一种用填芯管材做原料的机床导轨成形方法技术

一种用填芯管材做原料的机床导轨成形方法，属于金属压力加工技术范围，该种方法分别以耐磨特殊钢管和低碳钢棒材为原料，其特征在于把低碳钢棒推入耐磨特殊钢管中，选择轧辊上带有2

【技术实现步骤摘要】
一种用填芯管材做原料的机床导轨成形方法


[0001]本项专利技术属于金属压力加工技术范围，具体为一种用填芯管材做原料的机床导轨成形方法。

技术介绍

[0002]机床导轨是机械切削加工设备中刀具或工件移动装置的移动基准和依托，承担移动装置载荷，并耐受长期往复运动所带来的表面摩擦，因而要求其表面具有良好的耐磨性。通常机床导轨由耐磨性良好的特殊钢制造，其中轴承钢是常用的可选材料。
[0003]轴承钢等耐磨特殊钢的含碳量很高，其表面硬度高、变形抗力大，这就为机床导轨的成形加工增加了难度。目前采用的工艺是：用轴承钢等耐磨特殊钢棒材做原料，以轧制、拉拔等手段予以成形。导致出现废品率高、加工过程道次变形量小，电能、热能等能量消耗高和工具消耗高等一系列问题。
[0004]为了解决这些问题，本专利技术提出一种以填芯管材做原料、采用拉拔组合粗成形、模拔精成形的机床导轨成形新方法。这种方法的特点是：
[0005]1)用轴承钢等耐磨特殊钢钢管作为外层材料；
[0006]2)在钢管的内部充填低碳钢作为芯部；
[0007]3)在填芯管材的二个端部锻打出适合拉拔时施加张力的接头；
[0008]4)采用拔轧组合方式进行粗成形；
[0009]5)成品道次用模拔来保证尺寸精度。
[0010]本方法具有以下优点：
[0011]1)表层用耐磨特殊钢，保证产品具有良好的耐磨性；
[0012]2)芯部用低碳钢，价格便宜，塑性好、变形抗力低，容易成形；
[0013]3)拔轧组合粗成形工艺，有利于改善应力状态，降低轧制力，获得接近成品尺寸的外形；
[0014]4)拔轧组合可实施道次大变形，有利于减少轧制成形道次和中间退火次数，节能节材；
[0015]5)成品道次留有较小的成形余量，经模具拔出后制得的成品尺寸精确。

