本發明涉及機械加工
技術領域：
，尤其涉及一種大型圓鋼棒的鐓粗方法。
背景技術：
：鐓粗是使工件的高度減小、橫斷面積增大的鍛造工藝技術，鐓粗加工工藝一般是在平鍛機、鍛錘、摩擦壓力機等鍛造設備上進行，通常采用冷軋鐓粗，需要鐓粗、拔長、再鐓粗，切削等工藝，加工時間較長，且在切削時浪費的余量比較多，材料利用率較低，目前，鐓粗在機械加工工藝中應用廣泛，常見的機械零件，例如螺栓，圓銷，汽車半軸桿等都是使用金屬棒料端部鐓粗制造毛坯，現有技術中，但對直徑大于300毫米的圓形鋼棒進行鐓粗時，為了防止原材料在鐓粗過程中兩個端面出現裂紋，鐓粗前一般需要對原材料的端面進行倒圓角或倒角加工處理，倒圓角或倒角加工處理通常需要在車床、銑床等其它機床上完成，使用這種方法，由于金屬棒材原料的尺寸規格較大，在車床、銑床上加工倒圓角或倒角時，需要對其完成裝夾、定位等操作，增加了產品制造工時，也容易造成大量的材料損耗，增加了產品制造成本，另一方面，工件受到車床、銑床等機床的切削加工過程中切削熱、切削應力等的影響，影響了工件的表面質量。技術實現要素：為解決上述技術問題，本發明提供了一種大型圓鋼棒的鐓粗方法。本發明提供了一種用于大型圓鋼棒鐓粗工藝的倒圓模具，所述倒圓模具上設有倒圓槽，倒圓槽側面設有圓弧形倒圓面，定義r代表倒圓面半徑，倒圓面半徑滿足以下關系式：0.5×d≤r≤1.2×d，定義c代表倒圓槽槽口直徑，倒圓槽槽口直徑滿足以下關系式：1.2×d≤c≤2×d。所述倒圓模具的側面設有盲孔，定義l代表盲孔中心與所述倒圓模具下端面之間的距離，l值滿足以下關系式：l＝0.5×h+20毫米。所述倒圓模具是圓柱形，所述倒圓模具的外圓直徑是所述毛坯直徑的1.5倍至2倍，所述倒圓模具的高度是所述毛坯直徑的0.5倍至0.8倍。本發明還提供了一種大型圓鋼棒的鐓粗方法，包括以下步驟：步驟一:使用切割機床或圓盤鋸切割圓形鋼棒，獲得直徑為d，高度為h的毛坯；步驟二:將步驟一所述的毛坯加熱至鐓壓溫度并對毛坯保溫一段時間，定義t代表保溫時間；步驟三：使用如權利要求1所述的用于大型圓鋼棒鐓粗工藝的倒圓模具，將所述倒圓模具、壓力機上砧和壓力機下砧加熱至預熱溫度；步驟四：將所述倒圓模具安裝至壓力機工作臺面上，將毛坯的一端放入倒圓模具中，啟動壓力機鐓粗毛坯，使毛坯高度減少，定義a代表毛坯高度減少值；步驟五：翻轉毛坯，將毛坯的另一端放入所述倒圓模具中，啟動壓力機鐓粗毛坯，使毛坯高度減少，毛坯高度減少值是a；步驟六：將所述倒圓模具從壓力機工作臺面上取下，啟動壓力機鐓粗毛坯，定義b代表毛坯高度減少值。所述步驟二中所述鐓壓溫度是1100～1180℃。所述步驟二中所述保溫時間t滿足以下關系式：0.5×h分鐘≤t≤0.6×h分鐘。所述步驟三中所述預熱溫度是150～400℃。所述步驟四或步驟五所述毛坯高度減少值滿足以下關系式：5％×d≤a≤10％×d。所述毛坯的材質是牌號是30crmnsini2a的結構鋼。所述步驟六中所述毛坯高度減少值b滿足以下關系式：0.4×h≤b≤0.5×h。本發明的有益效果在于：采用本發明所提供的一種大型圓鋼棒的鐓粗方法，由于壓力機配合倒圓模具對毛坯直接進行倒圓角，在倒圓角之前首先進行加熱和保溫處理，然后再進行鐓粗工藝，加熱提高了工件的塑性，有利于控制工件發生形變的趨勢，在配合使用結構簡單的倒圓模具，減少了鐓粗過程中產生的毛刺，減少了材料損耗率，提高了生產效率和工件的表面質量，其中本發明提供的倒圓模具具有結構簡單，制造方便、更換靈活等特點，特別適用于對直徑超過300毫米以上的鋼棒的鐓粗加工，減少了使用切削加工機床加工倒圓角或倒角的加工工序，節約了制造工藝時間，提高了生產效率。