一种圆筒形锻件精确芯轴扩孔装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于金属材料热加工技术领域，具体涉及一种圆筒形锻件精确芯轴扩孔装置。
技术背景
[0002]在金属材料热加工技术领域，锻造圆筒形锻件常用芯轴扩孔工艺。传统的芯轴扩孔过程中，随着圆筒形锻件壁厚的减薄，内、外径同时扩大，高度有所增加，此高度增加量与圆筒形锻件壁厚、高度变形时的温度以及摩擦条件等多种因素有关，通常并不能完全准确预测，而且其端面也不够平整，另外由于变形过程中每砧的压下量也并不能准确限定，因此，传统芯轴扩孔工艺不能准确成形圆筒形锻件，后续需增加端面平整工艺，而且需留有较大余量，造成了很大浪费。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种圆筒形锻件精确芯轴扩孔装置，解决现有技术不能准确成形圆筒形锻件的技术问题。
[0004]本发明是通过以下技术方案实现的:
[0005]—种圆筒形锻件精确芯轴扩孔装置，其特征在于:所述精确芯轴扩孔装置由上砧、组合芯轴和一对马架组成，所述组合芯轴由一个芯轴、两个半环组合、两个衬环、两组扩孔环紧固螺柱组、N个调整垫环和两个扩孔环组成，N为正整数;所述芯轴两端带有定位槽，芯轴直径与定位槽轴径呈阶梯状，在所述芯轴的一侧带有一个多棱边形的芯轴夹头;所述半环组合由两个半环和两组半环螺栓组成，所述半环的内径为所述定位槽的轴径，所述半环的厚度略小于所述定位槽的宽度，两个所述半环由两组所述半环螺栓紧固；所述衬环、调整垫环、扩孔环均为环形圆柱体，其内径均等于芯轴直径，并且能在芯轴上滑动，所述衬环与所述调整垫环的外径应小于所述半环的外径，所述扩孔环的外径应大于所述半环的外径，所述扩孔环上开有一组螺纹孔，所述衬环、调整垫环、半环上开有与所述扩孔环上的一组螺纹孔对应的通孔，所述衬环、调整垫环、半环组合以及扩孔环由一组所述扩孔环紧固螺柱组连接;所述马架上端开有放置所述组合芯轴的半圆槽，所述组合芯轴的衬环放置在所述马架上端的半圆槽上，所述马架上部的壁厚小于所述衬环的长度。
[0006]进一步，所述扩孔环的外径等于芯轴直径加2倍圆筒形锻件的最终壁厚，S卩:d4=dl+2XTo
[0007]进一步，所述调整垫环的数量由圆筒形锻件的最终高度决定。
[0008]进一步，所述上砧的长度应大于圆筒形锻件的最终高度。
[0009]进一步，所述圆筒形锻件的初始坯料的内径需大于所述扩孔环的外径。
[0010]本发明与现有技术相比，由芯轴、半环组合、衬环、扩孔环紧固螺柱组、调整垫环以及扩孔环组成的组合芯轴，其扩孔环可根据芯轴直径和圆筒形锻件的壁厚预先定制，调整垫环的数量由圆筒形锻件的高度决定，在最后一圈的芯轴扩孔过程中，扩孔环可起到圆筒形锻件壁厚和高度限制的作用，每一次的芯轴扩孔变形类似于闭式模锻，不但使得变形均匀准确，克服了现有技术不能准确成形圆筒形锻件的不足，而且可提高变形过程中圆筒形锻件芯部的静水压应力，减小了锻件的毛净比，提高了产品精度和生产效率，提升了产品质量，降低了生产成本。
【附图说明】
[0011]图1为芯轴的结构示意图；
[0012]图2为半环组合的结构示意图；
[0013]图3为组合芯轴的结构示意图；
[0014]图4为图3的侧视图；
[0015]图5为一种圆筒形锻件精确芯轴扩孔装置扩孔初始状态的示意图；
[0016]图6为一种圆筒形锻件精确芯轴扩孔装置扩孔终了状态的示意图；
