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CN112058937A - 一种长空心管内壁减薄成形方法 - Google Patents

一种长空心管内壁减薄成形方法 Download PDF

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CN112058937A CN202010743920.8A CN202010743920A CN112058937A CN 112058937 A CN112058937 A CN 112058937A CN 202010743920 A CN202010743920 A CN 202010743920A CN 112058937 A CN112058937 A CN 112058937A
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束学道
李子轩
张松
王吉泰
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Ningbo University
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    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES, PROFILES OR LIKE SEMI-MANUFACTURED PRODUCTS OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00—Manufacture of metal sheets, rods, wire, tubes, profiles or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/06—Manufacture of metal sheets, rods, wire, tubes, profiles or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

本发明涉及塑性成形技术领域，尤其涉及一种长空心管内壁减薄成形方法。它包括旋压机和三辊斜轧机，具体步骤如下：一、在旋压机上采用内旋压工艺对长空心管的内壁进行局部减薄，以使长空心管端部的壁厚大于长空心管中间段的壁厚；二、在三辊斜轧机上采斜轧工艺对经过步骤一加工后的长空心管的外壁进行加工，以减少长空心管的端部定位外径从而形成缩口。本发明提出一种新型的组合成形工艺，先对长空心管进行局部减薄，再进行端部的缩口工艺，使得零件缩口部分能够达到增厚量的要求，且整体可以采用冷成形，坯料无切削，材料利用率高。

