大型滾輪或齒輪鍛件成形裝置及使用方法

2023-05-20 23:56:16

專利名稱：大型滾輪或齒輪鍛件成形裝置及使用方法
技術領域：
本發明屬於鍛造領域，具體地說就是一種大型滾輪或齒輪鍛件成形裝置及使用方法，它適用於大型滾輪或齒輪鍛件的工藝設計和製造過程。
背景技術：
現代工業設備的發展趨於大型化，大型設備零部件的加工工藝日益引起製造業的重視。大型滾輪直徑可達數米，重量達數噸，是部分特種車輛、輪船的重要部件。傳統上尺寸較小的滾輪鍛件一般採用整體模鍛方法一次成型，由於模鍛所需壓力很大，對於直徑達1米的滾輪，通常需要萬噸壓機才能夠充分成型，這大大提高了生產成本，因此整體模鍛方法很難應用於大型滾輪的成型過程中。一些企業採用將坯料鍛造成圓環狀，然後通過機械加工加工出輪緣之間的U形凹槽的方法。這種方法增加了鍛件的加工餘量，降低了材料利用率，延長了產品的生產周期， 造成了極大的浪費。此外，這種方法在機械加工的過程將切斷鍛件固有的纖維流線，影響產品的組織性能。還有企業採用將兩個輪緣分別進行鍛造，之後焊接為一體的方法。這樣製造出的滾輪可靠性遠不如直接鍛造成型的滾輪，在使用過程中沿焊縫附近開裂可能性很大。大型齒輪是製造冶金、礦山、採煤、石油和水泥等行業大型機電設備的重要傳動部件，廣泛應用於大型裝備製造業。齒輪鍛件的外形和鍛造方法與滾輪鍛件基本一致，區別在於如果製造齒輪，在對鍛件進行機械加工時需要將鍛件外緣加工出一圈輪齒，而如果製造滾輪則不需要此過程。

發明內容
本發明的目的在於提供一種大型滾輪或齒輪鍛件成形裝置及使用方法，該工藝操作簡便，能夠使用較小壓力的壓機使滾輪或齒輪成型，保證滾輪或齒輪鍛件的質量。採用該裝置及操作方法鍛造得到的滾輪或齒輪鍛件加工餘量均勻，各部分尺寸均能滿足零件要求。本發明的技術方案是一種大型滾輪或齒輪鍛件成形裝置，該成形裝置具有下砧，下砧設有內柱、外環形壁、有U形凸起的底座，內柱位於底座的中心，外環形壁位於底座的外周，底座上設有U形凸起，U形凸起位於內柱和外環形壁之間，U形凸起與坯料上的U形凹槽相對應。所述的大型滾輪或齒輪鍛件成形裝置，該成形裝置還具有360°環形上砧，環形坯料置於下砧內，環形坯料軸線與下砧的軸線重合，360°環形上砧套在內柱上，環形坯料上表面與360°環形上砧相接觸，環形坯料下表面與下砧內的U形凸起相接觸。所述的大型滾輪或齒輪鍛件成形裝置，該成形裝置還具有120°環形上砧，環形坯料置於下砧內，環形坯料軸線與下砧的軸線重合，120°環形上砧套在內柱上，環形坯料上表面與120°環形上砧相接觸，環形坯料下表面與下砧內的U形凸起相接觸。所述的大型滾輪或齒輪鍛件成形裝置，下砧尺寸設計公式(單位，mm)為
Rit= R1 零_ O 30)Ii2下=Ii2零+ (20 30)R3 下=R3 零 420 30)R4 下=R4 零+ 00 30)Ii1 下=2max(h2 零，h3 零)Hi1 零+(12 下 + (40 60)Ii2 下=Ii2 零零 + (20 30)Ii3 下=Ii3 零-Ii1 零 + (20 30)Cl1 下=150 250d2T=150 250rlT= r1#_(20 30)其中，滾輪或齒輪零件的尺寸代號含義如下R1 #代表中心孔的半徑，IW代表內輪緣外表面的半徑，Rg代表外輪緣內表面的半徑，R4#代表零件整體半徑，hi#代表兩輪緣間U形凹槽處零件的厚度，代表外輪緣高度，