技术实现思路

[0016]本专利技术的详细内容如下：
[0017]一种用填芯管材做原料的机床导轨成形方法，该种方法分别以耐磨特殊钢钢管和低碳钢棒材为原料，其特征在于按照以下方法进行加工制作，其中有：
[0018]1、原料制备
[0019]取耐磨特殊钢钢管作为原料的外层，用普通低碳钢作为填芯材料，构成复合材料，如图1所示。这种做法的优点是同时解决了以下三个问题：
[0020]1)外层耐磨特殊钢解决了机床导轨对钢材表面耐磨性要求的问题；
[0021]2)芯材用普通低碳钢使其变形抗力远远低于耐磨特殊钢，塑性高于耐磨特殊钢，成形性好于耐磨特殊钢，由此可产生降低道次能耗、提高优质品率的良好效果；
[0022]3)芯材普通低碳钢的售价远远低于耐磨特殊钢，这有利于降低机床导轨的材料成本。
[0023]制备原料的具体做法是：
[0024]第一步：将普通低碳钢棒材预拉拔除去氧化皮制得低碳钢棒，控制其外径d小于耐磨特殊钢管材公称内径0.5
‑
1.5mm，其长度l比耐磨特殊钢管材的长度L短10
‑
30mm，如图2所示；
[0025]第二步：使耐磨特殊钢管1固定，用力把低碳钢棒2推入耐磨特殊钢管1中，直到钢棒的二端都比钢管短5
‑
15mm，以此制得复合圆棒坯；
[0026]第三步：用辊锻或者锤锻方法将复合圆棒坯的二端分别锻造形成钳口端3，制得等待加工的工件，锻造出钳口端的目的在于便于拉拔夹钳能顺利卡紧工件。
[0027]经过以上三个步骤，填芯管材的原料制备完成。
[0028]2、拔轧组合粗成形
[0029]本项专利技术选择拔轧组合成形机组为粗成形加工设备，该种机组由轧机5、前置拉拔装置6、后置拉拔装置7组成，其中轧机5的轧辊上带有2
‑
6个孔型；根据轧制规程的要求，使用不同的孔型进行如下轧制：
[0030]第一步：把芯部为低碳钢棒2，外层为耐磨特殊钢管1，且二端带有钳口端3的工件送至拔轧组合机组；
[0031]第二步：缓慢启动轧机5，待咬入工件4轧制长度达到前置拉拔装置6夹钳装卡要求时，轧机暂停；
[0032]第三步：调节前置拉拔装置6上的夹钳位置，用夹钳卡紧工件4前部钳口端3，以便施加前张力；调节后置拉拔装置7上的夹钳位置，用夹钳卡紧工件后部钳口端3，以便施加后张力；
[0033]第四步：重新启动轧机，带着前、后张力，对工件4实施拔轧组合粗成形；
[0034]第五步：当工件4尾部接近轧机时，减速轧制，松开后部夹钳，待工件4尾部通过轧机后，轧机暂停；
[0035]第六步：工件4横向移动对准下一个孔型，前、后拉拔装置随之调节位置，使其几何中心线对准下一个孔型轧制线，把上一道次工件4的尾部作为下一道次工件4的头部，轧件根据轧制规程翻钢90
°
或者45
°
；其中由菱形孔进入到斜置方形孔翻钢90
°
，由斜置方形孔进入到凹底箱型孔翻钢45
°
。
[0036]第七步：再次缓慢启动轧机，重复第一步及后续步骤的动作；
[0037]直到完成粗成形，轧机停机，松开夹钳，进入下一工序。
[0038]3、拉拔精成形
[0039]完成粗成形的工件4，留有0.2～3mm的加工裕量，经拉拔精成形后，达到成品要求。拉拔精成形的步骤与常规固定模具拉拔的步骤相同。
附图说明
[0040]图1是填芯管材示意图，图中1为外层套管；2为填芯钢棒；D为套管外径，d为填芯圆
棒的外径；
[0041]图2是填芯管材端部经锻造形成钳口端的示意图；图中3为钳口端；L为填芯管材全长，l为填芯钢棒长度；
[0042]图3是拔轧组合成形机组成形过程示意图；图中4为工件；5为轧机；6为前置拉拔装置；7为后置拉拔装置；8为后张力；9为前张力；10为1
#
工作台；11为2
#
工作台；
[0043]图4是粗成形孔型系统示意图；图中A为第一道次菱形孔，B为第二道次斜置方形孔，C为第三道次凹底箱型孔；将凹底箱型孔置于中间位置是为了使粗成形工件有较好的精确度；
[0044]图5是普通拉拔装置，图中12为拉拔模具；13为移动拉拔装置；14为拉拔力；15为后部工作台；16为前部工作台；
[0045]图6是应用例中的孔型系统和轧制规程中的翻钢动作示意图，其中：D为原料；E为第一道次的工件铁型示意图，进入第一道次前不翻钢；F为第二道次的工件铁型示意图，进入第二道次前翻钢90
°
；G为第三道次的工件铁型示意图，进入第三道次前翻钢45
°
；H为精成形的成品铁型示意图，进入成品道次前翻钢90
°
。
具体实施例
[0046]取外径为50mm，内径为40mm，长度为2000mm的轴承钢管作为外层套管，取经过拉拔去除表面氧化皮的Q195钢棒，外径为39.2mm，长度为1960mm。将外层套管固定，然后用力将钢本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用填芯管材做原料的机床导轨成形方法，该种方法分别以耐磨特殊钢钢管和低碳钢棒材为原料，其特征在于按照以下方法进行制作，其中：(1)原料制备第一步：将普通低碳钢棒材预拉拔除去氧化皮制得低碳钢棒，控制其外径d小于耐磨特殊钢管材公称内径0.5
‑
1.5mm，其长度l比耐磨特殊钢管材的长度L短10
‑
30mm；第二步：使耐磨特殊钢管1固定，用力把低碳钢棒2推入耐磨特殊钢管1中，直到钢棒的二端都比钢管短5
‑
15mm，以此制得复合圆棒坯；第三步：用辊锻或者锤锻的方法将复合圆棒坯的二端分别锻造形成钳口端3，制得等待加工的工件；(2)拔轧组合粗成形选择拔轧组合成形机组为粗成形加工设备，该种机组由轧机5、前置拉拔装置6、后置拉拔装置7组成，其中轧机5的轧辊上带有2
‑
6个孔型；根据轧制规程的要求，使用不同的孔型进行如下轧制：第一步：把芯部为低碳钢棒2，外层为耐磨特殊钢管1，且二端带有钳口端3的工件送至拔轧组合机组；第二步：缓慢启动轧机5，待咬入工件4轧制长度达到前置拉拔装置6夹钳装卡要求时，轧机暂停；第三步：调节前置拉拔...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘相华，臧克聪，安赛前，
申请(专利权)人：东北大学无锡研究院，
类型：发明
国别省市：