[发明专利]一种中高频感应加热轴向进给滚轧成形螺纹件的方法

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轴向进给滚轧成形螺纹件的方法。

背景技术

螺纹件是机械制造业中关键的联接以及传动零件，在航天机械、机床、仪器仪表，汽车以及各种车辆应用非常广泛。通常，需要加工螺纹的零件占整机零件数量的60%以上。

螺纹零件的加工，普遍存在劳动强度大、生产效率低、成本高和产品精度低等问题。随着航空、航天、汽车及机械工业的迅速发展，各类螺纹零件的需求量日益增加，不断出现在高速、大负荷、动载条件下工作的需求，这对螺纹件的强度、精度提出了更高的要求。传统的切削加工方法不仅效率低，而且由于切断金属纤维，降低了零件的质量，难以适用这种需要。螺纹滚轧加工方法是一种优质、高效、低成本的先进的无屑工艺方法，对高生产效率以及高机械性能要求的精密螺纹零件，显示出极大的优越性。然而目前的螺纹冷滚轧方法对成形材料硬度和延伸率有严格的要求，难以成形材料硬度大于HRC37、延伸率小于8%的螺纹件；对于材料延伸率在8%~12%之间的材料，难以成滚轧成形高质量的螺纹件。并且对于室温下变形抗力大的材料，其螺纹冷滚轧成形过程不仅成形载荷大、材料流动困难，而且成形设备传动系统和整体刚度也面临极大的挑战。

温成形集中了冷成形和热成形工艺的优点，不仅可有效降低变形抗力、降低材料硬度，提高金属材料塑性成形能力；并且避免了热成形能耗大，易产生过热、氧化、脱碳，以及加工余量大等缺点；能够获得较好的产品表面质量和较高的尺寸精度。目前，由于温成形的诸多优点，众多学者对该工艺开展了广泛的研究，应用到很多生产场合并取得了满意的效果，例如温拉深成形、温挤压成形、温锻精密成形等，但还没有将温成形技术应用于轴向进给滚轧成形螺纹件的塑性加工工艺中。

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轴向进给滚轧成形螺纹件的方法，螺纹件成形载荷小，材料流动性能好，能够加工材料变形抗力大、硬度大和细长轴类螺纹件，具有成形精度和表面质量高、生产效率高、加工范围广、通用性强的优点。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种中高频感应加热轴向进给滚轧成形螺纹件的方法，包括如下步骤：

步骤1，装夹工件2，工件2由前顶尖1及后顶尖3夹紧，使工件2的轴线同两个滚轧模具5的轴线在同一水平面上，两个滚轧模具5轴线平行，对称分布在工件2两侧；

步骤2，工件2上成形螺纹段端部区域表面局部加热，具体为：

2.1、工件2向滚轧模具5方向进给，工件2上成形螺纹段进入中高频感应加热器4内，中高频感应加热器4配置在滚轧模具5和工件2装夹位置之间，工件2上成形螺纹段靠近滚轧模具5一端同中高频感应加热器4靠近滚轧模具5一端对齐，

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靠近滚轧模具5一端同相邻的滚轧模具5端面之间空隙段b的长度为L_b，滚轧模具5滚轧螺纹段c的长度为L_c，长度L_aL_b和L_c满足公式L_a＝L_b<L_c（1）；

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

式中：d_z为坯料螺纹区域滚轧前坯料直径；d₁为成形螺纹小径；d为成形螺纹大径；

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