一种具有外圆台阶的铝质圆筒的挤压工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种具有外圆台阶的铝质圆筒的挤压工艺，包括下料、毛坯件处理、预成型、外圆粗加工、退火软化处理、表面润滑处理、成型挤压及外圆精加工等步骤。预成型步骤是将毛坯件挤压成型为一个圆筒预成型件，该圆筒预成型件的内孔为盲孔，该圆筒预成型件的外圆面上具有外圆台阶，该外圆台阶的高度低于圆筒预成型件的内孔的底面高度，该圆筒预成型件的内孔面上具有一口部直径大、下部直径小的内圆台阶。外圆粗加工步骤是将圆筒预成型件的外圆台阶的高度通过车削加工抬高而成为圆筒挤压件，该圆筒挤压件的外圆台阶的高度为高于圆筒预成型件的内孔的底面高度。本发明的挤压工艺能节约材料，加工工时少，还能有效避免筒体的内表面产生开裂。
【专利说明】—种具有外圆台阶的铝质圆筒的挤压工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具有外圆台阶的铝质圆筒的挤压工艺。
【背景技术】
[0002]具有台阶外圆的铝质圆筒(见图1)，该铝质圆筒50的内圆表面为上下直径相同的直圆柱面，而外圆表面为一级台阶圆柱面，即外圆的上部直径大，外圆的下部直径小。该铝质圆筒50的内径约为铝筒的长度的三分之一，该铝质圆筒50的上部壁厚约为筒体深度的十七分之一。由于铝质圆筒的上下壁厚有差别，如采用一次挤压成型的工艺制造，会造成铝质圆筒的内外表面的材料流动速度的差异，这种材料流动速度的差异会造成材料内部的拉应力，这种拉应力易造成铝质圆筒的内圆表面开裂，且裂纹沿内径横向分布。为了克服这种裂纹，通常的制造方法是将铝质圆筒的外圆表面挤压成上下直径相同，然后再采用车削加工的方法加工出外圆表面的台阶。该方法虽然避免了裂纹，但是材料消耗较大，加工工时也较多。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种具有外圆台阶的铝质圆筒的挤压工艺，它能节约材料，加工工时也相对较少，同时也能有效避免铝质圆筒的内表面产生开
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[0004]本发明的目的是这样实现的:一种具有外圆台阶的铝质圆筒的挤压工艺，所述铝质圆筒的内孔为盲孔且直径为Φ1，该铝质圆筒的上部的外圆直径为Φ2，铝质圆筒的长度为L ;所述挤压工艺包括以下步骤:`[0005]下料步骤，选一直径适配的铝材挤制棒在带锯床上下料，制成一段与所述铝质圆筒的体积适配的圆柱形毛坯件；
[0006]毛坯件处理步骤，先除去毛坯件的表面毛刺，再对毛坯件的表面进行润滑处理；
[0007]预成型步骤，将毛坯件通过正挤压工艺成型为一个圆筒预成型件，该圆筒预成型件的内孔为盲孔，该圆筒预成型件的外圆面上具有一上部直径大、下部直径小的外圆台阶，该外圆台阶的高度Hl低于圆筒预成型件的内孔的底面高度HO，并且Η0-Η1=3~5mm，该圆筒预成型件的内孔面上具有一口部直径大、下部直径小的内圆台阶，该内圆台阶由呈台阶形圆柱结构的预挤压冲头成型的，该预挤压冲头的台阶的宽度为筒体预成型件的筒壁壁厚的三分之一，并且该冲头的台阶的面是角度为45°的斜面；
[0008]外圆粗加工步骤，将圆筒预成型件的外圆台阶的高度Hl通过车削加工抬高到H2而成为圆筒挤压件，该圆筒挤压件的外圆台阶的高度为H2高于圆筒预成型件的内孔的底面高度HO，并且H2-H0=10~12mm ；
[0009]退火软化处理步骤；
[0010]表面润滑处理步骤；
[0011]成型挤压步骤，将圆筒挤压件通过反挤压工艺成型为圆筒成型件。[0012]上述的具有外圆台阶的铝质圆筒的挤压工艺，其中，所述圆筒预成型件的下部的内孔直径与所述铝质圆筒的内孔直径Φ1相应，所述圆筒预成型件的上部的外圆直径大于所述铝质圆筒的上部的外圆直径Φ2且大于量为1.7mm?1.9mm。
