楔横轧工艺模具 【技术领域】
本发明涉及机械制造技术领域， 特别是一种在楔横轧工艺技术中用于制造细长轴的模具。 背景技术 楔横轧技术是一种先进生产工艺， 这种工艺是将坯料在两个相同的做相向直线 运动的平板楔型模具之间或在两个相同的做同向旋转运动圆弧楔形模具之间进行横向轧 制的加工， 这种加工工艺不仅获得产品尺寸精度高， 产品质量好， 而且还具有高效低耗的特 点， 常用于轴类零件批量生产线中。 楔横轧技术的关键是在楔横轧工艺模具， 现有技术中的 这种模具如在 “军工先进制造技术与工程化网” （http://www.diamt.net.cn/xjzzjs/gjjs/ process/pf/pf-33.pdf） 上公开的 《楔横轧技术在连杆模锻生产线上的应用》 一文， 这一种 工艺的模具是用于装在一对转向相反， 转动同步的辊体上用的模具， 在两个辊体上用的模 具相同， 这种模具具有基内表面与辊体外表面相吻合的圆柱面的基体部分， 这个基体部分 往往是部分圆环体的结构形状， 在基体部分的外表面设有凸起的成型部， 所述的成型部围 绕在基体部的上面， 成型部的起始端为尖端， 沿起始端向后是逐渐增宽的部分， 这个凸起的 成型部在沿辊体轴线方向增宽的同时， 其凸起的高度也在逐渐增高， 这个成形部从起始端 到终止端分为楔入段， 展宽段和整齐段 ； 在楔入段， 成型部两侧面向内凸起的倾角为 α， 楔 入段的顶端是两侧面交会的从起始端向后向上升起的弧线 ； 在展宽段， 成型部的侧面仍与 楔入段的侧面相衔接， 其倾角为仍为 α ； 在整齐段， 凸起部的顶端是矩形的弧形面， 这种模 具是典型的楔横轧工艺模具。
但是， 这种工艺的使用有局限性， 在轧制过程中， 内部可能出现疏松、 开裂甚至空 洞， 当轴件断面收缩率达到或接近 75% 时， 便容易产生内部空心的现象， 本申请人在轧制断 面收缩率为 74.2% 时， 其废品率竟高达 5% 左右， 断面收缩率不能超过 75% 已经是这个行业 的工艺极限， 在机械工业出版社出版的 《实用锻压技术手册》 （出版日期为 2003 年 9 月 1 日， 出版号为 ISBN ： 7111117948） 第十一章楔横轧制介绍技术方案中， 当坯料的压缩比 δ ≧ 2 （轧制前后的直径比） 时 （即断面收缩率 γ ≦ 75%） 为防止杆部空心、 拉断和缩径， 可采用二 道次轧制。但是这种二次轧制不适于细长件的轧制， 细长件在这种情况下采用二道轧制内 部仍会发生疏松、 开裂和空洞。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种细长轴变形缩径率高的楔横轧工艺模具。
为了解决上述技术问题， 本发明所采用的技术方案是 ： 这种楔横轧工艺模具， 具 有基体部分和在该基体部分的外表面凸起的成型部分， 所述成型部具有楔入段， 展宽段和 整齐段， 所述成型部在楔入段和展宽段之间还有楔入缓冲段， 该段的外侧面由下外侧面 和与该下外侧面连接的上外侧面构成， 其下外侧面是所述楔入段外侧面延续的部分， 该 下外侧面的内倾角是 A1， 30° ≤ A1 ≤ 45°， 所述楔入缓冲段的上外侧面的内倾角是 A2，12°≤ A2 ≤ 17°， 所述楔入缓冲段的顶端是由两个内倾的上外侧面接合的部分 ； 所述展宽 段和所述整齐段的外侧面都是由上外侧面和下外侧面连接构成， 它们的上外侧面都是所述 楔入缓冲段上外侧面延续的部分， 它们的下外侧面都是所述楔入段外侧面延续的部分 上述技术方案中， 更具体的方案可以是 ： 所述成型部的展开角是 W， 9°≤ B ≤ 12° ； 上 述方案中各参数的值最好是所述楔入段侧面的内倾角 A1 是 30°， 所述楔入缓冲段侧面的 内倾角 A2 是 15°， 所述成型部的展开角 W 是 9°。
