一种大型铝合金锥形环件锻造成型方法 【技术领域】
本发明涉及锻造加工领域， 更具体的说， 涉及一种大型铝合金锥形环件锻造成型方法。 背景技术 传统生产铝合金锥形环件主要靠以下两种方式， 第一种为模锻方法 ： 通过制造与 锻件尺寸接近的模具， 在大型液压机上热模锻成形。第二种为锻造直环方法 ： 锻造生产出 上、 下端面内、 外径一致的直环， 通过在机械加工方法得到相应的锥环尺寸。
在对现有技术的研究和实践过程中， 本发明的发明人发现现有技术存在以下问 题：
对于模锻方法来说， 其更适用于批量较大的小型锥形环件， 对于外径大于 1200mm 的大型锻件， 模具成本非常高且需要 4.5 万吨以上液压机， 现国内没有相应的装备。对于锻 造直环方法来说， 直环扩孔配合机加工方式生产， 一方面存在圆铸棒料尺寸要求大， 铸锭内 部组织质量难控制。另一方面机械加工成形使内部组织流线的连续性遭到破坏， 且材料利 用率低。
因此， 如何提供一种能够解决上述问题的锻造方法， 成为目前最需要解决的问题。
发明内容 有鉴于此， 本发明的设计目的在于， 提供一种大型铝合金锥形环件锻造成型方法， 以降低制造成本， 提高材料利用率， 并且保证锥形环件的内部组织不会被破坏。
本发明实施例是这样实现的 ：
一种大型铝合金锥形环件锻造成型方法， 包括 ：
铸锭加热 ： 将大规格铸锭加热到合适的锻造温度 ；
锻造 ： 在液压机上将所述铸锭进行多次压缩与抻拉 ；
镦成椎体 ： 利用上平砧和下平砧将所述铸锭反复镦粗， 以使所述铸锭形成椎体 ；
冲孔 ： 采用锥形冲头在所述椎体上冲中心孔以形成锥环 ；
机加工 ： 对所述锥环进行机加工整形处理， 以使所述锥环的内表面和外表面的斜 度保持一致 ；
扩孔 ： 通过马架将芯棒支撑起来， 利用所述芯棒顶住所述锥环的内表面， 利用所述 上平砧对所述锥环的外表面进行压制， 以扩大所述锥环的内孔。
优选地， 在上述的大型铝合金锥形环件锻造成型方法中， 在所述锻造的步骤中， 将 所述铸锭进行两次压缩与抻拉的操作。
优选地， 在上述的大型铝合金锥形环件锻造成型方法中， 在所述镦成椎体的步骤 中， 保证所述上平砧的温度高于所述下平砧的温度。
优选地， 在上述的大型铝合金锥形环件锻造成型方法中， 所述上平砧的温度具体 在 400-450 摄氏度之内， 下平砧为室温。
优选地， 在上述的大型铝合金锥形环件锻造成型方法中， 在所述镦成椎体的步骤 之前， 预先对所述上平砧和所述铸锭相接触的表面抹油。
优选地， 在上述的大型铝合金锥形环件锻造成型方法中， 在每次镦粗后均需对所 述上平砧和所述铸锭相接触的表面抹油。
与现有技术相比， 本实施例提供的技术方案具有以下优点和特点 ：
在本发明提供的方案中， 通过对铸锭进行锻造， 以使其锻造组织变成锻造组织， 以 使其内部组织不会被破坏 ； 并且， 利用现有的小吨位液压机、 小规格原材料和简单的自由锻 造方法， 就能够生产大型铝合金锥形环件， 所以相对于现有技术本发明具有成本低的优势 ； 而且， 在整个制造工艺中， 没有浪费任何的材料， 所以材料利用率高。 因此， 本发明提供的方 法具有成本低， 材料利用率高， 并且能够保证锥形环件的内部组织不会被破坏等优点。 附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案， 下面将对实施例或现有技术 描述中所需要使用的附图作简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本发明的 一些实施例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下， 还可以根据这 些附图获得其他的附图。
图 1 为本发明所提供的大型铝合金锥形环件锻造成型方法的流程图 ； 图 2 为本发明所提供的椎体的示意图 ； 图 3 为本发明所提供的冲孔的示意图 ； 图 4 为本发明所提供的机加工后的示意图 ； 图 5 为本发明所提供的椎体扩孔的示意图。具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完 整地描述， 显然， 所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例， 都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种大型铝合金锥形环件锻造成型方法， 主要包括 ： 铸锭加 热、 锻造、 镦成椎体、 冲孔、 机加工和扩孔。 上述大型铝合金锥形环件锻造成型方法具有成本 低， 材料利用率高， 并且能够保证锥形环件的内部组织不会被破坏等优点。
