一種穿孔轉軸本體零件的加工工藝的製作方法

2024-02-20 21:32:15

本發明涉及金屬機械加工技術領域，特別涉及一種穿孔轉軸本體零件的鍛造加工工藝。

背景技術：

如圖1A、1B和1C所示的一種穿孔轉軸本體的結構示意圖，穿孔轉軸本體零件是一種形狀特殊，底部呈圓弧狀，內部中空的異形零件。該零件在建築防震領域擁有較為廣泛的應用。目前該產品的主流生產工藝是採用鑄造的方式生產，採用這種工藝的缺點是：由於鑄造過程是一個由液相轉變為固相的相變過程，易於造成縮孔，縮松，夾雜物等鑄態缺陷；在金屬結晶過程中會不可避免地造成偏析，使得成形後組織內的化學成分分布不均勻；同時，由於在鑄造成形過程中不同部位的冷卻速度不同，其形成的晶粒尺寸大小相差較大，部分冷卻速度較慢的部位容易出現粗大晶粒，粗大晶粒的存在在一定程度上降低了零件的承載強度與使用可靠性。因此，為了提高穿孔轉軸本體零件的產品質量，需要對現行工藝進行調整，設計一種能夠提升零件可靠性與承載強度的新的加工工藝方法。

技術實現要素：

針對現有加工工藝中的問題，本發明提出一種新的穿孔轉軸本體零件的整體鍛造加工工藝，其可以使最終產品的晶粒更加細化，大幅提升產品的綜合強度與使用可靠性。

為實現本發明的目的，本發明的一種新的穿孔轉軸本體零件的加工工藝包括如下步驟：

S1，下料：取圓形棒料鋸切為待加工坯料；

S2，拋丸：將圓形鋼丸與菱角砂鋼丸按比例混合，使用拋丸機將坯料表面打毛，形成凹坑；

S3，表面塗層：將配比好的石墨液加溫到150℃-300℃，將經過拋丸的坯料置於其中浸泡1-3分鐘，晾乾；

S4，加熱：將完成表面塗層的坯料置於中頻感應爐中，加熱至850-1050℃；

S5，預鍛制坯：將上述加熱後的坯料置於預鍛模腔內預鍛制坯，成形中間形狀，所述的成形中間形狀是先對穿孔轉軸本體零件的兩端平面側緣及弧形底面預鍛初步成形；

S6，終鍛成形：將上述經預鍛制坯後的零件置於終鍛模腔中，在壓力機作用下終鍛成形；以及

S7，正火處理：將鍛件毛坯置於網帶爐中，加熱至750-850℃保溫1-2h，出爐空冷。

本發明的穿孔轉軸本體零件的整體鍛造加工工藝採用圓棒料整體鍛造成形，結合了圓形棒料預鍛制坯與終鍛成形，通過選擇適當的預成形形狀來控制金屬在鍛造過程中的流速與流向，從而解決了弧形底部與產品邊緣的缺陷問題；本工藝可以改善組織性能，形成沿工件外形分布的金屬流線，其使得零件產生各向異性即流向方向綜合性能得到較大的提高，從而保證了產品的應用可靠性。

附圖說明

通過下面結合附圖的詳細描述，本發明前述的和其他的目的、特徵和優點將變得顯而易見。其中：

圖1A為待加工的穿孔轉軸本體零件的主視圖；

圖1B為圖1A的穿孔轉軸本體零件的左視圖；

圖1C為圖1A的穿孔轉軸本體零件的俯視圖；

圖2為本發明的穿孔轉軸本體零件的加工工藝流程圖；

圖3所示為本發明的穿孔轉軸本體零件的加工工藝工件圖示；

圖4A為本發明的穿孔轉軸零件終鍛成形步驟中的反擠衝頭的主視圖；

圖4B為圖4A的反擠衝頭的左視圖；

圖4C為圖4A的反擠衝頭的俯視圖。

具體實施方式

鍛造是利用鍛壓機械對金屬坯料施加壓力，使其產生塑性變形以獲得具有一定機械性能、一定形狀和尺寸鍛件的加工方法，通過鍛造可以消除金屬在冶煉過程中產生的鑄態疏鬆等缺陷，優化微觀組織結構，同時由於保存了完整的金屬流線，因此鍛件的機械性能一般優於同樣材料的鑄件。本發明的待加工的穿孔轉軸類零件底部為圓弧結構，邊緣厚度不均等，鍛造此類零件時常出現底部難以充滿，邊緣高度差過大等問題。針對此穿孔轉軸本體零件的結構特徵，經過理論設計和反覆的加工驗證，本發明提供了一種基於圓棒坯料，對其進行直接鍛造的整體鍛造工藝。

參照圖2所示，本發明的一種新的穿孔轉軸本體零件的加工工藝包括如下步驟：

S1，下料：取圓形棒料鋸切為待加工坯料，參見圖3的(a)；

S2，拋丸：將圓形鋼丸與菱角砂鋼丸按適當比例混合，使用拋丸機將坯料表面打毛，形成凹坑；

S3，表面塗層：將配比好的石墨液加溫到150℃-300℃，將經過拋丸的坯料置於其中浸泡1-3分鐘，晾乾；

S4，加熱：將完成表面塗層的坯料置於中頻感應爐中，加熱至850-1050℃；

S5，預鍛制坯：將上述加熱後的坯料置於預鍛模腔內預鍛制坯，成形中間形狀，參見圖3的(b)所示的預成形制坯的主視圖及俯視圖，所述的中間形狀即預成形制坯是先對穿孔轉軸本體零件的兩端平面側緣及弧形底面預鍛初步成形；

S6，終鍛成形：將上述經預鍛制坯後的零件置於終鍛模腔中，在壓力機作用下終鍛成形，參見圖3中的(c)，終鍛成形步驟中的反擠衝頭的結構參見圖4A、4B及4C；以及

S7，正火處理：將鍛件毛坯置於網帶爐中，加熱至750-850℃保溫1-2h，出爐空冷。

本發明的穿孔轉軸本體零件的整體鍛造可以簡化工藝，實現圓底轉軸類零件的整體鍛造成形。本工藝能夠有效地消除傳統鑄造成形件存在的眾多鑄態缺陷，使得零件的強韌性得到了較好的配合由此提高了穿孔轉軸零件在抗震建築中服役的可靠性。另外，本產品的整體鍛造工藝過程中採用了圓形棒料預鍛制坯，然後進行終鍛成形的鍛造加工工藝，其整體變形量適當，成形效果良好，解決了普通一次鍛造成形及方形坯料成形困難等問題。

與現有工藝相比，本發明的工藝將原先的鑄造成形工藝改為採用圓棒料整體鍛造成形；結合了圓形棒料預鍛制坯與終鍛成形，通過選擇適當的預成形形狀來控制金屬在鍛造過程中的流速與流向，從而解決了弧形底部與產品邊緣的缺陷問題。本發明採用的整體鍛造工藝能夠消除原始棒料中存在的鑄態缺陷，改善組織性能。同時鍛造過程中會形成沿工件外形分布的金屬流線，其使得零件產生各向異性即流向方向綜合性能得到較大的提高，從而保證了產品的應用可靠性。另外本發明具有工序簡單，生產效率高，產品周期短等特點，提升了產品的整體競爭力。

本發明並不局限於所述的實施例，本領域的技術人員在不脫離本發明的精神即公開範圍內，仍可作一些修正或改變，故本發明的權利保護範圍以權利要求書限定的範圍為準。