上述技术方案的各种组成形式中， 所述基体部可以是圆环体也可以平是板体， 在 这些基体部上一般设有与轧制机械连接的安装孔， 所述的基体部及其上的成型部可以是一 个整体， 也可以是多段分体接合构成。
由于采用了上述技术方案， 本发明与现有技术相比， 具有的有益效果是 ： 1、 有效解决细长轴轧制过程中杆部产生空心的质量问题， 废品率极大降低。以本申 请人所生产的微型汽车的两种半轴为例， 这两种半轴其断面收缩率一种是 75% 另一种是 74.2% 从采用本实施新型方案前的废品率是 5%， 采用了本发明的方案后的废品率均降低到 0.2% 以下 ； 2、 减小工件轧制过程的应力后， 模具受到的反作用力亦减小， 模具凸出的成型部的型 面磨损随之减小， 模具寿命相应延长 30%。 附图说明
图 1 是本发明实施例工作原理示意图 ； 图 2 是本发明实施例展开结构示意图 ； 图 3 是图 2 中 F-F 处的剖视图 ； 图 4 是图 3 中 K 处的局部放大视图 ； 图 5 是图 2 中 G-G 处的剖视图 ； 图 6 是图 5 中 M 处的局部放大视图 ； 图 7 是图 2 中 H-H 处的剖视图 ； 图 8 是图 7 中 N 处的局部放大视图 ； 图 9 是图 2 中 I-I 处的剖视图 ； 图 10 是图 9 中 O 处的局部放大视图。具体实施方式
以下结合附图实例， 对本发明作进一步详述 ： 实施例 1 ： 图 1 所示的本楔横轧工艺模具， 在使用时共有两副完全相同的部分， 其中的一副装在 轧辊 1 上， 这一副模具由块 2、 块 3、 块 4、 和块 5 共四个部分通过螺钉装在轧辊 1 上接合构 成， 块 2、 块 3、 块 4 和块 5 都有一个圆环体中的一段的基体部， 在基体部上凸起有成型部。
块 2、 块 3、 块 4 和块 5 的展开结构如图 2 所示， 每一块的上面均设有用于与轧制设 备连接的螺钉孔， 其展开角 W 为 9°。
在块 2 中的 L1 段的部分为楔入段， 这一段与现有技术的楔入段相同， 其成型部两 外侧面的内倾角 A1 为 45°， 其剖面结构如图 3、 图 4 所示。在块 2 中的 L2 段的部分为楔入缓冲段， 这一段的两个外侧面具有下外侧面和与之 连接的上外侧面， 其中下外侧面是楔入段外侧面延续的部分， 其内倾角 A1 为 45°， 楔入缓 冲段的上外侧面的内倾角 A2 为 17°， 其剖面结构如图 5、 图 6 所示。
在块 2 的后段， 块 3 块 4 和块 5 的前段中的 L3 部分为展宽段， 展宽段的外侧面也 是由上外侧面和下外侧面连接构成， 它的上外侧面是楔入缓冲段的上外侧面延续的部分， 其内倾角 A2 为 17°， 它的下外侧面是楔入段外侧面延续的部分， 其内倾角 A1 为 45°， 其剖 面结构如图 7、 图 8 所示。
在块 5 中的 L4 部分为整齐段， 整齐段的外侧面也是由上外侧面和下外侧面连接构 成， 它的上外侧面是楔入缓冲段的上外侧面延续的部分， 其内倾角 A2 为 17°， 它的下外侧 面是楔入段外侧面延续的部分， 其内倾角 A1 为 45°， 其剖面结构如图 9、 图 10 所示。
申请人经试验， 用现有技术将直径为 60 的坯料轧制成直径为 30 毫米， 长度为 410 毫米段加直径为 40 毫米， 长度为 170 毫米段的细长轴时， 有超过 20% 的制成品， 其轴内出现 疏松、 开裂或空洞 ； 而采用本实施例的技术方案后， 即可克服上述现象， 甚至当本发明磨损 到上述内倾角 A1 为 30°， A2 取为 12°度时， 仍然可以保持芯部不出现疏松、 开裂甚至空洞 现象。
在另外一个实施例中， 除展开角为 12°， 其它部分与上述实施例相同的模具， 将直 径为 65 的坯料轧制成直径为 33 毫米， 长度为 460 毫米段加直径为 42 毫米， 长度为 202 毫 米段的细长轴时， 仍然可以获得相同的技术效果。