由于上述大型铝合金锥形环件锻造成型方法的具体实现存在多种方式， 下面通过 具体实施例进行详细说明 ：
图 1 所示的为一种大型铝合金锥形环件锻造成型方法的流程图， 图 2 所示的为椎 体示意图， 图 3 所示的为冲孔的示意图， 图 4 所示的为机加工后的示意图， 图 5 为椎体扩孔 的示意图。
请参见图 1 至图 5 所示， 一种大型铝合金锥形环件锻造成型方法， 包括以下步骤 ：
步骤 S11、 铸锭加热 ： 将大规格铸锭加热到合适的锻造温度 ；
步骤 S12、 锻造 ： 在液压机上将所述铸锭进行多次压缩与抻拉 ；
其中， 优选的方案为将铸锭进行两次压缩与抻拉的操作。步骤 S13、 镦成椎体 1 ： 利用上平砧 6 和下平砧将所述铸锭反复镦粗， 以使所述铸锭 形成椎体 1 ；
其中， 如果为了达到更好的效果， 在利用上平砧 6 和下平砧将所述铸锭反复镦粗 的过程中， 需要保证上平砧 6 的温度要高于下平砧的温度， 而且， 最好使上平砧的温度在 400-450 摄氏度范围内， 下平砧为室温。 另外， 预先对上平砧 6 和铸锭相接触的表面抹油， 并 且在每次镦粗后均需抹油。在将铸锭镦粗的过程中， 由于上平砧 6 的温度高， 且上平砧 6 和 铸锭之间抹油， 所以摩擦力相对较小， 以使铸锭上表面的金属向四周的流动速度快 ； 下平砧 相对于上平砧温度较低， 而且下平砧和铸锭之间并没有抹油， 所以摩擦力相对较大， 从而使 铸锭下表面的金属向四周的流动速度慢， 所以， 在反复对铸锭镦粗的过程中， 可以使铸锭形 成椎体。
步骤 S14、 冲孔 ： 采用锥形冲头 2 在所述椎体 1 上冲中心孔以形成锥环 3 ；
其中， 在冲孔的过程中， 椎体 3 的斜度增大， 而且中心的材料会向周围聚集。
步骤 S15、 机加工 ： 对所述锥环 3 进行机加工整形处理， 以使所述锥环 3 的内表面 和外表面的斜度保持一致 ；
其中， 在步骤 S14 的冲孔以后， 锥环 3 的外形并不是规则的锥形， 所以需要机加工 对锥环进行整形， 去除连皮， 使锥环 3 的内表面和外表面的斜度保持一致。
步骤 S16、 扩孔 ： 通过马架 5 将芯棒 4 支撑起来， 利用所述芯棒 4 顶住所述锥环 3 的 内表面， 利用所述上平砧 6 对所述锥环 3 的外表面进行压制， 以扩大所述锥环 3 的内孔 ；
其中， 采用马架 5 和芯棒 4 进行扩孔， 在扩孔时， 需调整好两个马架 5 的间距， 以及 芯棒 4 的尺寸。还要保证锥环 3 的母线方向始终与芯棒 4 平行， 将锥环 3 摆正， 控制每次压 下量， 确保外形尺寸和斜度。
在图 1 至图 5 所示的实施例中， 通过对铸锭进行锻造， 以使其锻造组织变成锻造组 织， 以使其内部组织不会被破坏 ； 并且， 利用现有的小吨位液压机、 小规格原材料和简单的 自由锻造方法， 就能够生产大型铝合金锥形环件， 所以相对于现有技术本发明具有成本低 的优势 ； 而且， 在整个制造工艺中， 没有浪费任何的材料， 所以材料利用率高。因此， 本发明 提供的方法具有成本低， 材料利用率高， 并且能够保证锥形环件的内部组织不会被破坏等 优点。
需要说明的是， 图 1 至图 5 所示的实施例只是本实用新型所介绍的优选实施例， 本 领域技术人员在此基础上， 完全可以设计出更多的实施例， 因此不在此处赘述。
对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的， 本文中 所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下， 在其它实施例中实现。因 此， 本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例， 而是要符合与本文所公开的原理和新 颖特点相一致的最宽的范围。