[发明专利]一种新的制造金属标枪的工艺

说明书

本发明涉及一种新的制造金属标枪的工艺，更确切地说是利用“旋锻、内减薄”的工艺而加工金属标枪。

金属标枪是田径项目的投掷类的一种体育器材。由于该器材是空腹的旋转体，有长度、重量、重心、面心等方面的规定，要求在空气中运行时具有良好的滑翔性能，所以该产品在制造过程中，要从工艺上保证产品具有良好的钢度、弹性及抗疲劳的特性。

目前国内加工金属标枪，多采用通用机床进行“旋压、外减薄”成形工艺，该工艺是利用机床的卡盘卡住工件进行旋转加工。机床导轨上的拖板跟随丝杠沿导轨运行，拖板上配有向心紧压机构，以手动或仿形的方式多次进行缩径加工，达到工件变径的目的，在加工过程中，随着金属管外径的缩小，金属管的壁厚逐渐增加，当金属管的外径减少到原有外径的40%左右，其内径趋近于零，继续减小外径，则采用锉刀加工或用仿形机床进行切削工件表面，以达到其规定的尺寸。在旋压过程中，机床的拖板上的紧压机构与工件之间发生强烈的磨擦，同时也使工件产生与工件旋转方向相反的扭转变形和劈裂，工件的金相破坏明显，严重影响了产品的质量，破坏了工件的原有材料性能，使产品质量的提高受到局限。

本发明的目的就是上述已有技术的缺点，提供一种旋锻，外减薄的标枪加工工艺，使得工件与设备之间不存在强裂的磨擦、以及不产生工件沿轴心旋转方向的反向扭转变形和劈裂。

本发明的目的是通过下述内容来实现的。工件受到装在薄壁管缩径机锤头上的模具的对称旋转的锻击，使工件符合模具的形状，由于标枪的加工面比较长，而且标枪的外径是以投掷时手握处向两端逐渐变小（即整个标枪长度上外径是变化的），因此标枪的外面缩径锻击加工是分段加工多次合成的方法而达到规定的尺寸，从而相应地需要数对具有标枪外径标准尺寸的模具，一般男子标枪需7套模具女子为6套模具;在模具旋转锻击过程中，随着工件外径的减小也存在工件壁厚增加的现象，为了保证旋转工序的进行，保证最后合成的工件的各部外径、内径匀符合要求，需要工件合成加工过程中进行一次内壁切削处理，使工件的内孔尺寸达到预定要求尺寸;然后再将工件进行外径旋锻加工，使其工件各部的外径、内径匀达到工艺的要求。

在旋锻过程中，工件外壁是由于旋锻设备上的模具高速锻击过程形成的光滑、质密的表层具有良好的机械性能;而工件内壁则产生松散、粗糙的不理想表面，内壁减薄工艺是利用自定心切削刀其对工件的内壁多余部分进行切削，保留工件外表层部分，去掉了内壁松散粗糙部分，相对提高了原有金属密度，保持了原材料的性能，与外减工艺相比，明显提高了产品的内在质量。

旋锻工艺配合内减薄工艺，在提高产品质量的同时，其生产效率也有了很大的提高，提高工效几十倍，降低了生产成本，同时也降低了操作人员的工艺复杂系数。旋锻工艺采用模具化生产，避免了旋压过程中产生的强烈的磨擦、划伤、扭曲变形和劈裂，提高了成品率25%，同时也使得产品规范化，标准化和一致性有了质的提高，为产品的质量的稳定提供了良好的条件。

实施例：

选用目前加工标枪的工件，一般是超硬铝，对于800g标枪，标枪的前端加工672mm，用2套模具，所有模具都是由一对成形件组成，材料为Cr12，外部具有适应被固装于缩径机锤头的外形，内部具有标枪外径的孔。

1号模具，有效加工长度351mm，大口端φ30mm小口端φ27mm;

2号模具，有效加工长度321mm，大口端φ27mm，小口端φ23mm，标枪的后端加工1285mm，用4套模具。

3号模具，有效加工长度380mm，大口端φ30mm，小口端φ27mm;

4号模具，有效加工长度318mm，大口端φ27mm，小口端φ19.5mm;

5号模具，有效加工长度318mm，大口端φ19.5mm，小口端φ12mm;

6号模具，有效加工长度150mm，大口端12mm，小口端φ8.2mm;

在标枪后端加工过程中，4号模具加工后，标枪的小口端的外径是φ19.5mm，所以在使用5号槽具加工之前需进行一次工件壁厚的减薄处理，以保证缩径的顺利进行。

缩径机可选用SJ36-I型薄壁管缩径机，该设备在运行时，带动装在其上的模具围绕工件旋转并以每分钟4200次的频率对称锻击工件，使工件符合模具尺寸要求，通过调节缩径机后部的尺寸定位件，并选用相应的模具，固此可对标枪各段尺寸进行加工以符合外径要求。在旋锻加工过程中，需对工件进行一次内径切削处理，内壁切削处理时，为防止工件外部受损伤，则采用一个护套压紧工件，使工件成对称的旋转体，其中心与机床主轴的中心相一致，并随机床主轴旋转，切削刀具对工件进行自定心的深孔切削，使工件的内孔尺寸达到规定要求，然后再通过旋锻加工，使其工件各部的外径、内径均达到工艺要求。