一种异形回转环形锻件近净成型制造方法及制造系统与流程

1.本发明涉及异形回转环形锻件加工技术领域，尤其涉及一种异形回转环形锻件近净成型制造方法及制造系统。


背景技术：

2.现有的异形回转环形锻件设计加工时，尤其是锻件在热处理或者辗环的过程中，大都是按照最大矩形截面进行设计提出加工方法。这样的加工方法往往造成原材料的投入大，后期加工需要去除的材料多，造成很大浪费。尤其是大批量的异形回转环形锻件的加工工艺急需革新。
3.异形回转环形锻件如工程车用引导轮，其市场需求量非常大，需要大批量生产，但是现有的生产工艺难以将坯料直接加工成近似于成品的形状，即难以将内外径台阶锻出形状，或者锻出的形状与成品的形状相差较大，导致后续加工需要去除的材料较多，加工余量较大。
4.现有生产工艺存在以下问题：1、材料利用率低，更多的材料是要通过机加工去除，成本相对较高。2、材料增加，天然气加热相应成本提高，而且后边机加工使用刀具及电费都相应增加。3、因为是毛坯热处理，热处理费用也高。4、两火成型，效率低。
5.因此，目前需要研发出一种新型的异形回转环形锻件近净成型制造方法及制造系统，以克服和改善上述现有技术中的一个或多个缺点，或者至少提出一种有效的可选方法来解决上述问题。


