专利名称：回转体轴类无料头楔横轧制专用模具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种回转体轴类金属零件的楔横轧制模具的改进，具体地说是一 种能提高材料利用率的回转体轴类无料头楔横轧制专用模具。
背景技术：
目前，回转体轴类金属零件的成型方法主要有三种切削加工工艺、锻造工艺和楔 横轧制工艺。切削加工工艺是用直径大于工件最大直径的棒料，在车床上车削成型。这种切削 加工工艺，虽有无需加热、能耗低的优点，但存在材料利用率极低的缺点，一般情况下，材料 利用率只有50%左右，而且工作效率很低。锻造工艺是将加热好的棒料放在压力机的上、下模具之间，通过上、下模具对棒料 的打击，在模腔内成型，再将周围的废料切除。这种锻造工艺的缺点是材料利用率仍较低， 一般在70%左右，而且需要加热，能耗也较高，切除废料后留有切边，横截面的圆度误差较 大。楔横轧制工艺也是靠模具成型。是先用中频感应加热电炉将金属棒料加热到一定 温度后，放到楔横轧机上，上、下两个水平布置的圆筒型模具作同向旋转，通过沿轴向向外 压延，使加热的金属棒料在两个圆筒型模具之间滚动实现径向压缩、轴向延伸成型，由于所 用模具只有向外压延的作用，所以在成型过程中金属棒料两端有废料头产生，通过精整段 整形后，用安装在模具两端的切刀将废料头剪去。这种楔横轧制模具，其材料的利用率在 80%左右，优于切削加工工艺和锻造工艺，但仍然存在着材料不能全部利用的缺点。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种能使材料的利用率接近100%，可最大限度地降 低生产成本、能提高生产效率的回转体轴类无料头斜横轧制专用模具。为达到以上目的，本实用新型所采用的技术方案是该回转体轴类无料头楔横轧 制专用模具，由圆筒形模具本体、轮部孔型成型槽、主楔面和副楔面构成，轮部孔型成型槽 设在圆筒形模具本体的中部，轮部孔型成型槽的轴向尺寸乘以钢材的热膨胀系数，等于所 要轧制的回转体轴类工件的轴向尺寸，其深度逐步加深，至轧制到第四阶段时深度等于所 要轧制的回转体轴类轮的高度，主楔面对称的设在轮部孔型成型槽的两侧，副楔面对称的 设在主楔面的外侧，其特征在于在两侧的副楔面的外侧均设有挡料楔面。作为一种改进，所述的主楔面为三角形斜面Aaeb，；副楔面为三角形斜面Aafe， 主楔面和副楔面的楔向相反，主楔面的三角形斜面Aaeb的斜边与副楔面的三角形斜面 Aafe的斜边为同一根斜边；所述的挡料楔面由非作用段和内压作用段、垂直整平段组成， 非作用段为等宽斜面，从g至h段，其斜向与主楔面和副楔面的斜向相反，内压作用段为三 角形斜面Afhe，其斜向与主楔面和副楔面的斜向相反，垂直整平段从e至k段，为垂直面； 所述的圆筒形模具本体分为五段，第一段为入料段，其长度为圆筒形模具本体展开长度的10-12% ；第二段为开轧段，其长度为圆筒形模具本体展开长度的13-16%，在这一段，主楔 面为剪切刀刃状，其斜面与副楔面的斜面相连，主楔面的斜度大于副楔面的斜度，且逐步加 深；第三段为转换轧段，其长度为圆筒形模具本体展开长度的5-8%，在这一段，开始出现 定轴直径轧面，副楔面逐步与挡料楔面连接，金属棒料的端头逐步伸至挡料楔面；第四段为 轴向对轧段，其长度为圆筒形模具本体展开长度的33-36 % ；第五段为精整段，其长度为圆 筒形模具本体展开长度的32-35%。本实用新型的有益效果在于与目前的回转轴类楔横轧制模具相比，由于所放入 模具内的金属棒料重量与所要加工的回转轴类件重量是一致的，所以不会产生废料头，可 达到材料的利用率为100% ；由于在专用模具上增加了挡料楔面，对金属棒料的端头由径向 挤压和轴向内压逐步转为垂直，所以，加工的坯件端头密度不会减小，而且平齐。通过本实 用新型，不仅提高了材料的利用率，而且降低了生产成本。
图1、为本实用新型的一个实施例的专用模具的主视示意图。图2、为本实用新型的图1实施例的专用模具的展开俯视示意图。图3、为本实用新型沿图2的A-A断面剖视示意图。图4、为本实用新型沿图2的B-B断面剖视示意图。图5、为本实用新型沿图2的C-C断面剖视示意图。图6、为本实用新型沿图2的D-D断面剖视示意图。图7、为本实用新型沿图2的E-E断面剖视示意图。图8、为本实用新型一个实施例所要加工的回转轴类件俯视放大示意图。
具体实施方式
