一种大型矿山车轮用座圈的锻造工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于锻件模具技术领域，具体涉及一种大型矿山车轮用座圈的锻造工艺。
【背景技术】
[0002]大型矿山车轮用座圈锻件产品形状复杂，产品零件内径台阶进深很大，为尽可能接近零件，减少锻造余量，锻件的进深也要大，辗环难度大，这样需要较大的压制力，而且需要预成型。目前，传统的大型矿山车轮用座圈锻件加工方式多是先用锻件模具加工成截面为矩形结构的锻件，然后再将锻件切割成接近产品外形的形状后进行精加工，这种方式存在切削余量大、浪费材料、加工成本高的缺点。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种切削余量小、性能稳定、省料和加工成本低的大型矿山车轮用座圈的锻造工艺。
[0004]为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案:
[0005]本发明一种大型矿山车轮用座圈的锻造工艺，其包括以下步骤:
[0006](I)粗锻工序，先将坯料放入加热炉中加热，加热温度为1200?1300°C，经过加热炉加热的坯料用模具进行初次扩孔；
[0007](2)精锻工序，将经过初次辗环的坯料用同一模具进行二次扩孔，制得锻件。
[0008]其中，所述模具包括芯辊和主模，锻件设置于所述芯辊与所述主模之间，所述芯辊中部为圆柱体结构的圆柱段，所述圆柱段上设置有上凸肩部和下凸肩部，所述上凸肩部和所述下凸肩部之间形成凹槽，所述上凸肩部的上端面向下倾斜，所述上凸肩部的下端面向上倾斜，所述下凸肩部的上端面向下倾斜，所述下凸肩部的侧面自上而下向外倾斜，所述主模的侧面为竖直面。
[0009]进一步地，为了控制锻件摆动，还设置有抱辊装置，所述抱辊装置包括抱辊轴，所述抱棍轴一端固定在抱棍轴固定座上，所述抱棍轴另一端固定连接有抱棍，所述抱棍顶部设置有凸台，所述抱辊轴可相对于所述抱滚轴固定座上下移动。
[0010]进一步地，所述上凸肩部的上端面向下倾斜42°?48°。
[0011]进一步地，所述上凸肩部的下端面向上倾斜22°?28。，所述下凸肩部的上端面向下倾斜6°?8°，所述下凸肩部的侧面自上而下向外倾斜1°?5。。
[0012]进一步地，所述上凸肩部与所述圆柱段相接处为R50的圆弧。
[0013]进一步地，所述上凸肩部的侧面与下端面的相接处为R30的圆弧。
[0014]进一步地，所述下凸肩部的侧面与下端面的相接处为R20的圆弧。
[0015]本发明在工作时:
[0016]主模转动，利用摩擦力驱动锻件从动旋转，芯辊在从动旋转的同时作直线进给运动。在主模、芯辊的共同作用下，锻件产生连续局部塑性变形。锻件在被轧制的过程中，因其局部受力，接触区域不对称，容易产生摆动。为控制锻件轧制过程中的摆动现象，增设抱辊装置。抱辊与锻件接触，在摩擦力的作用下从动旋转。锻件直径扩大，抱辊作后退运动。
[0017]其中，所述芯辊的上凸肩与圆柱段形成第一工位，所述芯辊的上凸肩部与下凸肩部形成第二工位，在工作时，先将锻件至于第一工位进行加工，当锻件辗环到所需内径时，再将其下落到第二工位进行扩孔。
[0018]本发明所达到的有益效果是:
[0019]通过本发明提供的加工工艺加工出的大型矿山车轮用座圈锻件，锻造单边余量约9-10mm，更接近产品的形状，节省了材料的使用，比常规矩形锻件节省原材料约20?30%，比比以往内径有形状节省原料7%，后续加工的切削量小，加工成本低；因锻件余量小，为后续热处理做好了准备，保证了产品的质量和性能；由于抱辊装置设置有凸台，凸台起到了支撑锻件的作用，因此，实现了把一个芯辊可以实现二工位设计，节省了换模时间至少I小时，也节省了模具成本，实现二工位辗环，避免了产品的二次回炉，减少烧损5%，同时不用更换模具，直接可以达到一火成型，节省能源。
【附图说明】
[0020]附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0021]图1是本发明的结构示意图；
[0022]图2是抱辊的结构示意图。
【具体实施方式】
[0023]以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
[0024]本发明一种大型矿山车轮用座圈的锻造工艺，其包括以下步骤:
[0025](I)粗锻工序，先将坯料放入加热炉中加热，加热温度为1200?1300°C，经过加热炉加热的坯料用模具进行初次扩孔；
[0026](2)精锻工序，将经过初次辗环的坯料用同一模具进行二次扩孔，制得锻件。
[0027]如图1和图2所示，模具包括芯辊I和主模2，锻件3设置于所述芯辊I与所述主模2之间，所述芯辊I中部为圆柱体结构的圆柱段4，所述圆柱段4上设置有上凸肩部5和下凸肩部6，所述上凸肩部5和所述下凸肩部6之间形成凹槽8，所述上凸肩部5的上端面向下倾斜，所述上凸肩部5的下端面向上倾斜，所述下凸肩部6的上端面向下倾斜，所述下凸肩部6的侧面自上而下向外倾斜，所述主模2的侧面为竖直面。