Description

一种长空心管内壁减薄成形方法
技术领域
本发明涉及塑性成形技术领域，尤其涉及一种长空心管内壁减薄成形方法。
背景技术
传统的空心管类零件（如飞机拉杆）的端部减径增厚缩口工艺采用热缩口的工艺进行，该工艺将零件的端部进行局部热成形，破坏了零件微观组织的一致性，为此需将成形后的零件进行热处理，工艺复杂且成本高。而采用冷锻工艺进行的缩口，将锻造模分为四瓣，每次使用一瓣模具对高速回转的零件进行锻造，实现缩口，但该工艺的成品率低，成形过程不稳定，对转速、零件的进给速度和模具的进给速度一致性要求很高，极易造成零件表面出现压痕及圆度不达标等缺陷。
因此需要寻求新的工艺进行长空心管的端部减径增厚缩口工艺，如中国专利授权公告号CN102581016B，授权公告日为2014.03.05，发明名称为“一种钢管局部位置增厚的加工方法”的专利中公开了一种成形方法，包括下列步骤：1)将设置有液压顶杆的模具(1)同心安装在旋轧机4一端的导轨上；2)在感应加热炉内对钢管(3)需增厚位置进行加热，加热温度在900℃~1200℃；3)将钢管(3)转移到旋轧机内定位夹紧；4)启动旋轧机，带动钢管(3)旋转，钢管转动的转速n为175~200r/min；5)控制模具推进作业，对钢管的增厚部位进行增厚处理；6)当钢管(3)被加热部位达到需要增厚量后，模具(1)回到初始位置后，停止旋轧机(4)，取下钢管(3)，钢管加厚处理结束。
上述成形方法依然存在一些问题，如对于某些尺寸要求高的零件的生产而言，斜轧机的增厚量受制于模具，难以满足要求，此外这还是一个热加工工艺，依然存在破坏了零件微观组织的一致性，为此需将成形后的零件进行热处理，工艺复杂且成本高。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有的空心管端部减径增厚缩口工艺中对于某些尺寸要求高的零件的生产而言，斜轧机的增厚量受制于模具，难以满足要求的不足，提供一种长空心管内壁减薄成形方法，提出一种新型的组合成形工艺，先对长空心管进行局部减薄，再进行端部的缩口工艺，使得零件缩口部分能够达到增厚量的要求，且整体可以采用冷成形，坯料无切削，材料利用率高。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种长空心管内壁减薄成形方法，包括旋压机和三辊斜轧机，具体步骤如下：
一、在旋压机上采用内旋压工艺对长空心管的内壁进行局部减薄，以使长空心管端部的壁厚大于长空心管中间段的壁厚；
二、在三辊斜轧机上采斜轧工艺对经过步骤一加工后的长空心管的外壁进行加工，以减少长空心管的端部定位外径从而形成缩口。
本发明通过内旋压工艺和斜轧工艺相结合，先通过内旋压工艺对长空心管的内壁进行局部减薄，再通过斜轧工艺对长空心管的外壁进行端部缩口，使得零件缩口部分能够达到增厚量的要求，且整体可以采用冷成形，没有热成形的微观组织问题和需要热处理问题，且内旋压工艺和斜轧工艺都是塑性成形，坯料无切削，材料利用率高。
作为优选，步骤一中，旋压机的加工区域为长空心管中间段，以减少长空心管中间段的壁厚。长空心管端部的厚度保持不变，旋压机直接对长空心管中间段进行壁厚的减薄，相对地，长空心管端部就具有增厚效果。
作为优选，经过旋压机加工后，长空心管中间段的壁厚与长空心管端部的壁厚的比值为0.2~0.8。长空心管中间段的壁厚的减薄需在一个合理的范围内，以保证最后的成形质量，过薄容易影响表面成形质量，容易扭曲变形，过厚则达不到理想的相对增厚要求，也不利于下一步斜轧时变形。
作为优选，步骤一中，长空心管中间段的内壁与长空心管端部的内壁之间通过内锥面连接，所述内锥面用于旋轮过渡。内锥面主要用于旋钮的进给过渡，也用于长空心管中间段的内壁与长空心管端部的内壁之间光滑过渡。
作为优选，步骤二中，三辊斜轧机的加工区域为长空心管的端部。三辊斜轧机直接对外壁进行减径增厚的缩口加工，主要加工区域为长空心管的端部，既能达到较好的减径增厚效果。
作为优选，所述长空心管在步骤一和步骤二的加工中均是冷成形。由于分别经过两次变形加工，单次加工变形量小，为冷成形提供了基础，这样可以消除热成形的一系列问题，比如微观组织不均衡、需要后续热处理等等。
本发明的有益效果是：本发明通过内旋压工艺和斜轧工艺相结合，先通过内旋压工艺对长空心管的内壁进行局部减薄，再通过斜轧工艺对长空心管的外壁进行端部缩口，使得零件缩口部分能够达到增厚量的要求，且整体可以采用冷成形，没有热成形的微观组织问题和需要热处理问题，且内旋压工艺和斜轧工艺都是塑性成形，坯料无切削，材料利用率高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，亦可根据下述附图获得其它的附图。
图1是本发明中长空心管的结构示意图；
图2是本发明中长空心管经过旋压机加工后的结构示意图；
图3是本发明中长空心管经过三辊斜轧机加工后的结构示意图。
附图标记：长空心管1、长空心管端部11、长空心管中间段12、旋压机2、三辊斜轧机3。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下面参考附图描述根据本发明实施例的长空心管内壁减薄成形方法。
实施例：如图1至图3中所示，
一种长空心管内壁减薄成形方法，加工对象为长空心管1，包括旋压机2和三辊斜轧机3，具体步骤如下：
一、在旋压机上采用内旋压工艺对长空心管的内壁进行局部减薄，以使长空心管端部11的壁厚大于长空心管中间段12的壁厚；
二、在三辊斜轧机上采斜轧工艺对经过步骤一加工后的长空心管的外壁进行加工，以减少长空心管的端部定位外径从而形成缩口。
本发明通过内旋压工艺和斜轧工艺相结合，先通过内旋压工艺对长空心管的内壁进行局部减薄，再通过斜轧工艺对长空心管的外壁进行端部缩口，使得零件缩口部分能够达到增厚量的要求，且长空心管在步骤一和步骤二的加工中均是冷成形，由于分别经过两次变形加工，单次加工变形量小，为冷成形提供了基础，这样可以消除热成形的一系列问题，比如微观组织不均衡、需要后续热处理等等，且内旋压工艺和斜轧工艺都是塑性成形，坯料无切削，材料利用率高。
步骤一中，旋压机的加工区域为长空心管中间段，以减少长空心管中间段的壁厚，长空心管端部的厚度保持不变，旋压机直接对长空心管中间段进行壁厚的减薄，相对地，长空心管端部就具有增厚效果。经过旋压机加工后，长空心管中间段的壁厚与长空心管端部的壁厚的比值为0.2~0.8，长空心管中间段的壁厚的减薄需在一个合理的范围内，以保证最后的成形质量，过薄容易影响表面成形质量，容易扭曲变形，过厚则达不到理想的相对增厚要求，也不利于下一步斜轧时变形。步骤一中，长空心管中间段的内壁与长空心管端部的内壁之间通过内锥面连接，内锥面主要用于旋钮的进给过渡，也用于长空心管中间段的内壁与长空心管端部的内壁之间光滑过渡。
步骤二中，三辊斜轧机的加工区域为长空心管的端部，三辊斜轧机直接对外壁进行减径增厚的缩口加工，主要加工区域为长空心管的端部，既能达到较好的减径增厚效果。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种长空心管内壁减薄成形方法，其特征是，包括旋压机和三辊斜轧机，具体步骤如下：
一、在旋压机上采用内旋压工艺对长空心管的内壁进行局部减薄，以使长空心管端部的壁厚大于长空心管中间段的壁厚；
二、在三辊斜轧机上采斜轧工艺对经过步骤一加工后的长空心管的外壁进行加工，以减少长空心管的端部定位外径从而形成缩口。
2.根据权利要求1所述的一种长空心管内壁减薄成形方法，其特征是，步骤一中，旋压机的加工区域为长空心管中间段，以减少长空心管中间段的壁厚。
3.根据权利要求1所述的一种长空心管内壁减薄成形方法，其特征是，经过旋压机加工后，长空心管中间段的壁厚与长空心管端部的壁厚的比值为0.2~0.8。
4.根据权利要求1所述的一种长空心管内壁减薄成形方法，其特征是，步骤一中，长空心管中间段的内壁与长空心管端部的内壁之间通过内锥面连接，所述内锥面用于旋轮过渡。
5.根据权利要求1所述的一种长空心管内壁减薄成形方法，其特征是，步骤二中，三辊斜轧机的加工区域为长空心管的端部。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的一种长空心管内壁减薄成形方法，其特征是，所述长空心管在步骤一和步骤二的加工中均是冷成形。
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