非等截面开口式连接环成型工艺.pdf

本发明属于锻造技术领域。
    在用高强度圆环链作牵引传动构件中，非等截面开口式连接环一直是该传动构件中最薄弱元件。影响非等截面开口式连接环（以下简称连接环）强度的主要因素有：连接环几何形状、锻造成形工艺、材质及热处理工艺以及热处理后的强化工艺、紧固螺栓强度等级及防松措施等。长期以来，国内外一直在致力于提高连接环机械性能的研究，但文献及专利报导多集中于在连接环几何形状及结构改进和热处理后强化方法上。在我国，连接环成形工艺至今均是采用模锻工艺，其主要工艺流程：1.在冲压机或棒料剪断机上按模锻工艺要求将直径约为连接环节距P的0.9倍的棒料，按坯料总质量/连接环质量＝1.6倍剪成规定长度的坯料;2.加热坯料至锻造温度;3.把加热至锻造温度的坯料从加热炉中取出立于锻模模膛上或卧于模膛上且使棒料轴线与连接环X-X轴线平行，借助模锻锤或其他锻压机床打击成连接环形状，多余金属则形成飞边;4.冲裁内外飞边，即获得连接环如图5。该工艺方法主要缺点有：一、连接环导向头部（图5零件下部）材料纤维组织紊乱致使连接环受拉时破断强度值波动较大，且材料强度越高，波动越大，据统计约有20%左右的连接环因达不到MT71（与DIN22253、ISO1082等效）而报废。二、由于冲裁飞边造成材料损失及坯料长时间加热造成部分材料氧化而烧损，材料利用率约在0.6左右;三、冲裁飞边用的凸凹模在冲裁连接环内外侧飞边的同时常伴有刮削现象，导致在连接环分模面上产生与受力方向垂直的刮痕，从而造成应力集中降低了连接环破断强度和疲劳寿命;且冲裁用的凸凹模与锻模模膛存在尺寸及形位误差，造成冲裁后的连接环环体内侧与圆环链相接处起脊或啃伤环体现象，影响实际装配节距;四、为利于锻后连接环脱出模锻模膛，其柄部T面（见图5）需有出模斜度（一般为5-7°），严重地影响紧固螺栓的螺母防松效果。

    本发明的目的在于提供一种可用于连接高强度圆环链且为非等截面开口式连接环锻造成形新工艺。

    本发明工艺过程及方法如下：1.采用冲压机或金属带锯床精确下料，坯料质量等于或略大于连接环的质量（即连接环质量+加热时烧损量），棒料直径为连接环导向头部横截面积的1.2-1.5倍。2.将坯料快速加热至锻造温度;3.按连接环展开状把加热后的坯料沿轴线方向碾长，使其长度约等于连接环展开长度，而各断面面积等于连接环展开后各相应断面面积，获得如图1所示的预制坯;4.用预锻模将仍处于锻造温度的预制坯改制成如图2的预锻件，以便置入终锻模膛内，该终锻模膛内腔形状同连接环展开形成，如图3、4所示;5.在终锻模膛内，采用少无飞边锻造方法而获得连接环展开件;6.在成形模上煨弯，而获得非等截面开口式连接环。

    采用本发明锻造成形工艺所获得的非等截面开口式连接环具有以下优点，柄部T面平整、材料金属纤维组织形状与连接环形状相一致、材料利率约在0.95以上，环体内侧圆滑且与圆环链紧密贴合，破断强度及疲劳寿命达到并超过MT71的合格连接环，如图5。

    附图1    连接环展开状预制坯。

    附图2    改制后的预锻件。

    附图3    终锻后地连接环展开件仰视图。

    附图4    终锻后的连接环展开件正视图。

    附图5    连接环结构示意图。

    下面结合附图，介绍本发明的一个最佳实施例，即采用本发明工艺，锻造成形14×50连接环，（与连接环相接圆环链棒料直径为d＝14mm，节距P＝50mm）。

    14×50连接环一火煅成。棒料直径φ28～φ35，采用金属带锯下料，坯料质量0.6±0.01kg，快速加热（采用中频感应加热或电阻加热），将加热至锻造温度的坯料沿轴线方向碾成图1所示的预制坯，使预制坯长度等于图3、4所示的14×50连接环展开件的长度，而各断面面积亦分别与其相庆断面积相等，为便于将预制坯置入终锻模膛，在终锻成图3、4所示连接环展开件前先将预制坯通过预锻模改制成图2所示的预锻件，最后在闭式模膛内把预锻件终锻成连接环展开件（如图3、4）迅速将尚处在高温塑变区域的连接环展开件在成形模上煨成图5所示的连接环。