[0028]为了控制锻件3摆动，还设置有抱辊装置7，所述抱辊装置7包括抱辊轴701，所述抱辊轴701 —端固定在抱辊轴固定座702上，所述抱辊轴701另一端固定连接有抱辊703，所述抱辊703顶部设置有凸台704，所述抱辊轴701可相对于所述抱滚轴固定座702上下移动。
[0029]其中:
[0030]所述上凸肩部5的上端面向下倾斜45° ;
[0031]所述上凸肩部5的下端面向上倾斜25°，所述下凸肩部6的上端面向下倾斜7°，所述下凸肩部6的侧面自上而下向外倾斜3° ；
[0032]所述上凸肩部5与所述圆柱段4相接处为R50的圆弧；
[0033]所述上凸肩部5的侧面与下端面的相接处为R30的圆弧；
[0034]所述下凸肩部6的侧面与下端面的相接处为R20的圆弧。
[0035]本发明在工作时:
[0036]主模2转动，利用摩擦力驱动锻件3从动旋转，芯辊I在从动旋转的同时作直线进给运动。在主模2、芯辊I的共同作用下，锻件3产生连续局部塑性变形。锻件3在被轧制的过程中，因其局部受力，接触区域不对称，容易产生摆动。为控制锻件3轧制过程中的摆动现象，增设抱辊装置7。抱辊703与锻件3接触，在摩擦力的作用下从动旋转。锻件3直径扩大，抱辊703作后退运动。
[0037]其中，所述芯辊I的上凸肩部5与圆柱段4形成第一工位，所述芯辊I的上凸肩部5与下凸肩部6形成第二工位，在工作时，先将锻件3至于第一工位进行加工，当锻件3辗环到所需内径时，再将其下落到第二工位进行扩孔。
[0038]通过本发明提供的锻造工艺加工出的大型矿山车轮用座圈锻件，锻造单边余量约9-10mm，更接近产品的形状，节省了材料的使用，比常规矩形锻件节省原材料约20?30%，比比以往内径有形状节省原料7%，后续加工的切削量小，加工成本低；因锻件余量小，为后续热处理做好了准备，保证了产品的质量和性能；由于抱辊装置设置有凸台，凸台起到了支撑锻件的作用，因此，实现了把一个芯辊可以实现二工位设计，节省了换模时间至少I小时，也节省了模具成本，实现二工位辗环，避免了产品的二次回炉，减少烧损5%，同时不用更换模具，直接可以达到一火成型，节省能源。
[0039]最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种大型矿山车轮用座圈的锻造工艺，其特征在于，包括以下步骤: (1)粗锻工序，先将坯料放入加热炉中加热，加热温度为1200?1300°C，经过加热炉加热的坯料用模具进行初次扩孔； (2)精锻工序，将经过初次辗环的坯料用同一模具进行二次扩孔，制得锻件。2.根据权利要求1所述的一种大型矿山车轮用座圈的锻造工艺，其特征在于，所述模具包括芯辊和主模，锻件设置于所述芯辊与所述主模之间，所述芯辊中部为圆柱体结构的圆柱段，所述圆柱段上设置有上凸肩部和下凸肩部，所述上凸肩部和所述下凸肩部之间形成凹槽，所述上凸肩部的上端面向下倾斜，所述上凸肩部的下端面向上倾斜，所述下凸肩部的上端面向下倾斜，所述下凸肩部的侧面自上而下向外倾斜，所述主模的侧面为竖直面。3.根据权利要求1所述的一种大型矿山车轮用座圈的锻造工艺，其特征在于，所述模具还抱辊装置，所述抱辊装置包括抱辊轴，所述抱辊轴一端固定在抱辊轴固定座上，所述抱辊轴另一端固定连接有抱辊，所述抱辊顶部设置有凸台，所述抱辊轴可相对于所述抱滚轴固定座上下移动。4.根据权利要求2或3所述的一种大型矿山车轮用座圈的锻造工艺，其特征在于，所述上凸肩部的上端面向下倾斜42°?48。。5.根据权利要求2或3所述的一种大型矿山车轮用座圈的锻造工艺，其特征在于，所述上凸肩部的下端面向上倾斜22°?28°，所述下凸肩部的上端面向下倾斜6°?8°，所述下凸肩部的侧面自上而下向外倾斜1°?5°。6.根据权利要求2或3所述的一种大型矿山车轮用座圈的锻造工艺，其特征在于，所述上凸肩部与所述圆柱段相接处为R50的圆弧。7.根据权利要求2或3所述的一种大型矿山车轮用座圈的锻造工艺，其特征在于，所述上凸肩部的侧面与下端面的相接处为R30的圆弧。8.根据权利要求2或3所述的一种大型矿山车轮用座圈的锻造工艺，其特征在于，所述下凸肩部的侧面与下端面的相接处为R20的圆弧。
【专利摘要】本发明公开了一种用于大型矿山车轮用座圈的锻造工艺，其包括以下步骤：（1）粗锻工序，先将坯料放入加热炉中加热，加热温度为1200～1300℃，经过加热炉加热的坯料用模具进行初次扩孔；（2）精锻工序，将经过初次辗环的坯料用同一模具进行二次扩孔，制得锻件。通过本发明提供的锻造工艺加工出的大型矿山车轮用座圈锻件，节省了材料的使用，为后续热处理做好了准备，保证了产品的质量和性能；实现了二工位辗环，避免了产品的二次回炉，节省能源。
【IPC分类】B21K1/38, B21J13/02
【公开号】CN104942214
【申请号】CN201410117000
【发明人】赵梦逸, 冯娟, 赵磊, 崔昱, 夏旭平
【申请人】无锡隆迪精密锻件有限公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2014年3月26日