本發明專利技術提供一種回轉體件，特別是大中型回轉體件塑性成形加工的液浸冷卻裝置及其工藝，該裝置包括回轉體件塑性成形加工裝置、用于回轉體件塑性成形加工的腔體和制冷裝置，其中腔體內裝有冷卻液，回轉體件塑性成形加工裝置和回轉體件浸在冷卻液中，上述腔體和制冷裝置連通。本發明專利技術取消了成形過程中的加熱工序、簡化了后續加工工序，因而有效提高了產品質量并降低了生產成本。本發明專利技術提出的大中型環類件冷成形動力一定要高于熱成形所需動力，但由于取消了電加熱工序，所以冷成形的綜合能耗指標要遠遠低于熱成形能耗指標，因而本設計還具有典型的節能減排特征。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于金屬塑性成形領域，涉及一種回轉體件塑性成形加工的液浸冷卻裝置及其工藝，適用于大中型回轉體金屬件的擴輾、旋壓等冷狀態(室溫)塑性成形加工過程變形熱的降溫冷卻。
技術介紹
當對回轉體金屬件在室溫條件下進行回轉成形加工時，在外力通過模具的連續約束作用下，工件內部會發生晶格滑移和錯位并對外釋放熱量使工件急劇升溫。這種因變形熱引起的升溫若不及時有效抑制會對工作模具造成損害，而且工件加工后的降溫過程也會產生一定程度的變形。當加工變形量較小時，可通過噴灑冷卻液對工件進行降溫；當加工變當加工變形量加大并使溫升達到或超過100C°時，噴灑的冷卻液會產生汽化而失去冷卻作用。 金屬的冷狀態塑性加工不僅能改變工件形狀、提高工件表面質量和尺寸精度，而且由于保留了完整的纖維組織以及加工硬化作用，還可大幅提高工件的機械性能。同時，其加工特性也決定了這種工藝較之熱成形加工或機械加工，具有更顯著的節能節材效果。擴輾、旋壓等回轉成形工藝技術始于國外。但到目前為止，在成形過程中由于沒有有效制冷手段的限制，在室溫條件下也僅能對回轉體金屬件實施小變形量塑性加工。如原材料較簿、變形量小于10_的中小型軸承內外環冷輾，車用發動機皮帶輪旋壓等。而對原材料較厚、變形量較大的回轉體件，如截面變形量超過25mm，直徑大于250mm的軋鋼機或鐵路車輛軸承內外環等，則只能繼續沿用耗能耗材的熱成形加工和機械加工工藝。(如圖I所示) 對于大變形量回轉體金屬件而言，采用冷狀態塑性回轉成形工藝技術進行加工，具有十分顯著的技術和經濟效益，并且非常必要。那么，如何有效解決因變形熱引起的溫升抑制問題，就是發揮這種工藝技術優勢的關鍵所在。
技術實現思路
本專利技術的目的是要有效解決大中型回轉體金屬件塑性成形加工過程因變形熱引起的溫升抑制問題。本專利技術提供一種回轉體件塑性成形加工的液浸冷卻裝置及其工藝，本專利技術能有效解決回轉體件在加工過程中因變形熱引起的溫升抑制問題，突破了回轉體金屬件冷塑性成形加工技術應用范圍的限制，尤其適合大變形量回轉體金屬件的冷塑性加工。本專利技術采用如下技術方案 一種回轉體件塑性成形加工的液浸冷卻裝置，包括回轉體件塑性成形加工裝置和制冷裝置，其中回轉體件塑性成形加工裝置的成形工作區域做成腔體，腔體內裝有冷卻液，回轉體件浸在冷卻液中，所述腔體和制冷裝置連通。其中，所述腔體為封閉腔體或頂部設有開口的腔體。根據冷卻工藝要求，腔體可采用封閉或開放式結構。其中，所述腔體為透視結構，以便觀察工件成形過程。工件成形時所釋放的熱量隨液體通過腔體出口循環管路流入制冷裝置，經制冷裝置制冷的液體再次通過進出口循環管路流入腔體，以此重復循環。一種回轉體件塑性成形加工的液浸冷卻工藝，將回轉加工設備的成形工作區域做成腔體，并注入循環制冷流動的冷卻液，使工件和模具在浸入液體中的狀態下進行成形作業；腔體內的冷卻液通過進出口循環管路流入制冷裝置，經制冷裝置制冷的液體再次通過進出口循環管路流入腔體，以此循環。模具由芯軸(即內輪)和旋輪(即外輪)組成。本專利技術的原理是將回轉加工設備的成形工作區域做封閉或開放式封閉，并注入 循環制冷流動的冷卻液，使工件和模具在浸入液體中的狀態下進行成形作業。工件在變形一開始釋放的熱量就通過快速流動的冷卻液體吸收并被帶出加工區域，流出的高溫液體在外部經制冷后再被送回工件加工區。如此循環重復，就可有效抑制大變形量回轉體金屬件在冷塑性加工過程中的溫升，滿足成形工藝要求，減少工件的熱變形量，也可以有效降低冷卻液工作過程中的揮發損耗。根據工件溫升情況和降溫效果，可以調控冷卻液流量，對加工件進行全浸、半浸和微浸作業。