附圖說明圖1是本發明倒圓模具的結構示意圖。圖中：1-倒圓槽，2-倒圓面，3-盲孔。具體實施方式下面進一步描述本發明的技術方案，但要求保護的范圍并不局限于所述。本發明提供了一種大型圓鋼棒的鐓粗方法，具體包括如下步驟：步驟一:使用切割機床或圓盤鋸切割圓形鋼棒，獲得直徑為d，高度為h的毛坯；使用本發明提供的技術方案，鋼棒可使用任何尺寸規格的圓形鋼棒，尤其適用于直徑大于300毫米的鋼棒。步驟二:將步驟一的毛坯加熱至鐓壓溫度并對毛坯保溫一段時間，定義t代表保溫時間；使用本發明的技術方案，由于壓力機配合倒圓模具對毛坯直接進行倒圓角，在倒圓角之前首先進行加熱和保溫處理，然后再進行鐓粗工藝，加熱提高了工件的塑性，有利于控制工件發生形變的方向，再配合使用結構簡單的倒圓模具，減少了鐓粗過程中產生的毛刺，減少了材料損耗率，提高了生產效率和工件的表面質量。步驟三：將倒圓模具、壓力機上砧和壓力機下砧加熱至預熱溫度；采用本發明的技術方案，進一步地，對倒圓模具、壓力機上砧和壓力機下砧均加熱至少預熱溫度，有利于提高這些零部件塑性，并使鐓粗工藝過程中工件內外表面溫差較小。步驟四：將倒圓模具安裝至壓力機工作臺面上，將毛坯的一端放入倒圓模具中，啟動壓力機鐓粗毛坯，使毛坯高度減少，定義a代表毛坯高度減少值；采用本發明提供的技術方案，倒圓模具可使用專用設備將其吊裝至壓力機工作臺面中心處，啟動壓力機，對壓力機的輸出壓力可進行控制，是毛坯的下壓量保持恒定。步驟五：翻轉毛坯，將毛坯的另一端放入倒圓模具中，啟動壓力機鐓粗毛坯，使毛坯高度減少，毛坯高度減少值是a；采用本發明提供的技術方案，毛坯可使用專用設備將其吊裝至倒圓模具中心處，啟動壓力機，對壓力機的輸出壓力可進行控制，是毛坯的下壓量保持恒定。步驟六：將倒圓模具從壓力機工作臺面上取下，啟動壓力機鐓粗毛坯，定義b代表毛坯高度減少值。采用本發明的技術方案，由于壓力機配合倒圓模具對毛坯直接進行倒圓角，在倒圓角之前首先進行加熱和保溫處理，然后再進行鐓粗工藝，加熱提高了工件的塑性，有利于控制工件發生形變的趨勢，在配合使用結構簡單的倒圓模具，減少了鐓粗過程中產生的毛刺，減少了材料損耗率，提高了生產效率和工件的表面質量，其中本發明提供的倒圓模具具有結構簡單，制造方便、更換靈活等特點，特別適用于對直徑超過300毫米以上的鋼棒的鐓粗加工，減少了使用切削加工機床加工倒圓角或倒角的加工工序，節約了制造工藝時間，提高了生產效率。步驟二中鐓壓溫度是1100～1180℃。采用本發明的技術方案，對于直徑大于300毫米的圓形鋼棒，尤其對于牌號為30crmnsini2a的結構鋼材，當加熱溫度至1100～1180℃時，有利于提高鋼材本身的塑性和淬透性，加熱以后該型剛材的屈服強度可達1500mpa以上，因而在倒圓角的過程中，工件的塑性較強，容易形成表面質量較好的圓角。步驟二中保溫時間t滿足以下關系式：0.5×h分鐘≤t≤0.6×h分鐘。采用本發明的技術方案，對于直徑大于300毫米的圓形鋼棒，尤其對于牌號為30crmnsini2a的結構鋼材，當保溫時間滿足0.5×h分鐘≤t≤0.6×h分鐘時，有利于提高鋼材本身的塑性，因而在倒圓角的過程中，工件的塑性較強，容易形成表面質量較好的圓角。