代表內輪緣高度，代表兩輪緣間U形凹槽的圓角半徑，max(h2#, h3#)代表取112,和 Ii3 #兩者中的較大值；下砧的尺寸代號含義如下Rit代表下砧內柱的半徑，&〒代表下砧底座上U形凸起內表面的半徑，I 3T代表下砧底座上U形凸起外表面的半徑，R4t代表下砧外環形壁內壁的半徑，Ii1 τ代表下砧整體的高度，li2T代表下砧底座上U形凸起外側的高度，h3T代表下砧底座上U形凸起內側的高度， Cl1 τ代表下砧外環形壁的厚度，d2T代表下砧底座的厚度，τ代表下砧底座上U形凸起上表面圓角的半徑。所述的大型滾輪或齒輪鍛件成形裝置，下砧U形凸起的高度應大於零件中U形凹槽的深度。所述的大型滾輪或齒輪鍛件成形裝置，360°環形上砧尺寸設計公式(單位，mm) 為R1 上=Ii2零+30)Ii2 上=R3零 30)Ii1 上=!!!已叉！；！^零-!^零，h3零_h1#) + (200 300)r1±= r1#_(20 30)其中，R1上代表360°環形上砧中心孔的半徑，&上代表360°環形上砧的半徑，h1± 代表360°環形上砧的厚度，巧上代表360°環形上砧下表面圓角的半徑，max(h2#-h1#, h3 零-Ii1 #)代表取Ii2零-Ii1零和Ii3零-Ii1零兩者中的較大值。所述的大型滾輪或齒輪鍛件成形裝置，120°環形上砧尺寸設計公式(單位，mm) 為R3 上=Ii2 零+30)R4上=R3零 30)h2±= !!!已叉！；！^零-!^零，h3零-h1#) + (200 300)巧上=r1#_(20 30)α 上=120°
其中，代表120°環形上砧中心孔的半徑，R4±代表120°環形上砧的半徑，h2± 代表120°環形上砧的厚度，r2±代表120°環形上砧下表面圓角的半徑，α ±代表120°環形上砧兩側表面的角度，max(h2 零-Ii1零，h3零-比零 )代表取Ii2 # Λ零和Ii3 #-Ii1零兩者中的較大值。一種大型滾輪或齒輪鍛件成形裝置的使用方法，包括如下步驟(1)將鋼錠加熱到指定溫度，然後使用上平砧和下平砧將鋼錠拔長為圓柱體形狀的坯料；( 將坯料放置在鐓粗盤上，使用鐓粗帽將坯料鐓粗到指定高度，然後將坯料放置在漏盤上，在坯料中心使用空心衝子衝孔；C3)將環形坯料放在下砧內，使環形坯料軸線與下砧軸線重合，使用360°環形上砧下壓，壓下量為總壓下量的40% 70%;(4)使用120° 環形上砧分三次分別下壓坯料至步驟C3)完成後剩餘壓下量的55% 65%，每次下壓完成後將120°環形上砧繞軸線旋轉120°再進行下一次下壓，使三次下壓完成後坯料上形成一個完整的環狀U形凹槽；( 將坯料重新加熱後翻轉，使用120°環形上砧分三次分別下壓坯料至步驟C3)完成後剩餘壓下量的35% 45%，每次下壓完成後，將上砧繞軸線旋轉 120°再進行下一次下壓。所述的大型滾輪或齒輪鍛件成形裝置的使用方法，步驟(5)中第一次下壓應壓在步驟中最後一次下壓的對稱位置，步驟(5)中第二次下壓應壓在步驟中第二次下壓的對稱位置，步驟(5)中第三次下壓應壓在步驟中第一次下壓的對稱位置。所述的大型滾輪或齒輪鍛件成形裝置的使用方法，步驟(5)中的壓下量小於步驟 (4)中的壓下量，步驟(5)中的壓下量為步驟C3)完成後剩餘壓下量的55% 65%，步驟 (4)中的壓下量為步驟C3)完成後剩餘壓下量的35% 45%，以使上下面U形凹槽的深度一致，保證上下輪緣的對稱性。本發明中，大型滾輪或齒輪鍛件的規格尺寸為外徑> 500mm的滾輪或齒輪鍛件。