[0017]图7为马架的结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]体现本发明特征与优点的典型实施例，将结合附图在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的保护范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。
[0019]如图1至图7所示，一种圆筒形锻件精确芯轴扩孔装置，由上砧80、组合芯轴30和一对马架40组成，所述组合芯轴30由一个芯轴1、两个半环组合2、两个衬环3、两组扩孔环紧固螺柱组4、N个调整垫环5和两个扩孔环6组成，N为正整数;所述芯轴1两端带有定位槽101，芯轴直径dl与定位槽轴径d0呈阶梯状，在所述芯轴1的一侧带有一个多棱边形的芯轴夹头102;所述半环组合2由两个半环201和两组半环螺栓202组成，所述半环201的内径为所述定位槽的轴径d0，所述半环201的厚度略小于定位槽的宽度L1，两个所述半环201由两组所述半环螺栓202紧固；所述衬环3、调整垫环5、扩孔环6均为环形圆柱体，其内径均等于芯轴直径dl，并且能在芯轴1上滑动，所述衬环3与所述调整垫环5的外径d2应小于所述半环201的外径d3，所述扩孔环6的外径d4应大于所述半环201的外径d3，所述扩孔环6上开有一组螺纹孔，所述衬环3、调整垫环5、半环201上开有与所述扩孔环6上的一组螺纹孔对应的通孔，所述衬环3、调整垫环5、半环组合2以及扩孔环6由一组所述扩孔环紧固螺柱组4连接;所述马架40上端开有放置所述组合芯轴30的半圆槽401，所述组合芯轴30的衬环3放置在所述马架40上端的半圆槽401上，所述马架上部的壁厚L3小于所述衬环3的长度L2。
[0020]所述扩孔环6的外径d4等于芯轴直径dl加2倍圆筒形锻件60的最终壁厚T，即:d4=dl+2XTo
[0021]所述调整垫环5的数量由圆筒形锻件60的最终高度L4决定。
[0022]所述上砧80的长度L5应大于圆筒形锻件60的最终高度L4。
[0023]所述圆筒形锻件60的初始坯料50的内径D需大于所述扩孔环6的外径d4。
[0024]本发明的使用方法:
[0025](1)根据芯轴直径dl和圆筒形锻件60的最终壁厚T确定扩孔环6的外径d4，使得d4= dl+2 X T，加工制作扩孔环6 ；
[0026](2)装配由芯轴1、半环组合2、衬环3、扩孔环紧固螺柱组4、调整垫环5以及扩孔环6组成的组合芯轴30，通过增减调整垫环5的数量使得两扩孔环6之间的距离为圆筒形锻件60的最终尚度L4(如图3、图4所不)；
[0027](3)将组合芯轴30插入圆筒形锻件的初始坯料50并对中，将所述马架40放置在工作台适当位置，将带有所述圆筒形锻件的初始坯料50的组合芯轴30放置在马架40上，组合芯轴30的衬环3正好放置在所述马架40上端的半圆槽401上(如图5所示)；
[0028](3)带有上砧80的压机70下压，在操作机的配合下开始芯轴扩孔工艺；
[0029](4)最后一圈的芯轴扩孔，上砧80下压到扩孔环6的外侧面上，直到芯轴扩孔终了(如图6所示)。
[0030]最后一圈的芯轴扩孔变形类似于闭式模锻，使得变形均匀而且准确，克服了现有技术不能准确成形圆筒形锻件的不足，减小了锻件的毛净比，提高了产品精度和生产效率，提升了产品质量，降低了生产成本。