步驟三中預熱溫度是150～400℃。采用本發明的技術方案，當將倒圓模具、壓力機上砧和壓力機下砧加熱至預熱溫度150～400℃時，有利于提高設備上模具和主要工作零件的塑性，減少在鐓粗過程中毛坯內外表面的溫度差的影響，而倒圓模具表面仍然保持足夠的硬度，使毛坯在鐓粗后的加工表面保持較低的粗糙度，有利于提高加工質量。步驟四或步驟五毛坯高度減少值滿足以下關系式：5％×d≤a≤10％×d。使用本發明提供的技術方案，由于壓力機輸出力保持恒定，使毛坯高度減少值保持恒定，壓力機輸出功率也得以控制，節約了能源，提高了能源轉換效率。本發明還提供一種用于大型圓鋼棒鐓粗工藝的倒圓模具，如圖1所示，倒圓模具上設有倒圓槽1，倒圓槽1側面設有圓弧形倒圓面2，定義r代表倒圓面2半徑，倒圓面2半徑滿足以下關系式：0.5×d≤r≤1.2×d，定義c代表倒圓槽1槽口直徑，倒圓槽1槽口直徑滿足以下關系式：1.2×d≤c≤2×d。使用本發明提供的技術方案，有選倒圓槽1側面倒圓面2半徑為0.5×d≤r≤1.2×d，使毛坯倒圓角大小與其直徑相協調，提高了工件的美觀性，進一步地，使倒圓模具便于制造，而同一個規格的倒圓模具，其可使用的毛坯直徑范圍為毛坯直徑的0.5倍至1.2倍，模具結構簡單，制造方便，適應范圍廣。倒圓模具的側面設有盲孔3，定義l代表盲孔3中心與倒圓模具下端面之間的距離，l值滿足以下關系式：l＝0.5×h+20毫米。使用本發明提供的技術方案，優選在倒圓模具的側面設置若干個盲孔3，盲孔3最好按照倒圓模具的外圓周面陣列均勻分布，有利于使用專用裝備對倒圓模具進行吊裝，為避免盲孔3與倒圓模具中心的倒圓槽1貫通，優選盲孔3中心與倒圓模具下端面之間的距離l值滿足以下關系式：l＝0.5×h+20毫米，使倒圓模具體的安裝更加穩定和方便，優選盲孔3設置為兩個，并按照倒圓模具的中心軸線對稱布置，進一步地，優選盲孔3直徑是40毫米，深度是100毫米，有利于提高吊裝時結構強度，使倒圓模具適用于大直徑的圓形鋼棒的鐓粗加工工藝。倒圓模具是圓柱形，倒圓模具的外圓直徑是毛坯直徑的1.5倍至2倍，倒圓模具的高度是毛坯直徑的0.5倍至0.8倍。采用本發明提供的技術方案，優選圓模具的外圓直徑是毛坯直徑的1.5倍至2倍，一方面，能有效抵抗壓力機的輸出壓力，保證倒圓模具不致于產生變形，延長倒圓模具的使用壽命，另一方面，有利于減少倒圓模具的體積，使倒圓模具的體積與壓力機的工作臺面相匹配，在保證足夠結構強度的同時，提高生產效率。毛坯的材質是牌號是30crmnsini2a的結構鋼。采用本發明的技術方案，優選毛坯的材料選擇用結構鋼材，根據我國標準，牌號是30crmnsini2a的結構鋼材的組成成分以及重量百分比為：c：0.27％～0.34％，mn：1.00％～1.30％，si：0.9％～1.2％，cr：0.9％～1.2％，ni：1.4％～1.8％，s：≤0.015％，p：≤0.025％，cu：≤0.025％，其余是fe，這種結構鋼不僅具有較好的結構強度，在經過加熱至鐓粗溫度以后，其硬度較高，塑性較強，有利于提高倒圓角的表面加工質量。步驟六中毛坯高度減少值b滿足以下關系式：0.4×h≤b≤0.5×h。采用本發明提供的技術方案，毛坯從步驟一至步驟六的整個鐓粗過程中，毛坯的高度的壓縮量可達40％至50％，而表面加工質量較高，生產效率較高。