抽油桿鍛造成形工藝及其模具制造技術

本發明專利技術涉及一種鍛壓工藝，特別適用于抽油桿鍛造成型工藝及其模具，也適用于類似長桿件的制作。該工藝的聚料工步凸模錐腔大端增大錐角α＞２°，錐腔小端為一段圓柱形腔，其模具各工步凸凹模分模面在同一平面內，坯料在模膛內變形與不變形界面在各工步中除切邊打字工步外均在同一平面內，便于實現自動定長送料，操作方便，模具結構合理，加工簡單，采用本發明專利技術工藝及模具，能使抽油鍛造成品率由過去的平均７０％提高到９５％以上。（*該技術在2015年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】本專利技術涉及一種鍛造工藝，特別適用于抽油桿鍛造成形工藝及其模具，也適用于類似長桿件的制作。抽油桿鍛造成形，涉及長桿件的鐓鍛工藝，制訂長桿件鐓鍛工藝。目前國內外遵循“錐形鍛模鐓鍛規則”，50年代，前蘇聯學者А.л.Тоmленов通過實驗制訂長徑比ψ≤9的鐓限制α(圖1)，對于ψ0＜9時，認為應滿足鐓縮比β＜3，從而采用了一水平限制曲線，80年代，前蘇聯學者Е.И.Семенов等人對ψ0＜7的鉛和鋁坯試驗研究，雖然得出了超出限制曲線α(圖1)的結果Е.И.Семленов，И.С.Заноъев，Расчт Лваратльно и высаяюивконичеснeском луансоне шриштампокенашашинострошнальноковочныХ шашиняХ，шашиностороеная，1981.NO.6.C.50—51。但仍然未解決ψ0＞9的鐓鍛極限問題，例如抽油桿鍛件CYGφ16mm其長徑比ψ0＝18.13，無法使用現行的“錐形模鐓鍛規則”，因而許多國家在抽油桿鍛造工藝及其模具設計時，參照上述規則加上經驗設計，在平鍛機上鐓鍛時，鐓鍛處于非穩定條件下，常因軸向失穩而產生折疊，缺肉等缺陷，導致廢品率高達20％以上，成本高，工效低，在我國，每年需抽油桿2500～3000萬米(約312～370萬根)若以廢品率20％以上來推算，其浪費是相當嚴重的。針對上述現有技術存在的缺點，本專利技術公開一種適用于大長徑比抽油桿的鍛造成形工藝及其模具。本專利技術是在以下試驗基礎上提出來的，并在實踐中獲得成功。對長徑比ψ0＝10—20的鋁坯，在模膛不充滿系數μ＝1.04—1.06的4—1.06的情況下進行鐓鍛試驗，特到限制曲線n(圖1)，經修正得實用曲線m(圖1)，由此，本專利技術通過以下技術方案實施(一)抽油桿鍛造成形由三個聚料工步、預成形工步、成形工步和切邊打字工步等六個工步，在平鍛機上進行(圖2)。所述第一工步(圖2(1))為聚料工步，該工步鐓粗變形量為β1，它大于第二工步鐓粗變形量β2，即β1＞β2，該工步的凸模錐腔大端增大錐角α＞2°，此防止產生徑向飛邊和形成折疊，錐腔小端為一段圓柱形腔，以提高坯料變形穩定性，模膛粗糙度從第一工步到成形工步逐漸減小，該工步的粗糙度為12.5—6.3所述第二工步(圖2(2))為聚料工步，該工步鐓粗變形量β2＞β3，該工步的凸模錐腔大端增大錐角α＞2°，以防止產生徑向飛邊和形成折疊，錐腔小端為一段圓柱形腔以提高坯料變形穩定性，粗糙度6.3—3.2；所述第三工步(圖2(3))為聚料工步，該工步鐓粗變形量β3＞β4，該工步的凸模錐腔大端增大錐角α＞2°以防止徑向飛邊和形成折疊，粗糙度3.2—1.6。(2)與上述抽油桿鍛造成形工藝相匹配的模具(圖3)為，它用于平鍛機上鍛造抽油桿，它由凸模、凸模夾持器，螺釘、凹模、夾緊凹模、扶正模、打字模、夾緊滑塊組成，各聚料工步的凸凹模分模面在同一平面F內，坯料在模膛內變形與不變形界面在各工步中除切邊、打字工步外均在同一平面E內，便于操作及實現自動定長送料。聚料工步設凸模錐腔，其大端增大錐角α＞2°，聚料工步凸模錐腔小端設一段圓柱形腔，凸模16、17、18、19、20、21通過螺釘固定于凸模夾持器22上，凹模1、3、5、7、9、12及夾緊凹模2、4、6、8、10、扶正模13、打字模14通過螺釘固定于夾緊滑塊15上。本專利技術的優點(一)本工藝能合理確定各工步鍛鍛變形量；(二)聚料工步設凸模錐腔，其小端設一圓柱形腔，以提高坯料變形的穩定性，減小鐓鍛變量量，錐腔大端設一錐角α＞2°，可防止坯料產生徑向飛邊，折疊，并可使每一工步變形量足夠大而又不至于產生過份的縱向彎曲。