[0031]本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例仅是本发明的优选实施方式，而应在权利要求所限定的范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的变化和改型都应该视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种圆筒形锻件精确芯轴扩孔装置，其特征在于:所述精确芯轴扩孔装置由上砧(80)、组合芯轴(30)和一对马架(40)组成，所述组合芯轴(30)由一个芯轴(1)、两个半环组合(2)、两个衬环(3)、两组扩孔环紧固螺柱组(4)、N个调整垫环(5)和两个扩孔环(6)组成，N为正整数;所述芯轴(1)两端带有定位槽(101)，芯轴直径(dl)与定位槽轴径(d0)呈阶梯状，在所述芯轴(1)的一侧带有一个多棱边形的芯轴夹头(102);所述半环组合(2)由两个半环(201)和两组半环螺栓(202)组成，所述半环(201)的内径为所述定位槽的轴径(d0)，所述半环(201)的厚度略小于定位槽的宽度(L1)，两个所述半环(201)由两组所述半环螺栓(202)紧固；所述衬环(3)、调整垫环(5)、扩孔环(6)均为环形圆柱体，其内径均等于芯轴直径(dl)，并且能在芯轴(1)上滑动，所述衬环(3)与所述调整垫环(5)的外径(d2)应小于所述半环(201)的外径(d3)，所述扩孔环(6)的外径(d4)应大于所述所述半环(201)的外径(d3)，所述扩孔环(6)上开有一组螺纹孔，所述衬环(3)、调整垫环(5)、半环(201)上开有与所述扩孔环(6)上的一组螺纹孔对应的通孔，所述衬环(3)、调整垫环(5)、半环组合(2)以及扩孔环(6)由一组所述扩孔环紧固螺柱组(4)连接;所述马架(40)上端开有放置所述组合芯轴(30)的半圆槽(401)，所述组合芯轴(30)的衬环(3)放置在所述马架(40)上端的半圆槽(401)上，所述马架上部的壁厚(L3)小于所述衬环(3)的长度(L2)。2.根据权利要求1所述的圆筒形锻件精确芯轴扩孔装置，其特征在于:所述扩孔环(6)的外径(d4)等于芯轴直径(dl)加2倍圆筒形锻件(60)的最终壁厚(T)，即:d4 = dl+2XT。3.根据权利要求1所述的圆筒形锻件精确芯轴扩孔装置，其特征在于:所述调整垫环(5)的数量由圆筒形锻件(60)的最终高度(L4)决定。4.根据权利要求1所述的圆筒形锻件精确芯轴扩孔装置，其特征在于:所述上砧(80)的长度(L5)应大于圆筒形锻件(60)的最终高度(L4)。5.根据权利要求3或4所述的圆筒形锻件精确芯轴扩孔装置，其特征在于:所述圆筒形锻件(60)的初始坯料(50)的内径(D)需大于所述扩孔环(6)的外径(d4)。
【专利摘要】一种圆筒形锻件精确芯轴扩孔装置，属于金属材料热加工领域，解决现有技术不能准确成形圆筒形锻件的技术问题。本发明由上砧、组合芯轴和一对马架组成，组合芯轴由芯轴、半环组合、衬环、扩孔环紧固螺柱组、调整垫环和扩孔环组成；马架上端开有放置组合芯轴的半圆槽，组合芯轴的衬环放置在半圆槽上。扩孔环可根据圆筒形锻件的壁厚预先定制，调整垫环的数量由圆筒形锻件的高度决定，在最后一圈的芯轴扩孔过程中，扩孔环可起到圆筒形锻件壁厚和高度限制的作用，芯轴扩孔变形类似于闭式模锻。本发明用于圆筒形锻件芯轴扩孔，变形均匀准确，减小了锻件的毛净比，提高了产品精度和生产效率，提升了产品质量，降低了生产成本。
【IPC分类】B21J5/02, B21J13/02
【公开号】CN105436382
【申请号】CN201510991806
【发明人】田继红, 禹兴胜, 赵利锋, 杜旋, 孙统辉, 郭丰伟, 刘建生, 何文武, 段兴旺, 王文浩
【申请人】太原科技大学
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年12月25日