本發明的有益效果是1、本發明確定了一種大型滾輪或齒輪鍛件成形裝置及使用方法，經模擬驗證，採用該方法生產滾輪或齒輪鍛件，所需壓機壓力小於採用整體模鍛方法的1/4，能夠有效節約生產成本，提高經濟效益。與將坯料鍛造成圓環狀再加工出U形凹槽的方法相比，可以減少滾輪或齒輪鍛件的加工餘量，提高材料利用率20%以上，大大降低了生產成本，縮短產品的生產周期。2、本發明建立的大型滾輪或齒輪鍛件成形裝置及使用方法適用於生產各種型號的大型滾輪、齒輪。生產新型號滾輪或齒輪鍛件時，根據鍛件圖紙即可設計出成形裝置和鍛造工藝，可大大減少設計時間，降低研製費用。


圖la-f為滾輪或齒輪鍛件鍛造流程示意圖，其中圖Ia為鋼錠形態示意圖。圖Ib為鋼錠拔長過程示意圖。圖Ic為坯料鐓粗過程示意圖。圖Id為坯料衝孔過程示意圖。圖Ie為使用360°環形上砧下壓過程示意圖。
圖If-I和圖lf-2為使用120°環形上砧分三次分別下壓的過程，圖lf_l為俯視圖，圖lf-2為沿軸線的P-P剖面圖。圖2為滾輪零件沿軸線的剖面圖。圖3為下砧沿軸線的剖面圖。圖4(a)_(b)為360°環形上砧的形狀示意圖。其中，圖4(a)為俯視圖；圖4(b)為沿軸線的M-M剖面圖。圖5(a)_(b)為120°環形上砧的形狀示意圖。其中，圖5(a)為俯視圖；圖5(b)為主視圖。圖6a為通過有限元模擬得到的實施例中步驟(3) (5)所需的壓力狀況。圖6b為成型後的鍛件(雙點劃線輪廓)與滾輪零件(黑色線輪廓)的比較。圖6c為通過有限元模擬得到的對比例所需的壓力狀況。圖中，1-鋼錠；2-坯料；3-上平砧；4-下平砧；5-鐓粗帽；6-鐓粗盤；7-漏盤； 8-衝子；9-360°環形上砧；10-下砧；11-120°環形上砧；12-內柱；13-外環形壁；14-底座；15-U形凸起。
具體實施例方式下面結合附圖及實施例詳述本發明，本發明中除角度以外，其他長度單位均為毫米。如圖1-5所示，本發明大型滾輪或齒輪鍛件成形裝置具有上平砧3、下平砧4、鐓粗帽5、鐓粗盤6、漏盤7、衝子8、360°環形上砧9、120°環形上砧11、下砧10，具體結構如下如圖lf-Ι、圖lf-2和圖3所示，下砧10設有內柱12、外環形壁13、有U形凸起15 的底座14，內柱12位於底座14的中心，外環形壁13位於底座14的外周，底座14上設有U 形凸起15，U形凸起15位於內柱12和外環形壁13之間，U形凸起15與坯料2上的U形凹槽相對應。下砧10的作用在於使坯料2上下同時變形，同時形成輪緣結構。U形凸起15的高度應大於零件圖中U形凹槽的深度，這樣可以保證鍛造完成後輪緣有足夠的高度，輪緣處充分成型，滿足零件加工的要求，同時減小坯料與下砧的接觸面積，減少鍛造所需壓力。如圖3所示，根據零件加工圖紙設計得到的下砧尺寸設計公式(單位，mm)為Rit= R1 零_ O 30)Ii2 下=Ii2 零 + (20 30)R3 下=R3 零 _ OO 30)R4 下=R4 零 + OO 30)Ii1 下=2max(h2 零，h3 零)Hi1 零+(12 下 + (40 60)Ii2 ^ = Ii2 零零 + (20 30)Ii3 下=Ii3 零零 + (20 30)Cl1 下=150 250d2T=150 250rlT= r1#_(20 30)其中，滾輪零件的尺寸代號含義如下R1 #代表中心孔的半徑，代表內輪緣外表面的半徑，民,代表外輪緣內表面的半徑，R4#代表零件整體半徑，hi#代表兩輪緣間U形凹槽處零件的厚度，代表外輪緣高度， 代表內輪緣高度，代表兩輪緣間U形凹槽的圓角半徑，max(h2#, h3#)代表取112,和 Ii3 #兩者中的較大值。