一種長條形鍛件消減殘餘應力工裝及工藝的製作方法

2023-06-15 04:28:31

本發明屬於專用工裝技術領域，特別涉及一種長條形鍛件消減殘餘應力工裝及工藝。

背景技術：

長條形鍛件在鍛造過程中各部位的變形情況不同，會導致其內部存在較大的殘餘應力，並且在隨後的固溶淬火過程中，加劇了這種殘餘應力的產生。傳統的鍛件採用冷壓縮變形的方法消減淬火殘餘應力，然而對於長條形鍛件分段冷變形消減殘餘應力不均勻，每次冷壓縮變形量均不一致，易造成鍛件在後續機加工過程中出現變形、翹曲、扭曲，甚至開裂等現象，嚴重影響鍛件的製備。

目前沒有一種用於解決上述長條形鍛件問題的工裝及工藝。因此，如何提供一種長條形鍛件消減殘餘應力工裝及工藝，以實現長條形鍛件殘餘應力的均勻消減，是目前本領域技術人員亟待解決的技術問題。

技術實現要素：

本發明提供了一種長條形鍛件消減殘餘應力工裝及工藝，以實現長條形鍛件殘餘應力的均勻消減。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種長條形鍛件消減殘餘應力工裝，應用於長條形鍛件，其特徵在於，包括上模、下模以及拉伸件；所述拉伸件可移動的設置在所述上模和所述下模上，且所述拉伸件上設置有夾持緊固所述長條形鍛件的夾持組件；所述下模上設置有用於支撐所述長條形鍛件的支撐件。

本方案還提供一種長條形鍛件消減殘餘應力工藝，應用上述權利要求1中的所述長條形鍛件消減殘餘應力工裝，所述工藝包括：

步驟A：將長條形鍛件消減殘餘應力工裝的所述上模和所述下模固定在壓力機上；

步驟B：所述長條形鍛件放置在所述支撐件上，並緊固夾持於所述拉伸件上；

步驟C：所述壓力機下壓所述上模並將力傳遞給所述拉伸件，對所述長條形鍛件進行拉伸。

優選地，在上述長條形鍛件消減殘餘應力工藝中，所述支撐件為輪子、凸塊或平板。

優選地，在上述長條形鍛件消減殘餘應力工藝中，所述支撐件為輪子或具有尖部的凸塊，所述支撐件與所述長條形鍛件為點接觸，且至少包括兩個接觸點。

優選地，在上述長條形鍛件消減殘餘應力工藝中，所述支撐件與所述長條形鍛件的接觸點為弧面。

優選地，在上述長條形鍛件消減殘餘應力工藝中，所述夾持組件上與所述長條形鍛件之間的接觸面為弧面。

優選地，在上述長條形鍛件消減殘餘應力工藝中，所述上模上與所述拉伸件上端的接觸面，以及，所述下模上與所述拉伸件下端的接觸面，在所述長條形鍛件延長方向上為漸擴段。

優選地，在上述長條形鍛件消減殘餘應力工藝中，所述支撐件與所述長條形鍛件的接觸點排布與所述長條形鍛件最終加工要求尺寸一致。

優選地，在上述長條形鍛件消減殘餘應力工藝中，所述長條形鍛件的表面具有一定弧度。

優選地，在上述長條形鍛件消減殘餘應力工藝中，所述長條形鍛件為長條形自由鍛件或模鍛件，且延長度方向上的截面均勻。

本發明所提供的一種長條形鍛件消減殘餘應力工裝及工藝，應用於長條形鍛件。本方案的工裝包括上模、下模以及拉伸件。拉伸件可移動的設置在上模和下模上，且拉伸件上設置有夾持緊固長條形鍛件的夾持組件。下模上設置有用於支撐長條形鍛件的支撐件。工藝流程即，將上模和下模固定在壓力機上，長條形鍛件放置在支撐件上並緊固夾持於拉伸件上，壓力機下壓上模並將力傳遞給拉伸件，對長條形鍛件進行拉伸。壓力機對長條形鍛件消減殘餘應力工裝施壓，拉伸件夾持長條形鍛件在長度方向上拉伸，在壓力機上一次性完成長條形鍛件的拉伸，最終實現長條形鍛件殘餘應力的均勻消減。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本方案所提供的一種長條形鍛件消減殘餘應力工藝的結構示意圖。

圖中：上模1、下模2、拉伸件3、長條形鍛件4、支撐件5。

具體實施方式

本發明的核心是提供一種長條形鍛件消減殘餘應力工裝及工藝，以實現長條形鍛件殘餘應力的均勻消減。

為了使本領域的技術人員更好地理解本發明提供的技術方案，下面將結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的詳細說明。

請參考圖1，本發明所提供的一種長條形鍛件消減殘餘應力工裝及工藝，應用於長條形鍛件。本方案的工裝包括上模1、下模2以及用於支撐長條形鍛件4的拉伸件3。拉伸件3可移動的設置在上模1和下模2上，且拉伸件3上設置有夾持緊固長條形鍛件4的夾持組件。下模2上設置有用於支撐長條形鍛件4的支撐件5。工藝流程即，將上模1和下模2固定在壓力機上，長條形鍛件4緊固夾持於拉伸件3上，壓力機下壓上模1並將力傳遞給拉伸件3，對長條形鍛件4進行拉伸。壓力機對長條形鍛件消減殘餘應力工裝施壓，拉伸件夾持長條形鍛件在長度方向上拉伸，在壓力機上一次性完成長條形鍛件的拉伸，最終實現長條形鍛件殘餘應力的均勻消減。