参照图1、2、3、4、5、6、7制作实用新型。该回转体轴类无料头斜横轧制专用模具， 由圆筒形模具本体1、轮部孔型成型槽2、主楔面3和副楔面4构成，轮部孔型成型槽2设在 圆筒形模具本体1的中部，轮部孔型成型槽2的轴向尺寸乘以钢材的热膨胀系数，等于所要 轧制的回转体轴类件轮的高度，其深度逐步加深，至轧制到第四阶段时深度等于所要轧制 的回转体轴类件轮的高度，主楔面3对称的设在轮部孔型成型槽2的两侧，通过两侧主楔面 3的滚压，使金属棒料向两端延伸变细，副楔面4对称的设在主楔面3的外侧，通过两侧副楔 面4的滚压，进一步使金属棒料产生变形并减小金属棒料向两端延展的阻力，其特征在于 在两侧的副楔面4的外侧均设有挡料楔面5，通过挡料楔面5阻止表面的金属材料继续向两 端流动，并最终形成齐头端面。作为一种改进，所述的主楔面3为三角形斜面Aaeb，副楔面4为三角形斜面 Δ afe，主楔面3和副楔面4的楔向相反，主楔面3的三角形斜面Aaeb的斜边与副楔面4 的三角形斜面△ afe的斜边为同一根斜边；所述的挡料楔面5由非作用段51和内压作用段 52、垂直整平段53组成，非作用段51为等宽斜面从g至h段，其斜向与主楔面3和副楔面 4的斜向相反，内压作用段52为三角形斜面Δ fhe，其斜向与主楔面3和副楔面4的斜向相 反，使挡料楔面5在阻止金属材料外延的同时，使金属材料沿轴向向内加压，这不仅使加工 坯件断头整齐，还加大了加工坯件端头的密度，保证端头的质量，垂直整平段53为从e至k段，为垂直面；所述的圆筒形模具本体1分为5段，第一段为入料段，其长度为圆筒形模具本 体1展开长度的10-12%，在这一段，加热的金属坯料滚动平整放齐，以同步进入开轧段；第 二段为开轧段，其长度为圆筒形模具本体1展开长度的13-16%，在这一段，主楔面3为剪切 刀刃状，对金属棒料开轧，其斜面与副楔面4的斜面相连，主楔面3的斜度大于副楔面4的 斜度，且逐步加深，使金属棒料沿轴向外延；第三段为转换轧段，其长度为圆筒形模具本体 1展开长度的5-8%，在这一段，开始出现定轴直径轧面6，副楔面4逐步与挡料楔面5连接， 金属棒 料的断头逐步伸至挡料楔面5;第四段为轴向对轧段，其长度为圆筒形模具本体1展 开长度的33-36%，在这一段，沿轴外延和沿轴内压同时进行，同时定轴直径轧面6逐渐展 宽至要求长度，其内压作用段52的斜面斜度逐渐变为垂直，使加工坯件的端头由斜面逐渐 成为垂直面；第五段为精整段，其长度为圆筒形模具本体1展开长度的32-35%，在这一段， 加工坯件已经定型，经过滚压，使其表面平整。
权利要求一种回转体轴类无料头楔横轧制专用模具，由圆筒形模具本体(1)、轮部孔型成型槽(2)、主楔面(3)和副楔面(4)构成，轮部孔型成型槽(2)设在圆筒形模具本体(1)的中部，主楔面(3)对称的设在轮部孔型成型槽(2)的两侧，副楔面(4)对称的设在主楔面(3)的外侧，其特征在于在两侧的副楔面(4)的外侧均设有挡料楔面(5)。
2.根据权利要求1所述的回转体轴类无料头楔横轧制专用模具，其特征在于所述的挡 料楔面(5)由非作用段(51)和内压作用段(52)、垂直整平段(53)组成，非作用段(51)为 等宽斜面从g至h段，其斜向与主楔面(3)和副楔面(4)的斜向相反，内压作用段(52)为 三角形斜面Afhe，其斜向与主楔面(3)和副楔面(4)的斜向相反，垂直整平段(53)为从e 至k段，为垂直面。
3.根据权利要求1所述的回转体轴类无料头楔横轧制专用模具，其特征在于所述的圆 筒形模具本体(1)分为五段，第一段为入料段，其长度为圆筒形模具本体(1)展开长度的 10-12% ；第二段为开轧段，其长度为圆筒形模具本体(1)展开长度的13-16%，在这一段， 主楔面(3)为剪切刀刃状，其斜面与副楔面(4)的斜面相连；第三段为转换轧段，其长度为 圆筒形模具本体(1)展开长度的5-8%，在这一段，开始出现定轴直径轧面(6)，副楔面(4) 逐步与挡楔面(5)连接；第四段为轴向对轧段，其长度为圆筒形模具本体(1)展开长度的 33-36% ；第五段为精 整段，其长度为圆筒形模具本体(1)展开长度的32-35%。
专利摘要本实用新型公开了一种回转体轴类无料头楔横轧制专用模具，由圆筒形模具本体(1)、轮部孔型成型槽(2)、主楔面(3)和副楔面(4)构成，主、副楔面(3、4)对称的设在轮部孔型成型槽(2)的两侧，其特征在于在副楔面(4)的外侧均设有挡料楔面(5)。该模具，由于所放入模具内的金属棒料重量与所要加工的回转轴类件是一致的，所以不会产生废料头，材料的利用率可为100％。由于在专用模具上增加了挡料楔面，对金属棒料的端头由径向挤压和轴向内压逐步转为垂直，所以，加工的坯件端头密度不会减小，而且平齐。这样，不仅提高了材料的利用率，而且降低了生产成本。可广泛用于楔横轧。
文档编号B21B27/02GK201592226SQ20102010380
公开日2010年9月29日 申请日期2010年1月29日 优先权日2010年1月29日
发明者刘波, 朱传宝 申请人:山东中兴汽车零部件有限公司