實施例1：步驟一:首先使用切割機床或圓盤鋸切割牌號為30crmnsini2a的圓形結構鋼棒，獲得直徑為φ300mm，高度為800mm的毛坯；步驟二:將步驟一的毛坯加熱至1000℃并對毛坯保溫400分鐘；步驟三：將倒圓模具、壓力機上砧和壓力機下砧加熱至150℃；步驟四：將倒圓模具安裝至壓力機工作臺面上，將毛坯的一端放入倒圓模具中，啟動壓力機鐓粗毛坯，使毛坯高度減少15mm；步驟五：翻轉毛坯，將毛坯的另一端放入倒圓模具中，啟動壓力機鐓粗毛坯，使毛坯高度減少15mm；步驟六：將倒圓模具從壓力機工作臺面上取下，啟動壓力機鐓粗毛坯，使毛坯高度減少320mm。最后對鐓粗后的工件進行檢驗，測量其兩端倒圓角為r15.3mm，倒圓角外表面美觀，無毛刺，毛坯高度共減少350mm，約占毛坯初始高度的43.75％。實施例2：步驟一:首先使用切割機床或圓盤鋸切割牌號為30crmnsini2a的圓形結構鋼棒，獲得直徑為φ300mm，高度為800mm的毛坯；步驟二:將步驟一的毛坯加熱至1100℃并對毛坯保溫440分鐘；步驟三：將倒圓模具、壓力機上砧和壓力機下砧加熱至300℃；步驟四：將倒圓模具安裝至壓力機工作臺面上，將毛坯的一端放入倒圓模具中，啟動壓力機鐓粗毛坯，使毛坯高度減少20mm；步驟五：翻轉毛坯，將毛坯的另一端放入倒圓模具中，啟動壓力機鐓粗毛坯，使毛坯高度減少20mm；步驟六：將倒圓模具從壓力機工作臺面上取下，啟動壓力機鐓粗毛坯，使毛坯高度減少320mm。最后對鐓粗后的工件進行檢驗，測量其兩端倒圓角為r22.7mm，倒圓角外表面美觀，無毛刺，毛坯高度共減少360mm，約占毛坯初始高度的45％。實施例3：步驟一:首先使用切割機床或圓盤鋸切割牌號為30crmnsini2a的圓形結構鋼棒，獲得直徑為φ300mm，高度為800mm的毛坯；步驟二:將步驟一的毛坯加熱至1180℃并對毛坯保溫480分鐘；步驟三：將倒圓模具、壓力機上砧和壓力機下砧加熱至400℃；步驟四：將倒圓模具安裝至壓力機工作臺面上，將毛坯的一端放入倒圓模具中，啟動壓力機鐓粗毛坯，使毛坯高度減少30mm；步驟五：翻轉毛坯，將毛坯的另一端放入倒圓模具中，啟動壓力機鐓粗毛坯，使毛坯高度減少30mm；步驟六：將倒圓模具從壓力機工作臺面上取下，啟動壓力機鐓粗毛坯，使毛坯高度減少320mm。最后對鐓粗后的工件進行檢驗，測量其兩端倒圓角為r34.6mm，倒圓角外表面美觀，無毛刺，毛坯高度共減少380mm，約占毛坯初始高度的47.5％。可見，在本發明中，對于相同結構尺寸的毛坯，當提高毛坯的鐓壓溫度和保溫時間，以及倒圓模具、壓力機上砧和壓力機下砧的預熱溫度時，提高了毛坯的塑性，減少了鐓粗加工過程中毛刺的產生，所獲得的倒圓角大小與使用倒圓模具時，壓力機鐓壓行程有直接關系，比較上述是實施1至實施例3中各數據，見下表：鐓壓溫度保溫時間預熱溫度鐓壓行程倒圓角實施例11000℃400分鐘150℃15mmr15.3mm實施例21100℃440分鐘300℃20mmr22.7mm實施例31180℃480分鐘400℃30mmr34.6mm其中，實施例1、實施例2和實施例3中倒圓角與鐓壓行程之差分別是：0.3mm、2.7mm、4.6mm，可見，隨著毛坯的鐓壓溫度和保溫時間，以及倒圓模具、壓力機上砧和壓力機下砧的預熱溫度的升高，其變化也越大，工件在鐓粗過程中，毛坯的高度的壓縮量可達40％至50％，而表面加工質量較高，生產效率較高。當前第1頁12