當然，拉伸件3還可以有其他形式起到夾持緊固效果的夾持組件，用於夾持緊固長條形鍛件4。

本發明還提供一種長條形鍛件消減殘餘應力工藝，應用了上述長條形鍛件消減殘餘應力工裝，本方案的工藝包括：步驟A：將長條形鍛件消減殘餘應力工裝的上模1和下模2固定在壓力機上；步驟B：長條形鍛件4放置在支撐件5上，並緊固夾持於拉伸件3上；步驟C：壓力機下壓上模1並將力傳遞給拉伸件3，對長條形鍛件4進行拉伸。本方案在同一壓力機上一次性完成長條形鍛件的拉伸，從而避免了傳統鍛件分段冷變形消減殘餘應力不均勻，每次冷壓縮變形量均不一致，以實現長條形鍛件殘餘應力均勻消減的目的。

進一步，支撐件5可為輪子、凸塊或平板等。凸塊和平板可以分好幾段分布設置在長條形鍛件4的長度方向上，也可採用一個整體支撐。採用至少兩個輪子或具有尖部的凸塊支撐長條形鍛件4，即接觸形式為點接觸。支撐件5與長條形鍛件4之間的接觸面或多個接觸點之間的連線可以為平直線/面或弧線/面。當接觸面為平面時，長條形鍛件消減殘餘應力工裝將長條形鍛件4平直拉伸。當接觸面為平直線或平直面時，長條形鍛件消減殘餘應力工裝將長條形鍛件4拉伸成弧形。此時，夾持組件上與長條形鍛件4之間的接觸面也可為弧線或弧面。根據長條形鍛件4可靈活變動支撐件5的形狀。上模1與拉伸件3之間的接觸面為傾斜面。

進一步，上模1上與拉伸件3上端的接觸面，以及，下模2上與拉伸件3下端的接觸面，在長條形鍛件4延長方向上為漸擴段。即在延長條形鍛件4的長度延伸方向上，上模1與下模2的截面積逐漸增加。具體例如圖1，上模1包括中間橫梁以及設置在中間橫梁兩端的具有傾斜面的三角端部，三角端部與拉伸件3的上端連接。下模2與拉伸件3的接觸面為上凸的弧形面。即在壓力機下壓上模1時，拉伸件3拉伸長條形鍛件4，拉伸件3相對於下模2向長度方向上移動，而上模1相對於下模2向長度相反方向上移動。

上模1和下模2的端部通過壓力機施壓，能夠拉伸長條形鍛件4消減殘餘應力。壓力機為水壓機或者油壓機。上模1與拉伸件3之間的接觸面均為傾斜面，即相對於圖1的水平和豎直方向來說具有一定角度。特別的，上模1可以包括中間橫梁以及設置在中間橫梁兩端的具有傾斜面的三角端部，三角端部與拉伸件3連接，上模1的三角端部與拉伸件3之間的接觸面即為所說傾斜面。不論是對支撐件排列的角度布置還是同時對三角端部的傾斜面設計，通過設計一定的角度，在壓力機下壓過程中能夠把壓力機的正壓力分解成夾持力和拉伸力。

在一種具體實施例中，使用時，將上模1固定在壓力機的衝壓塊上，將下模2固定在壓力機的工作檯上，其中，上模1與拉伸件3之間的接觸面為傾斜面，當衝壓塊帶動上模1在下壓過程中，拉伸件3會將壓力機的壓力分解成夾持力和拉伸力，拉伸件3把長條形鍛件4兩端夾持向兩端滑行，並且，可以通過該角度計算出上模1下壓距離與拉伸量之間的關係，控制的更加完善，從而實現了長條形鍛件殘餘應力的消減，整個過程穩定、均勻、可控，降低了成本並提高了生產效率。

支撐件5與長條形鍛件4的接觸點排布與長條形鍛件4最終加工要求尺寸一致，從而能夠達到長條形鍛件4一次成型。在拉伸過程中支撐件實現滾動摩擦，當支撐件的排布有一定角度或平直排布時，壓力機的正壓力被分解成拉力和夾持力，實現拉伸的目的。

長條形鍛件4的表面具有一定弧度，可以帶筋，有一定弧度或角度效果更好。在進行長條形鍛件消減殘餘應力工藝之前，長條形鍛件4的表面具有一定弧度能夠更好的減少長條形鍛件4的集中應力，能夠達到較高的工藝效果。長條形鍛件4為長條形自由鍛件或模鍛件，且延長度方向上的截面均勻。特別的，本發明適用於長條形鍛件4延長度方向上的截面均勻的自由鍛件或模鍛件，優選長度超過3米。自由鍛造所用工具和設備簡單，通用性好，成本低。同鑄造毛坯相比，自由鍛消除了縮孔、縮松、氣孔等缺陷，使毛坯具有更高的力學性能，鍛件形狀簡單，操作靈活。而模鍛件相對於自由鍛可以鍛出更多結構的產品，且可以控制產品的尺寸公差，減少車加工量。

本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本發明的方法及其核心思想。應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以對本發明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發明權利要求的保護範圍內。