出毛坯的原始厚度S0,根據此值和預先設定的壓下比γ其中S1為坯料單次壓下后的厚度,再根據壓下量α=s0(1-γ),系統可自動計算α值,并且按α值下壓;
e.坯料被壓下α值后,到達D點,發出返回信號。但是,有由于動作滯后,砧子將繼續下壓,出現超程;
f.砧子到達E點才真正返回,D點到達E點的距離為超程量;
g.砧子向上放回一個α值到達F點。F點大致接近坯料初始表面;
h.砧子繼續上行一個δ值到達聯動點G,向操作機發出聯動指令;
i.砧子從G點再上行一個δ值,到達上限定點H;
j.芯軸帶動坯料轉動10°~30°,再重復b~h步驟進行重復工作,直至該段毛坯加工完成;
k.操作機夾持芯棒帶動坯料向前進給y,再重復上述工作流程,依次完成坯料整個軸向長度的加工,成形錐形筒體;
在鍛造的過程中,每個鍛造道次開始第一次壓下時,數控系統將自動檢測空心圓柱坯料的厚度s0,并與a+Δg(Δg-精整留量)進行比較,當砧子的壓下可分三種狀態,而控制系統能自動辨別:
s1=s0-α>a+Δg
式中:Δg-精整留量
當壓下α量后,坯料厚度仍大于鍛件成品尺寸與精整留量之和,這是常規道次,
s1=s0-α<a+Δg
當還沒有壓完α量,坯料的厚度就已經達到a+Δg,這是過渡道次,在這種情況下,不能再壓下量為α時發出返回信號,而是要在砧子下行至aΔg時發出返回信號。此時,所選擇的精整量一定要大于超程量,
s0≤a+Δg為精整道次,這時主要解決超程補償問題,使鍛件達到所要求的尺寸。
有益效果:
該鍛造方法基于數控操作系統,依據預先設定的操作程序,實現鍛造過程全自動化。此外,還可以改善傳統方法中鍛造火次多,生產效率低,資源耗費大、產品機械性能不穩定等缺點,從根本上避免傳統人工鍛造生產過程中產品質量不穩定等問題,有效提高產品合格率以及降低技術工人的勞動強度。
附圖說明
圖1為目標錐形筒體鍛件示意圖。
圖2為數控鍛造成形錐形筒體鍛件的操作流程示意圖。
圖3為數控鍛造成形錐形筒體鍛件單砧下壓操作原理流程圖。
圖2中:1.砧子;2.空心圓柱坯料;3.芯軸。
具體實施方式
下面結合具體實施方式,進一步闡明本發明,應理解下述具體實施方式僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。
一種錐形筒體的鍛造方法,該方法包括如下步驟:
第一步:將空心鋼錠將熱到1150℃±100℃,隨爐保溫1-3小時,然后進行開坯鍛造,制得毛坯。
第二步:回爐加熱坯料至1150℃±100℃,隨爐保溫1-3小時,將工藝設計過程中得出的坯料進給量、芯軸轉角、砧子的壓下率和下行速度等參數,以CNC代碼形式輸入數控操作系統中,借助數控鍛造裝置實現全自動化完成錐筒鍛造成形。
所述的錐形筒體的鍛造方法,在借助數控鍛造裝置實現全自動化完成錐筒鍛造成形過程中,單砧壓下時,數控鍛造裝置按如下流程進行:
a.鍛造前,將目標鍛件成品尺寸a,各道次壓下量α,以及空行程下下行量δ等鍛造參數輸入數控系統中;
b.開鍛時,砧子與芯軸接觸,整個系統清零,鍛造裝置位移以砧子與芯軸接觸面為零點,使用位移盤將砧子上升至一定高度停止,將空心圓柱坯料裝入芯軸,按“開鍛”按鈕,砧子上升至上極限點A,然后自動向下;
c.砧子向下運行一個預先設定的δ值,到達連鎖、降速點B。如果操作機的動作尚未完成,則砧子上升返回到A點再下行;
d.如果操作機動作完成,砧子經過B點下行,接觸空心圓柱毛坯后自動檢測出毛坯的原始厚度S0,根據此值和預先設定的壓下比γ其中S1為坯料單次壓下后的厚度,再根據壓下量α=s0(1-γ),系統可自動計算α值,并且按α值下壓;
e.坯料被壓下α值后,到達D點,發出返回信號。但是,有由于動作滯后,砧子將繼續下壓,出現超程;
f.砧子到達E點才真正返回,D點到達E點的距離為超程量;
g.砧子向上放回一個α值到達F點。F點大致接近坯料初始表面;
h.砧子繼續上行一個δ值到達聯動點G,向操作機發出聯動指令;
i.砧子從G點再上行一個δ值,到達上限定點H;
j.芯軸帶動坯料轉動10°~30°,再重復b~h步驟進行重復工作,直至該段毛坯加工完成;
k.操作機夾持芯棒帶動坯料向前進給y,再重復上述工作流程,依次完成坯料整個軸向長度的加工,成形錐形筒體;
在鍛造的過程中,每個鍛造道次開始第一次壓下時,數控系統將自動檢測空心圓柱坯料的厚度s0,并與a+Δg(Δg-精整留量)進行比較,當砧子的壓下可分三種狀態,而控制系統能自動辨別:
s1=s0-α>a+Δg
式中:Δg-精整留量
當壓下α量后,坯料厚度仍大于鍛件成品尺寸與精整留量之和,這是常規道次,
s1=s0-α<a+Δg
當還沒有壓完α量,坯料的厚度就已經達到a+Δg,這是過渡道次,在這種情況下,不能再壓下量為α時發出返回信號,而是要在砧子下行至aΔg時發出返回信號。此時,所選擇的精整量一定要大于超程量,
s0≤a+Δg為精整道次,這時主要解決超程補償問題,使鍛件達到所要求的尺寸。
所述的錐形筒體的鍛造方法,第一步中所述的空心鋼錠的軸向長度為目標鍛件的0.75-0.9倍,空心鋼錠壁厚為目標鍛件的1.5-2.5倍。
所述的錐形筒體的鍛造方法,第一步中所述的開坯鍛造包括芯軸擴孔工序。
所述的錐形筒體的鍛造方法,所述的開坯鍛造和所述的錐筒鍛造成形過程中,空心鋼錠坯料進給量從坯料一段到另一端是逐漸增加的,進給量L=Al·x,其中,A∈[0,100],l為空心鋼錠坯料軸向長度,x為圓周鍛造道次數。
所述的錐形筒體的鍛造方法,所述的開坯鍛造和所述的錐筒鍛造成形過程中,芯軸轉角為10°~30°。
所述的錐形筒體的鍛造方法,所述的錐筒鍛造成形過程中單砧的壓下率為空心圓柱坯料的10%至30%。其中大端壓下量為25%至30%之間,中間段壓下量為18%-26%之間,小端壓下量控制在10%-20%之間
所述的錐形筒體的鍛造方法,所述的錐筒鍛造成形過程中,砧子的空行程速度為30mm/s-60mm/s,芯軸擴孔時砧子的下行速度為15mm/s-30mm/s。
應當指出,上述實施實例僅僅是為清楚地說明所作的舉例,而并非對實施方式的限定,這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。本實施例中未明確的各組成部分均可用現有技術加以實現。對于本技術領域的普通技術人員來說,在不脫離本發明原理的前提下,還可以做出若干改進和潤飾,這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。