[发明专利]一种中高频感应加热径向锻造成形丝杠的方法

说明书

技术领域

本发明属于先进材料成形技术领域，具体涉及一种中高频感应加热径向锻造成形丝杠的方法。

背景技术

滚动功能部件不仅是机床的基本功能部件，也在航空、航天、车辆、医疗器械等领域应用广泛，是机械行业中重要的通用基础部件，而丝杠是滚动功能部件的重要组成部分。随着航空、航天、兵器工业以及装备制造业的迅速发展，越来越需要大推力、高速度、重载荷、高强度的高性能、高寿命的功能部件。特别是采用高强度、难变形材料的高速、重载、高性能大直径的丝杠需求量越来越大。

采用切削加工方法制造丝杠，生产效率低、生产周期长，浪费材料和能源。并且加工过程中切断金属纤维，降低丝杠的力学性能。板式冷搓成形螺纹和轮式滚压成形螺纹是两种常用的塑性成形螺纹件方法。板式冷搓无法成形长螺纹件，轮式滚压成形长螺纹件多采用滚压模具轴线倾斜的成形方法，从而使模具结构复杂、机床调整困难，成形精度难保证。并且，板式冷搓成形螺纹件的加工件最大加工件直径在35mm左右，轮式滚压成形螺纹件的加工件最大加工件直径在120mm左右，加工大直径丝杠比较困难。此外，对室温下变形抗力大的材料，切削刀具磨损快、寿命低，冷塑性成形过程成形载荷大、材料流动困难。

径向锻造是一种多向局部加载渐进成形技术，多向同时加载改善材料塑性，成形效率高、节能、节材，锻件金属纤维沿锻件表面形状分布，并且塑性变形可有效增加零件的表面强度，显著提高产品的机械性能。温成形集中了冷成形和热成形工艺的优点，可有效降低变形抗力，提高金属材料塑性成形能力；能够获得较好的产品表面质量和较高的尺寸精度。在公开号为CN102814436A的专利中披露了一种轮式滚压温成形螺纹件的方法，但还没有将温成形技术应用于径向锻造成形大直径丝杠的塑性加工工艺中。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种中高频感应加热径向锻造成形丝杠的方法，提高材料利用率、缩短生产周期，成形载荷小、材料流动性能好，成形精度高，表面质量好，能够加工材料变形抗力大、硬度高、直径大的丝杠。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种中高频感应加热径向锻造成形丝杠的方法，包括如下步骤：

步骤1，装夹工件2，工件2一端由第一机械手1夹紧；

步骤2，工件2上成形丝杠段端部区域表面局部加热，具体为：

2.1、工件2向径向锻造锤头3方向送进，工件2上成形丝杠段进入中高频感应加热器4内，中高频感应加热器4配置在锤头3和工件2装夹位置之间，工件2上成形丝杠段靠近锤头3一端同中高频感应加热器4靠近锤头3一端对齐，

加热区域长度为中高频感应加热器4加热段a的长度为L_a，中高频感应加热器4靠近锤头3一端同相邻的锤头3端面之间空隙段b的长度为L_b，锤头3上具有螺纹形状段c和不具有螺纹形状段d和e，不具有螺纹形状段d在有螺纹形状段c和中高频感应加热器4之间，不具有螺纹形状段d的长度为L_d，长度L_a、L_b和L_d满足公式L_a≥L_b+L_d；

2.2、中高频感应加热器4开始工作，工件2上成形丝杠段在加热段_a内的表面加热层深度△应满足公式Δ=dZ-d1+(1.5~2.5)(d-d1)2;]]>

式中：d_Z为成形丝杠区域锻造前坯料直径；d₁为成形丝杠小径；d为成形丝杠大径；

2.3、加热段a内工件的表面加热层深度△内的温度达到预定的成形温度T，其加热时间为t₁，