下砧的尺寸代號含義如下Rit代表下砧內柱的半徑，&〒代表下砧底座上U形凸起內表面的半徑，I 3T代表下砧底座上U形凸起外表面的半徑，R4t代表下砧外環形壁內壁的半徑，Ii1 τ代表下砧整體的高度，li2T代表下砧底座上U形凸起外側的高度，h3T代表下砧底座上U形凸起內側的高度， Cl1 τ代表下砧外環形壁的厚度，d2T代表下砧底座的厚度，τ代表下砧底座上U形凸起上表面圓角的半徑。如圖Ie和圖4(a)-(b)所示，環形坯料2置於下砧10內，環形坯料軸線與下砧10 的軸線重合，360°環形上砧9套在內柱12上，環形坯料2上表面與360°環形上砧9相接觸，環形坯料2下表面與下砧10內的U形凸起15相接觸。360°環形上砧9用於將坯料2 鍛壓至壓下量為總壓下量的40% 70%，這樣坯料與下砧外環形壁13就會有較大接觸面積，在後續使用120°環形上砧鍛壓時，將有足夠的摩擦力以防止另一端翹起，以保證坯料的平整度。根據零件加工圖紙設計得到的360°環形上砧尺寸設計公式(單位，mm)為R1 上=Ii2零+30)Ii2 上=R3零 30)Ii1 上=!!!已叉！；！^零-!^零，h3零-h1#) + (200 300)巧上=r1#_(20 30)其中，R1上代表360°環形上砧中心孔的半徑，&上代表360°環形上砧的半徑，h1± 代表360°環形上砧的厚度，巧上代表360°環形上砧下表面圓角的半徑，max(h2#-h1#, h3 零-Ii1 #)代表取Ii2零-Ii1零和Ii3零-Ii1零兩者中的較大值。如圖If-I和圖5 (a)-(b)所示，環形坯料2置於下砧10內，環形坯料軸線與下砧 10的軸線重合，120°環形上砧11套在內柱12上，環形坯料2上表面與120°環形上砧11 相接觸，環形坯料2下表面與下砧10內的U形凸起15相接觸。120°環形上砧用於在坯料兩輪緣間通過三次下壓壓出一個360° U形凹槽，使用120°環形上砧可以使坯料局部變形，大大減少鍛造所需壓力。根據零件加工圖紙設計得到的120°環形上砧尺寸設計公式(單位，mm)為R3 上=Ii2 零+30)R4 上=R3 零 30)h2±= !!!已叉！；！^零-!^零，h3零-h1#) + (200 300)巧上=r1#_(20 30)α 上=120°其中，民上代表120°環形上砧中心孔的半徑，R4上代表120°環形上砧的半徑，h2± 代表120°環形上砧的厚度，r2±代表120°環形上砧下表面圓角的半徑，α ±代表120°環形上砧兩側表面的角度，max(h2 零-Ii1零，h3零-比零 )代表取Ii2 # Λ零和Ii3 #-Ii1零兩者中的較大值。大型滾輪或齒輪鍛件成形裝置的使用方法，整個鍛壓過程共五火(1)如附圖Iab所示，將鋼錠1加熱到指定溫度，然後使用上平砧3和下平砧4將鋼錠1拔長為圓柱體形狀的坯料2 ； (2)如附圖lc-d所示，將坯料2放置在鐓粗盤6上，使用鐓粗帽5將坯料2鐓粗到指定高度，然後將坯料2放置在漏盤7上，在坯料2中心使用上平砧3作用於空心衝子8 衝孔，形成環形坯料；C3)如附圖Ie所示，將環形坯料2放在下砧10內，使環形坯料軸線與下砧10的軸線重合，此時將坯料上表面，即與360°環形上砧9相接觸的面定義為A面，下表面即與下砧10相接觸的面定義為B面。