技术实现要素：

6.针对上述的不足，本发明提供了一种异形回转环形锻件近净成型制造方法及制造系统。本发明提供的异形回转环形锻件近净成型制造方法及制造系统,可以大大提高材料利用率，同时加热环节也降低了成本，加工刀具及电费也大大降低，效率提高。
7.本发明是通过以下技术方案实现的：
8.本发明实施例一方面提供了一种异形回转环形锻件近净成型制造方法，其中包括下述步骤：
9.步骤(1)对锻件坯料进行加热，以制得加热坯；
10.步骤(2)将加热坯输送至压机进行开坯，以制得开坯毛坯；
11.步骤(3)将开坯毛坯输送至辗环机进行辗环成型，以制得异形回转环形锻件的成型毛坯，其中，成型毛坯的形状与异形回转环形锻件成品的形状近似，成型毛坯各部位留有少量加工余量。
12.在一种优选的实施方式中，步骤(1)中采用燃气炉对锻件坯料进行加热。
13.在一种优选的实施方式中，步骤(1)中对锻件坯料进行一次加热。
14.在一种优选的实施方式中，步骤(2)将加热坯输送至压机进行开坯，包括以下至少一项工序：镦粗、冲孔、去除冲孔连皮。
15.在一种优选的实施方式中，步骤(2)将加热坯输送至压机进行开坯，包括：
16.对加热坯进行镦粗加工以去除氧化皮；
17.采用模具对加热坯进行冲孔加工；
18.将加热坯与模具分离并去除冲孔连皮，以制得开坯毛坯。
19.在一种优选的实施方式中，步骤(3)将开坯毛坯输送至辗环机进行辗环成型，包括：
20.采用外模对开坯毛坯进行预辗环，以制得预辗毛坯；
21.采用内模对预辗毛坯进行成型加工，以制得成型毛坯。
22.本发明实施例另一方面提供了一种基于上述任一项所述的异形回转环形锻件近净成型制造方法的异形回转环形锻件近净成型制造系统，其中包括：
23.加热炉，加热炉用以对锻件坯料进行加热，以制得加热坯；
24.压机，压机用以对加热坯进行开坯，以制得开坯毛坯；
25.辗环机，辗环机用以对开坯毛坯进行辗环成型，以制得异形回转环形锻件的成型毛坯。
26.在一种优选的实施方式中，加热炉的出口的位置高于压机的镦粗入口的位置。
27.在一种优选的实施方式中，压机至少具有三工位，其中一工位用以对加热坯进行镦粗加工以去除氧化皮；另一工位用以采用模具对加热坯进行冲孔加工；再一工位用以将加热坯与模具分离并去除冲孔连皮，以制得开坯毛坯。
28.在一种优选的实施方式中，辗环机至少具有两工位，其中一工位用以采用外模对开坯毛坯进行预辗环，以制得预辗毛坯；另一工位用以采用内模对预辗毛坯进行成型加工，以制得成型毛坯。
29.本发明实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：
30.(1)本发明实施例示例的异形回转环形锻件近净成型制造方法，先将锻件坯料进行加热，后出炉转至压机进行开坯，然后转至辗环机进行辗环，最终得到与成品形状近似的成型毛坯，使成型毛坯后续各部分加工余量小，从而提高了材料的利用率，降低了成本。
31.(2)本发明实施例示例的异形回转环形锻件近净成型制造方法，采用燃气炉一次热处理成型，在加热环节也降低了成本，提高了效率。
32.(3)本发明实施例示例的异形回转环形锻件近净成型制造方法，采用压机模具开坯与辗环机辗环成型，使制得的成型毛坯一致性高。
33.(4)本发明实施例示例的异形回转环形锻件近净成型制造系统，加热炉的地势稍比压机地势高，锻件坯料出炉后自动滚至压机，压机一工位镦粗清除氧化皮，二工位采用模具模内冲孔，出模至三工位去除冲孔连皮，只需三次压下，用时少，热量散失少，为后边碾环成型提供时机；开坯完成后坯料直接转至辗环机外模预辗扩孔分料，内模成型；加工过程一火成型连贯性好，效率高，且使制得的成型毛坯一致性高，同时近净成型，降低后续各环件成本。
附图说明
34.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
35.图1用以说明本发明一实施例中的异形回转环形锻件近净成型制造方法的一种流程示意图。
36.图2用以说明本发明一实施例中的异形回转环形锻件的开坯毛坯的一种结构示意图。
37.图3用以说明本发明一实施例中的异形回转环形锻件的预辗毛坯的一种结构示意图。
38.图4用以说明本发明一实施例中的异形回转环形锻件的成型毛坯的一种结构示意图。
具体实施方式
39.在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
40.首先，对本发明所揭示的技术方案的技术构思进行说明。现有的异形回转环形锻件大都是按照最大矩形截面进行加工的。这种加工方法难以将坯料直接加工成近似于成品的形状，即难以将内外径台阶锻出形状，或者锻出的形状与成品的形状相差较大，导致后续需要机加工去除多余的材料，加工余量较大，原材料投入大、利用率低，造成材料浪费，成本提高；材料增加时需要天然气加热，使成本增加；对锻件毛坯进行热处理的费用也较高；另外，两火成型，效率低。
41.因此，现有的加工工艺，尤其是大批量的异形回转环形锻件的加工工艺急需革新。
42.考虑到现有的异形回转环形锻件加工存在的上述问题，本发明提供一种异形回转环形锻件近净成型制造方法及制造系统。下面结合说明书附图，对本发明进行说明。
43.如图1所示，本实施例一方面提供了一种异形回转环形锻件近净成型制造方法，其中包括下述步骤：
44.步骤(1)对锻件坯料进行加热，以制得加热坯；
45.步骤(2)将加热坯输送至压机进行开坯，以制得开坯毛坯；
46.步骤(3)将开坯毛坯输送至辗环机进行辗环成型，以制得异形回转环形锻件的成型毛坯。
47.其中，成型毛坯的形状与异形回转环形锻件成品的形状近似，成型毛坯各部位留有少量加工余量。
48.本实施例示例的异形回转环形锻件近净成型制造方法，在对待制得的异形回转环形锻件的形状及尺寸分析后，进而设计制造方法，整个制造过程包括加热、预锻开坯、预辗环、成型辗环。制造过程只需一次加热，即可将一件复杂的异形回转环形锻件做到近净成形，从而使后续各部分加工余量小，提高材料的利用率，提高效率，降低成本。且整个生产过程中，人工不正当操作对产品造成质量不稳定因素几乎不存在。
49.在本实施例中，采用燃气炉对锻件坯料进行一次加热。采用燃气炉进行一次加热，在加热环节降低了成本，同时，一火成型使整个生产工序连贯，又提高了效率。
50.在本实施例中，将加热坯输送至压机进行开坯，包括对加热坯进行镦粗加工以去除氧化皮；采用模具对加热坯进行冲孔加工；将加热坯与模具分离并去除冲孔连皮，以制得
开坯毛坯。
51.采用压机模内开坯，可以确保开坯后毛坯的一致性，为后期辗环创造条件。
52.当然可以理解的是，根据设计需要的不同，对加热坯进行开坯比如可以包括以下至少一项工序：镦粗、冲孔、去除冲孔连皮。
53.在本实施例中，将开坯毛坯输送至辗环机进行辗环成型，包括采用外模对开坯毛坯进行预辗环，以制得预辗毛坯；采用内模对预辗毛坯进行成型加工，以制得成型毛坯。
54.采用压机模具开坯与辗环机辗环成型，使制得的成型毛坯一致性高。
55.本实施例另一方面提供了一种基于上述任一项所述的异形回转环形锻件近净成型制造方法的异形回转环形锻件近净成型制造系统，其中包括加热炉、压机及辗环机。其中，加热炉用以对锻件坯料进行加热，以制得加热坯；压机用以对加热坯进行开坯，以制得开坯毛坯；辗环机用以对开坯毛坯进行辗环成型，以制得异形回转环形锻件的成型毛坯。
56.在本实施例中，加热炉采用燃气炉。
57.在本实施例中，加热炉的出口的位置高于压机的镦粗入口的位置。将加热炉设计为与压机有地势差，可以使加热后的毛坯直接滚至压机镦粗口，从而节省了劳动力。
58.在本实施例中，压机至少具有三工位，其中一工位用以对加热坯进行镦粗加工以去除氧化皮；另一工位用以采用模具对加热坯进行冲孔加工；再一工位用以将加热坯与模具分离并去除冲孔连皮，以制得开坯毛坯。
59.在本实施例中，辗环机至少具有两工位，其中一工位用以采用外模对开坯毛坯进行预辗环，以制得预辗毛坯；另一工位用以采用内模对预辗毛坯进行成型加工，以制得成型毛坯。
60.本实施例示例的异形回转环形锻件近净成型制造系统，加热炉的地势稍比压机地势高，锻件坯料出炉后自动滚至压机，压机一工位镦粗清除氧化皮，二工位采用模具模内冲孔，出模至三工位去除冲孔连皮，只需三次压下，用时少，热量散失少，为后边碾环成型提供时机；开坯完成后坯料直接转至辗环机外模预辗扩孔分料，内模成型；加工过程一火成型连贯性好，效率高，且使制得的成型毛坯一致性高，同时近净成型，降低后续各环件成本。
61.以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到其各种变化或替换，这些都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
62.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
63.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
64.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等
术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
65.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
66.上文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，上文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。