置大變形、高發熱量室溫成形金屬件于封閉區域內實施成形，封閉區域內設置冷卻液進出口，封閉區域外配置冷卻液循環冷卻系統；對于加工區域內的軸承、主軸等旋轉部位要做密封；封閉區域采用半包圍、透視結構，既要防止冷卻液飛濺，又要便于開啟上下工件，也要適于操作者觀察工件成形過程 本專利技術的技術效果 本專利技術的新穎之處就在于取消了成形過程中的加熱工序、簡化了后續加工工序，因而有效提高了產品質量并降低了生產成本。本專利技術提出的大中型環類件冷成形動力一定要高于熱成形所需動力，但由于取消了電加熱工序，所以冷成形的綜合能耗指標要遠遠低于熱成形能耗指標，因而本設計還具有典型的節能減排特征。本專利技術的另一個創新點在于解決了冷成形工件在變形過程中的過度受熱問題，并不涉及其所需成形設備的動力、結構和控制等方面的設計改動。附圖說明圖I為現有技術中的擴輾成形冷卻裝置，其中I為芯軸，2為工件，3為旋輪，4為主機； 圖2為本專利技術的擴輾冷卻裝置,其中I為芯軸,2為工件,3為旋輪,4為主機,5為循環液腔體，7冷卻液進口，8高溫液出口，9腔體蓋，10透明玻璃； 圖3亦為本專利技術的擴輾冷卻裝置，其中I為芯軸，2為工件，3為旋輪，5為循環液腔體，6制冷裝置，11冷卻液進口管路，12高溫液出口管路，9腔體蓋。具體實施例方式以大變形量回轉體典型件，SKF鐵路車輛軸承內外環的擴輾制坯為例，就本專利技術提出的液浸式冷卻裝置及其工藝予以說明 SKF鐵路車輛軸承內外環的擴輾制坯的液浸冷卻裝置(如圖2所示)，包括工件、芯軸、旋輪、循環液腔體，其中循環液腔體內裝有冷卻液，工件、芯軸和旋輪浸在冷卻液中，腔體一側設置液體循環進出口。模具由芯軸(即內輪)和旋輪(即外輪)組成。腔體一側設置的液體循環進出口(即7冷卻液進口和8高溫液出口)與制冷裝置連接。(制冷裝置在圖2中未示出)。具體操作步驟如下在腔體內注入循環制冷流動的冷卻液，使工件和芯軸、旋輪在浸入液體中的狀態下進行成形作業。成形過程中吸收熱量的高溫液體通過出口循環管路流出，經制冷裝置制冷卻后通過進口循環管路再流回腔體。其中芯軸為主動旋轉軸、工件和旋輪被動旋轉；在旋輪的徑向施力進給作用下，工件直徑和高度逐步加大、壁厚相應減薄。主機為工件的成型加工提供動力。透過透明玻璃在蓋上腔體蓋時，也能觀察到工件的加工進程。圖3中SKF鐵路車輛軸承內外環的擴輾制坯的液浸冷卻裝置(如圖2所示)，包括 工件、芯軸、旋輪、循環液腔體，其中循環液腔體內裝有冷卻液，工件、芯軸和旋輪浸在冷卻液中，腔體一側設置液體循環進出口。模具由芯軸(即內輪)和旋輪(即外輪)組成。循環液腔體經液體循環進出口，通過進出口循環管路(即11冷卻液進口循環管路和12高溫液出口循環管路)與制冷裝置連接。經制冷裝置制冷的液體通過進出口循環管路流入循環液腔體。其中，冷卻池可以為封閉腔體，也可以為頂部設有開口的腔體。具體操作步驟如下在腔體內注入循環制冷流動的冷卻液，使工件和芯軸、旋輪在浸入液體中的狀態下進行成形作業。成形過程中吸收熱量的高溫液體通過出口循環管路流出，經制冷裝置制冷卻后通過進口循環管路再流回腔體。針對大中型環類件而言，現行工藝普遍采用加熱工序，以降低變形抗力。但負面作用是材料消耗大、工序多、能耗高、內在質量不易控制。本專利技術的新穎之處就在于取消了成形過程中的加熱工序、簡化了后續加工工序，因而有效提高了產品質量并降低了生產成本。本專利技術提出的大中型環類件冷成形動力一定要高于熱成形所需動力，但由于取消了電加熱工序，所以冷成形的綜合能耗指標要遠遠低于熱成形能耗指標，因而本設計還具有典型的節能減排特征。目前中小型環類件已經廣泛本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種回轉體件塑性成形加工的液浸冷卻裝置，其特征在于：包括回轉體件塑性成形加工裝置和制冷裝置，其中回轉體件塑性成形加工裝置的成形工作區域做成腔體，腔體內裝有冷卻液，回轉體件和模具浸在冷卻液中，所述腔體和制冷裝置連通。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：齊兵，王銳城，程偉，
申請(專利權)人：北京高孚旋壓科技有限責任公司，
類型：發明
國別省市：
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