使用360°環形上砧9下壓，壓下量為總壓下量的40% 70%，這樣坯料2與下砧10的外環形壁就會有較大接觸面積，在後續使用120° 環形上砧鍛壓時就會有足夠的摩擦力以防止另一端翹起，保證坯料的平整度；(4)如附圖 If-I和附圖lf-2所示，使A面向上，使用120°環形上砧11分三次分別下壓坯料2至步驟C3)完成後剩餘壓下量的55% 65%。如圖中所示第一次將120°環形上砧11放在位置1進行下壓，之後將其繞軸線旋轉120°至位置2處進行第二次下壓，再將其繞軸線旋轉 120°至位置3處進行第三次下壓，使三次下壓完成後坯料2上形成一個完整的環狀U形凹槽；( 將坯料加熱後翻轉，使B面向上，放在下砧10內，使環形坯料軸線與下砧10的軸線重合。使用120°環形上砧11分三次分別下壓坯料至步驟C3)完成後剩餘壓下量的35% 45% (此時完成剩餘壓下量)，每次下壓完成後將120°環形上砧11繞軸線旋轉120°再進行下一次下壓，使三次下壓完成後在坯料2上形成一個完整的環狀U形凹槽。步驟(5)中第一次下壓應壓在步驟(4)中最後一次下壓處，即位置3的對稱位置，步驟(5)中第二次下壓應壓在步驟(4)中第二次下壓處，即位置2的對稱位置，步驟(5)中第三次下壓應壓在步驟中第一次下壓處，即位置1的對稱位置。由於使用120°環形上砧導致坯料局部變形，步驟(4)結束後坯料上表面輪緣高度將高於下表面，通過控制步驟( 的壓下量以使坯料上下面U形凹槽的深度一致，保證上下輪緣的對稱性。在步驟(5)中同樣存在局部變形因素，因此步驟(5)中的壓下量應小於步驟⑷中的壓下量。實施例本實施例的鍛造零件為某型號滾輪鍛件，滾輪直徑為1200mm，中心孔直徑為沈5讓，材質為42CrMo，鍛件重約2噸，坯料加熱溫度為1200°C，整個鍛造過程在3200噸水壓機上進行。步驟C3)進行前，坯料2尺寸為中心孔直徑175mm，外直徑550mm，高310mm。 步驟C3)使用360°環形上砧下壓的壓下量為110mm，下壓完成後上砧與下砧U形凸起表面的間距為200mm，完成後坯料與下砧充分接觸，可以防止在使用120°環形上砧下壓時坯料另一端翹起。步驟(4)使用120°環形上砧分三次下壓的壓下量均為40mm，下壓完成後上砧與下砧U形凸起表面的間距為160mm。步驟(5)使用120°環形上砧分三次下壓的壓下量均為30mm，下壓完成後上砧與下砧U形凸起表面的間距為130mm。對步驟(3) (5)的過程進行有限元模擬，圖6a為模擬得到的各步驟所需壓力狀況，第1個峰值為步驟(3)完成時所需壓力，第2、3、4個峰值為步驟(4)中每一次下壓完成時所需壓力，第5、6、7個峰值為步驟(5)中每一次下壓完成時所需壓力。由圖中可見，3200噸水壓機完全滿足鍛造工藝的要求。與將坯料鍛造成圓環狀再加工出U形凹槽的方法所需坯料體積相比較，使用本實施例中的方法可節約用料20%，對於U形凹槽更深的滾輪零件，節約用料的比例會更高。圖 6b為成型後的鍛件(雙點劃線輪廓)與滾輪零件(黑色輪廓線)的比較，由圖可見工藝完成後，鍛件充型完整，整個鍛件加工餘量均勻，各部分尺寸均滿足零件加工要求。對比例