[0013]上述的具有外圆台阶的铝质圆筒的挤压工艺，其中，所述圆筒预成型件的长度L2为所述铝质圆筒的内径Φ1的I?1.2倍，该圆筒预成型件的长度为L2减去圆筒预成型件的内孔的底面高度HO，即L2-H0所代表的体积与所述铝质筒体的筒壁体积相当；该圆筒预成型件的内圆台阶的高度L3为所述圆筒预成型件的内孔深度L2-H0的25%?30%。
[0014]上述的具有外圆台阶的铝质圆筒的挤压工艺，其中，所述圆筒挤压件的外圆台阶的面为圆弧面。
[0015]本发明的具有外圆台阶的铝质圆筒的挤压工艺，具有以下有益效果:
[0016]I)预成型步骤主要是减少外圆车削的材料消耗和加工工时；
[0017]2)在进行预成型步骤中，先预成型外圆台阶，但是外圆台阶必须低于内孔的底面高度，若外外圆台阶高于内孔的底面高度会在截面变化处出现裂纹。
[0018]3)在进行预成型步骤时，在内孔的口部挤压出一个内圆台阶，由于这个内圆台阶的存在，使筒体内侧的金属流动阻力增大，从而减少了内外材料的流速差，并降低了材料内部的拉应力，同时降低了筒体内侧裂纹产生的倾向。在成型挤压步骤中，由于外圆台阶高于内孔的底面高度，在挤压过程中外圆台阶以上的大直径部分只做刚性平移，不再参与变形，因此在截面变化处不会再存在材料的流动速率差，也就不存在材料内部的拉应力，也就可以避免铝质圆筒内部的裂纹产生。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是具有外圆台阶的招质圆筒的结构不意图；
[0020]图2是本发明的具有外圆台阶的铝质圆筒的挤压工艺的执行下料步骤后的毛坯件的结构示意图；
[0021]图3是本发明的具有外圆台阶的铝质圆筒的挤压工艺的执行预成型步骤后的圆筒预成型件的结构示意图；
[0022]图4是本发明的具有外圆台阶的铝质圆筒的挤压工艺的执行外圆粗加工步骤后的圆筒挤压件的结构示意图；
[0023]图5是本发明的具有外圆台阶的铝质圆筒的挤压工艺的执行成型挤压步骤后的圆筒成型件的结构示意图；
[0024]图6是图5的侧视图。
【具体实施方式】
[0025]下面将结合附图对本发明作进一步说明。
[0026]参阅图1，具有外圆台阶的铝质圆筒50的内孔为盲孔且直径为Φ1，该铝质圆筒50的上部的外圆直径为Φ2，铝质圆筒50的长度为L。
[0027]再请参阅图2至图6并结合参阅图1，本发明的具有外圆台阶的铝质圆筒的挤压工艺，包括以下步骤:
[0028]下料步骤，选一直径适配的铝材挤制棒在带锯床上下料，制成一段和铝制圆筒体积适配的圆柱形毛坯件10，外形尺寸上仅留粗加工所需的少量的机加工余量；
[0029]毛坯件处理步骤，先除去毛坯件10的表面毛刺，再对毛坯件11的表面进行润滑处理，即在毛坯件11的工作表面附着一层润滑膜，让毛坯件11与预挤压模具接触顺畅，以延长模具的使用寿命；
[0030]预成型步骤，将毛坯件10放入预挤压模具中，通过正挤压工艺成型为一个长度L2为圆筒预成型件20 ;该圆筒预成型件20的长度L2为铝质圆筒50的内径Φ1的I?1.2倍；该圆筒预成型件20的内孔为盲孔；该圆筒预成型件20的外圆面上具有一上部直径大、下部直径小的外圆台阶，该外圆台阶的高度Hl低于圆筒预成型件20的内孔的底面高度HO，并且H0-H1=3?5mm ;该圆筒预成型件20的上部的外圆直径大于铝质圆筒50的上部的外圆直径Φ2且大于量为1.7mm?1.9mm ;该圆筒预成型件的长度L2减去圆筒预成型件20的内孔的底面高度HO，即L2-H0所代表的体积与铝质筒体50的筒壁体积相当；该圆筒预成型件20的内孔面上具有一口部直径大、下部直径小的内圆台阶，该内圆台阶由呈台阶形圆柱结构的预挤压冲头成型的，该预挤压冲头的台阶的宽度为筒体预成型件20的筒壁壁厚的三分之一，并且该冲头的台阶的面是角度为45°的斜面；该圆筒预成型件20的下部的内孔直径与铝质圆筒50的内孔直径Φ I相应，该圆筒预成型件的内圆台阶的高度L3为圆筒预成型件20的内孔深度L2-H0的25%?30%。
