[发明专利]椭形凸轮片的镦锻设计方法

摘要

本发明提出一种椭形凸轮片的镦锻设计方法，该椭形凸轮片的圆形大端和圆形小端之间通过切线过渡连接构成椭形的外观，在大端有一个同心通孔，其镦锻工艺主要通过圆柱坯料的一次镦锻预成形出预锻件，然后第二次镦锻就能完成充型得到终锻件，最后冲孔去连皮，完成短流程制造。本发明能够保证椭形凸轮片的高效高精度连续大批量生产，达到每分钟120件以上。

主权项

1.椭形凸轮片的镦锻设计方法，其特征在于，椭形凸轮片的圆形大端和圆形小端之间通过切线过渡连接构成椭形的外观，在大端有一个同心通孔，包括如下步骤：S1)镦锻工艺设计优化，包括如下步骤：S11)预锻件形状设计：根据椭形类凸轮片零件形状，确定预锻件形状为带锥台的椭形基底，椭形基底的尺寸根据如下公式确定：R₂＝83％～93％R_2零R₁＝85％～95％R_1零L₁＝60％～70％L_1零；其中，R₂、R_2零分别是预锻件和零件的圆形大端的半径，R₁、R_1零分别是预锻件和零件的圆形小端的半径，L₁、L_1零分别是预锻件和零件的圆形小端与圆形大端的圆心距；设定锥台锥度为45°，锥台高度为H，锥台底部到椭形基底顶面之间有一个平台，圆形小端平台宽度D₁，圆形大端平台宽度D₂；S12)预锻件尺寸与位置优化：选取预锻件圆形小端半径R₁、圆形大端半径R₂、大端与小端圆心距L₁、锥台高度H、小端平台宽度D₁、大端平台宽度D₂作为预锻件尺寸参数，选取预锻件圆形大端圆心与终锻模圆形大端圆心之间的距离L₂作为位置参数，靠近小端为正，选取终锻充型结束时的载荷和毛刺，作为预锻件尺寸和位置的评价指标，统一构成如下优化函数优化中调整预锻件尺寸和位置参数，使最小化得到将此时的预锻件尺寸和位置作为优化后的结果；S13)圆柱坯料尺寸位置优化：选取圆柱毛坯半径R₃作为坯料的尺寸参数，选取圆柱毛坯圆心与预锻模圆形大端圆心之间的距离L₃作为位置参数，选取预锻充型结束时的载荷和毛刺，作为预锻件尺寸和位置的评价指标，统一构成如下优化函数其中，L₃的初始值设为L₃＝25％～40％(R₂‑R₁)，优化中调整圆柱坯料尺寸和位置参数，使最小化得到将此时的圆柱坯料尺寸和位置作为优化后的结果；S14)圆柱坯料定位方式优化：为了保证圆柱坯料在预锻模中的定位精度，找到圆柱坯料底部金属流动速度最小的位置，在预锻模底部对应于该处的位置增设第一椭圆锥槽；S15)预锻件定位方式优化：为了保证预锻件在终锻模中的定位精度，找到预锻件底部金属流动速度最小的位置，在终锻模底部对应于该处的位置增设第二椭圆锥槽，第二椭圆锥槽与第一椭圆锥槽尺寸相同；S2)制备圆柱坯料，整体连续加热圆柱型材到锻造温度，热剪切得到圆柱坯料；S3)预锻加工，将圆柱坯料移至热镦锻机的第一个工位进行预锻成形，得到预锻件；S4)终锻加工，将预锻件移至热镦锻机的第二个工位进行终锻成形，得到终锻件；S5)零件成形，将终锻件移至热镦锻机的第三个工位进行去连皮，得到零件。