本對比例使用傳統整體模鍛方法鍛造，其它條件與實施例均相同。圖6c為模擬得到的壓力狀況，由圖可見所需壓機壓力為60000噸，遠遠大於實施例所需壓機壓力3200噸， 即使在鍛造過程中增加火次，所需壓力也將大於10000噸，這證明採用本發明中的方法，可以使用較小壓機鍛造大型滾輪，能夠有效節約生產成本，提高經濟效益。本發明裝置和使用方法同樣適用於齒輪鍛件成形，齒輪鍛件的外形和鍛造方法與滾輪鍛件基本一致，區別在於如果製造齒輪，在對鍛件進行機械加工時需要將鍛件外緣加工出一圈輪齒，而如果製造滾輪則不需要此過程。結果表明，本發明建立的大型滾輪或齒輪鍛件成形裝置及使用方法適用於生產直徑較大，難以使用傳統模鍛工藝生產的大型滾輪或齒輪鍛件。採用本方法生產大型滾輪或齒輪鍛件，能夠大大減小鍛造所需壓力，很好地控制鍛件的外形尺寸，減少滾輪或齒輪鍛件的加工餘量，提高材料利用率，縮短產品的生產周期。
權利要求
1.一種大型滾輪或齒輪鍛件成形裝置，其特徵在於，該成形裝置具有下砧，下砧設有內柱、外環形壁、有U形凸起的底座，內柱位於底座的中心，外環形壁位於底座的外周，底座上設有U形凸起，U形凸起位於內柱和外環形壁之間，U形凸起與坯料上的U形凹槽相對應。
2.按照權利要求1所述的大型滾輪或齒輪鍛件成形裝置，其特徵在於，該成形裝置還具有360°環形上砧，環形坯料置於下砧內，環形坯料軸線與下砧的軸線重合，360°環形上砧套在內柱上，環形坯料上表面與360°環形上砧相接觸，環形坯料下表面與下砧內的U形凸起相接觸。
3.按照權利要求1所述的大型滾輪或齒輪鍛件成形裝置，其特徵在於，該成形裝置還具有120°環形上砧，環形坯料置於下砧內，環形坯料軸線與下砧的軸線重合，120°環形上砧套在內柱上，環形坯料上表面與120°環形上砧相接觸，環形坯料下表面與下砧內的U形凸起相接觸。
4.按照權利要求1所述的大型滾輪或齒輪鍛件成形裝置，其特徵在於，下砧尺寸設計公式(單位，mm)為隊下=隊零-OO 30) &下=&零 + (20 30) 民下=R3零— CO 30) 禮下=R4零+ 00 30)Ii1 下=2max(h2 零，h3 零)_h1#+d2 下+ (40 60)1 下=+ 30)h3 下=Ii3 零 _h1# + (20 30)Cl1 下=150 2504下=150 250rlT= r1#-(20 30)其中，滾輪或齒輪零件的尺寸代號含義如下代表中心孔的半徑，IW代表內輪緣外表面的半徑，Rg代表外輪緣內表面的半徑， R4#代表零件整體半徑，Ii1 #代表兩輪緣間U形凹槽處零件的厚度，h2#代表外輪緣高度， 代表內輪緣高度，巧·代表兩輪緣間U形凹槽的圓角半徑，max(h2#, h3#)代表取和hg 兩者中的較大值；下砧的尺寸代號含義如下Rit代表下砧內柱的半徑，&〒代表下砧底座上U形凸起內表面的半徑，I 3T代表下砧底座上U形凸起外表面的半徑，R4t代表下砧外環形壁內壁的半徑，Ii1 τ代表下砧整體的高度， li2T代表下砧底座上U形凸起外側的高度，h3T代表下砧底座上U形凸起內側的高度，Cl1 τ代表下砧外環形壁的厚度，d2T代表下砧底座的厚度，rlT代表下砧底座上U形凸起上表面圓角的半徑。
5.按照權利要求4所述的大型滾輪或齒輪鍛件成形裝置，其特徵在於，下砧U形凸起的高度大於零件中U形凹槽的深度。
6.按照權利要求2所述的大型滾輪或齒輪鍛件成形裝置，其特徵在於，360°環形上砧尺寸設計公式(單位，mm)為R1 上=R2零 + 00 30)&上=R3零-OO 30)Ii1 上=max(h2零h3零_h1#) + (200 300)巧上=Tim-(20 30)其中，R1上代表360°環形上砧中心孔的半徑，&上代表360°環形上砧的半徑，Ii1上代表 360°環形上砧的厚度，巧上代表360°環形上砧下表面圓角的半徑，max(h2#-h1#, Ii3零-Ill 零)代表取Ii2^h1零和Ii3^h1零兩者中的較大值。