[0031]外圆粗加工步骤，将圆筒预成型件20的外圆台阶的高度Hl通过车削加工抬高到H2而成为圆筒挤压件30，该圆筒挤压件30的外圆台阶的高度为H2高于圆筒预成型件20的内孔的底面高度HO，并且H2-H0=10?12mm ;该圆筒挤压件30的外圆台阶的面为圆弧面
[0032]退火软化处理步骤，以消除圆筒挤压件30的内部材料应力；
[0033]表面润滑处理步骤；即在圆筒挤压件30的工作表面附着一层润滑膜，让圆筒挤压件30与挤压模具接触顺畅，以延长模具的使用寿命；
[0034]成型挤压步骤，将圆筒挤压件30放入挤压模具通过反挤压工艺成型为圆筒成型件40。
[0035]本发明的具有外圆台阶的铝质圆筒的挤压工艺，其中的预成型步骤主要是减少外圆车削的材料消耗和加工工时。在进行预成型步骤中，先预成型外圆台阶，但是外圆台阶必须低于内孔的底面高度，若外外圆台阶高于内孔的底面高度会在截面变化处出现裂纹。另外在进行预成型步骤时，在内孔的口部挤压出一个内圆台阶，由于这个内圆台阶的存在，使筒体内侧的金属流动阻力增大，从而减少了内外材料的流速差,并降低了材料内部的拉应力，同时降低了筒体内侧裂纹产生的倾向。在成型挤压步骤中，由于外圆台阶高于内孔的底面高度，在挤压过程中外圆台阶以上的大直径部分只做刚性平移，不再参与变形，因此在截面变化处不会再存在材料的流动速率差，也就不存在材料内部的拉应力，也就可以避免筒体内部的裂纹产生。
[0036]以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关【技术领域】的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。
【权利要求】
1.一种具有外圆台阶的铝质圆筒的挤压工艺，所述铝质圆筒的内孔为盲孔且直径为Φ1，该铝质圆筒的上部的外圆直径为Φ2，铝质圆筒的长度为L，其特征在于，所述挤压工艺包括以下步骤: 下料步骤，选一直径适配的铝材挤制棒在带锯床上下料，制成一段与所述铝质圆筒的体积适配的圆柱形毛坯件； 毛坯件处理步骤，先除去毛坯件的表面毛刺，再对毛坯件的表面进行润滑处理； 预成型步骤，将毛坯件通过正挤压工艺成型为一个圆筒预成型件，该圆筒预成型件的内孔为盲孔，该圆筒预成型件的外圆面上具有一上部直径大、下部直径小的外圆台阶，该外圆台阶的高度Hl低于圆筒预成型件的内孔的底面高度HO，并且H0-H1=3?5mm，该圆筒预成型件的内孔面上具有一口部直径大、下部直径小的内圆台阶，该内圆台阶由呈台阶形圆柱结构的预挤压冲头成型的，该预挤压冲头的台阶的宽度为筒体预成型件的筒壁壁厚的三分之一，并且该冲头的台阶的面是角度为45°的斜面； 外圆粗加工步骤，将圆筒预成型件的外圆台阶的高度Hl通过车削加工抬高到H2而成为圆筒挤压件，该圆筒挤压件的外圆台阶的高度为H2高于圆筒预成型件的内孔的底面高度 HO，并且 H2-H0=10 ?12mm ; 退火软化处理步骤； 表面润滑处理步骤； 成型挤压步骤，将圆筒挤压件通过反挤压工艺成型为圆筒成型件。
2.根据权利要求1所述的具有外圆台阶的铝质圆筒的挤压工艺，其特征在于，所述圆筒预成型件的下部的内孔直径与所述铝质圆筒的内孔直径Φ1相应，所述圆筒预成型件的上部的外圆直径大于所述招质圆筒的上部的外圆直径Φ2且大于量为1.7mm?1.9mm。
3.根据权利要求1或2所述的具有外圆台阶的铝质圆筒的挤压工艺，其特征在于，所述圆筒预成型件的长度L2为所述铝质圆筒的内径Φ1的I?1.2倍，该圆筒预成型件的长度为L2减去圆筒预成型件的内孔的底面高度HO，即L2-H0所代表的体积与所述铝质筒体的筒壁体积相当；该圆筒预成型件的内圆台阶的高度L3为所述圆筒预成型件的内孔深度L2-H0的 25% ?30%ο
4.根据权利要求1所述的具有外圆台阶的铝质圆筒的挤压工艺，其特征在于，所述圆筒挤压件的外圆台阶的面为圆弧面。
【文档编号】B21C23/02GK103691750SQ201310750625
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2013年12月31日
【发明者】谢华民 申请人:上海久丰汽车零件有限公司