(三)坯料在模腔內變形與不變形界面在各工步中除切邊打字工步外均在同一平面內，便于實現自動定長送料，操作方便；(四)模具結構合理，加工簡單，采用本專利技術工藝及模具能使抽油桿鍛造成品率由過去的平均70％提高到95％以上，鍛件質量全面達到API標準及國標GB7229—87。 附圖說明如下附圖1.錐形模膛尺寸界限附圖2.抽油桿鍛造工藝圖附圖3.模具結構原理圖下面以抽油桿CYG 16mm為例對其鍛造工藝說明如下第一工步將加熱好的坯料置于夾緊模2上，夾緊滑塊15閉合時，將坯料夾緊，凸模夾緊器22向前運動時，固定其上的錐形凸模16對坯料進行鐓鍛；坯料在凹模1及凸模16錐腔內變形完成鐓鍛后，凸模夾持器22返程帶動凸模16返回，完成脫膜，夾緊滑塊松開，為防止產生徑向飛邊，在距分模面35mm處增大錐角使α＞2°30′同時，為了減小變形毛坯的相對長度，并考慮夾緊滑塊在閉合狀態下主滑塊的返回行程(30mm，對250～500T平鍛機而言)，在凸模模膛的小底處作成 16.5+0.1+0.2×28mm]]>的園柱形腔。第二工步將坯料置于夾緊模4上，夾緊滑塊15閉合將坯料夾緊，凸模夾持器22帶動固定其上的凸模17向前運動，對坯料進行鐓鍛，坯料在凹模3及凸模17模膛內變形，此后，凸模夾持器22返程，凸模17與坯料脫模，夾緊滑塊15松開。第三工步第二工步鍛好后的坯料置于夾緊模6上，夾緊滑塊15閉合將坯料夾緊，凸模夾持器22帶動固定其上的凸模18向前運動，對坯料進行鐓鍛，坯料在凹模5及凸模18模膛內變形，此后，凸模夾持器22返程，凸模18與坯料脫模，夾緊滑塊15松開，為避免產生徑向飛邊而在下續工步中產生折疊，凸模18與凹模5之間留3mm間隙。第四工步將坯料置于夾緊凹模8上，夾緊滑塊通過凹模7施加作用力予毛坯，使園截面毛坯變為方截面的鍛件，凸模夾持器22帶動固定其上的凸模19向前運動，在凹模7長方的同時，對坯料施以軸向鍛擠，以補償毛坯方變形的不足。此后，凸模夾持器22帶動凸模19返程，完成脫模，夾緊滑塊15松開，取出毛坯。第五工步將第四工步予長方后的毛坯無軸向位移地旋轉90°置于凹模9上，夾緊滑塊15閉合時，通過夾緊凹模10將坯料夾緊，同時，凹模9對坯料進一步長方，凸模夾持器22向前移動，帶動固定其上的凸模20對坯料施以軸向鍛擠，使方部充滿良好，同時大法蘭處鐓擠成形，多余的金屬在凸模20與凹模9之間形成徑向飛邊，凸模夾持器22帶動凸模20返程，完成脫模，夾緊滑塊15松開。第六工步切邊、打字、將鍛件不變形桿部置于扶正模13上，頭部置于切邊凹模12上，凸模21前移時，將大法蘭處的徑向飛邊切掉，凸模21隨凸模夾持器返程時，飛邊毛料由卸飛邊裝置11卸除。將此除毛邊后的鍛件軸向后移，將方部置于打字模14上，夾緊滑塊閉合時，打字模在鍛件方部施加作用力，完成打字。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種軸油桿鍛造成形工藝，它由三個聚料工步、預成形工步、成形工步和切邊打字工步等六個工步在手鍛機上進行，其特征為第一工步為聚料工步，該工步鍛粗變形量為β↓［１］，它大于第二工步鍛鐓粗變形量β↓［２］，即β↓［１］＞β↓［２］，該工步的凸膜錐腔大端增大錐角α＞２°，錐腔小端為一段圓柱形腔，模膛粗糙度為１２．５－６．３，第二工步為聚料工步，該工步鐓粗變形量β↓［２］＞β↓［３］，該工步的凸模錐腔大端增大錐角α＞２°，錐腔小端為一段圓柱形腔，模膛粗糙度為６．３－３．２，第三工步為聚料工步，該工步鐓粗變形量β↓［２］＞β↓［４］，該工步的凸模錐腔大端增大錐角β＞２°，粗糙度３．２－１．６。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】1.一種軸油桿鍛造成形工藝，它由三個聚料工步、預成形工步、成形工步和切邊打字工步等六個工步在手鍛機上進行，其特征為第一工步為聚料工步，該工步鍛粗變形量為β1，它大于第二工步鍛鐓粗變形量β2，即β1＞β2，該工步的凸膜錐腔大端增大錐角α＞2°，錐腔小端為一段圓柱形腔，模膛粗糙度為12.5—6.3，第二工步為聚料工步，該工步鐓粗變形量β2＞β3，該工步的凸模錐腔大端增大錐角α＞2°，錐腔小端為一段圓柱形腔，模膛粗糙度為6.3—3.2，第三工步為聚料工步，該工步鐓粗變形量β3＞β4，該工步的凸模錐腔大端增大錐角α＞2°，粗糙度3.2—1.6。2.根據權利要求所述抽油...

【專利技術屬性】
技術研發人員：黃早文，俞勤，黃重九，張國材，鄧小山，陳茂權，
申請(專利權)人：華中理工大學，
類型：發明
國別省市：83[中國|武漢]