7.按照權利要求3所述的大型滾輪或齒輪鍛件成形裝置，其特徵在於，120°環形上砧尺寸設計公式(單位，mm)為R3 上=&零 + 00 30)R4 上=R3 零-OO 30)Ii2上=max(h2零h3零_h1#) + (200 300)r2 上=r1#-(20 30)α 上=120°其中，R3±代表120°環形上砧中心孔的半徑，R4±代表120°環形上砧的半徑，h2±代表 120°環形上砧的厚度，r2±代表120°環形上砧下表面圓角的半徑，α上代表120°環形上砧兩側表面的角度，max (h2零-Ii1零，t!3零-Ill零)代表取Il2零-Ill零和Il3零-Ill零兩者中的較大值。
8.—種權利要求1所述的大型滾輪或齒輪鍛件成形裝置的使用方法，其特徵在於，包括如下步驟(1)將鋼錠加熱到指定溫度，然後使用上平砧和下平砧將鋼錠拔長為圓柱體形狀的坯料；( 將坯料放置在鐓粗盤上，使用鐓粗帽將坯料鐓粗到指定高度，然後將坯料放置在漏盤上，在坯料中心使用空心衝子衝孔；C3)將環形坯料放在下砧內，使環形坯料軸線與下砧軸線重合，使用360°環形上砧下壓，壓下量為總壓下量的40% 70%;(4)使用120°環形上砧分三次分別下壓坯料至步驟C3)完成後剩餘壓下量的55% 65%，每次下壓完成後將 120°環形上砧繞軸線旋轉120°再進行下一次下壓，使三次下壓完成後坯料上形成一個完整的環狀U形凹槽；( 將坯料重新加熱後翻轉，使用120°環形上砧分三次分別下壓坯料至步驟C3)完成後剩餘壓下量的35% 45%，每次下壓完成後，將上砧繞軸線旋轉120°再進行下一次下壓。
9.按照權利要求8所述的大型滾輪或齒輪鍛件成形裝置的使用方法，其特徵在於，步驟(5)中第一次下壓應壓在步驟中最後一次下壓的對稱位置，步驟(5)中第二次下壓應壓在步驟中第二次下壓的對稱位置，步驟(5)中第三次下壓應壓在步驟中第一次下壓的對稱位置。
10.按照權利要求8所述的大型滾輪或齒輪鍛件成形裝置的使用方法，其特徵在於，步驟(5)中的壓下量小於步驟中的壓下量，步驟(5)中的壓下量為步驟C3)完成後剩餘壓下量的55% 65%，步驟(4)中的壓下量為步驟C3)完成後剩餘壓下量的35% 45%， 以使上下面U形凹槽的深度一致，保證上下輪緣的對稱性。
全文摘要
本發明屬於鍛造領域，具體地說就是一種滾輪或齒輪鍛件成形裝置及使用方法，它適用於各種型號大型滾輪或齒輪鍛件成形的工藝設計和製造過程。本發明設計了360°環形上砧、120°環形上砧以及有內柱、外環形壁和U形凸起的底座結構的下砧，根據零件圖紙，應用本發明中給出的尺寸設計公式，即可設計出與該零件相對應的模具及各種模具的配合使用方法。本發明建立的大型滾輪或齒輪鍛件成形裝置及使用方法適用於生產直徑較大，難以使用傳統模鍛工藝生產的大型滾輪或齒輪鍛件。採用本方法生產大型滾輪或齒輪鍛件，能夠大大減小鍛造所需壓力，很好地控制鍛件的外形尺寸，減少滾輪或齒輪鍛件的加工餘量，提高材料利用率，縮短產品的生產周期。
文檔編號B21J13/06GK102172767SQ20101060430
公開日2011年9月7日 申請日期2010年12月23日 優先權日2010年12月23日
發明者孫明月, 徐斌, 李殿中 申請人:中國科學院金屬研究所