[实用新型]一种回转体件塑性成形加工的液浸冷却装置

说明书

技术领域

本实用新型属于金属塑性成形领域，涉及一种回转体件塑性成形加工的液浸冷却装置及其工艺，适用于大中型回转体金属件的扩辗、旋压等冷状态（室温）塑性成形加工过程变形热的降温冷却。 

背景技术

当对回转体金属件在室温条件下进行回转成形加工时，在外力通过模具的连续约束作用下，工件内部会发生晶格滑移和错位并对外释放热量使工件急剧升温。这种因变形热引起的升温若不及时有效抑制会对工作模具造成损害，而且工件加工后的降温过程也会产生一定程度的变形。当加工变形量较小时，可通过喷洒冷却液对工件进行降温；当加工变当加工变形量加大并使温升达到或超过100C°时，喷洒的冷却液会产生汽化而失去冷却作用。

金属的冷状态塑性加工不仅能改变工件形状、提高工件表面质量和尺寸精度，而且由于保留了完整的纤维组织以及加工硬化作用，还可大幅提高工件的机械性能。同时，其加工特性也决定了这种工艺较之热成形加工或机械加工，具有更显著的节能节材效果。

扩辗?旋压等回转成形工艺技术始于国外。但到目前为止，在成形过程中由于没有有效制冷手段的限制，在室温条件下也仅能对回转体金属件实施小变形量塑性加工。如原材料较簿、变形量小于10mm的中小型轴承内外环冷辗，车用发动机皮带轮旋压等。而对原材料较厚、变形量较大的回转体件，如：截面变形量超过25mm，直径大于250mm的轧钢机或铁路车辆轴承内外环等，则只能继续沿用耗能耗材的热成形加工和机械加工工艺。（如图1所示）

对于大变形量回转体金属件而言，采用冷状态塑性回转成形工艺技术进行加工，具有十分显著的技术和经济效益，并且非常必要。那么，如何有效解决因变形热引起的温升抑制问题，就是发挥这种工艺技术优势的关键所在。

发明内容

本实用新型的目的是要有效解决大中型回转体金属件塑性成形加工过程因变形热引起的温升抑制问题。

本实用新型提供一种回转体件塑性成形加工的液浸冷却装置及其工艺，本实用新型能有效解决回转体件在加工过程中因变形热引起的温升抑制问题，突破了回转体金属件冷塑性成形加工技术应用范围的限制，尤其适合大变形量回转体金属件的冷塑性加工。

本实用新型采用如下技术方案：

一种回转体件塑性成形加工的液浸冷却装置，包括回转体件塑性成形加工装置和制冷装置，其中回转体件塑性成形加工装置的成形工作区域做成腔体，腔体内装有冷却液，回转体件浸在冷却液中，所述腔体和制冷装置连通。

其中，所述腔体为封闭腔体或顶部设有开口的腔体。根据冷却工艺要求，腔体可采用封闭或开放式结构。

其中，所述腔体为透视结构，以便观察工件成形过程。

工件成形时所释放的热量随液体通过腔体出口循环管路流入制冷装置，经制冷装置制冷的液体再次通过进出口循环管路流入腔体，以此重复循环。

一种回转体件塑性成形加工的液浸冷却工艺，将回转加工设备的成形工作区域做成腔体，并注入循环制冷流动的冷却液，使工件和模具在浸入液体中的状态下进行成形作业；腔体内的冷却液通过进出口循环管路流入制冷装置，经制冷装置制冷的液体再次通过进出口循环管路流入腔体，以此循环。模具由芯轴（即内轮）和旋轮（即外轮）组成。

本实用新型的原理是：将回转加工设备的成形工作区域做封闭或开放式封闭，并注入循环制冷流动的冷却液，使工件和模具在浸入液体中的状态下进行成形作业。工件在变形一开始释放的热量就通过快速流动的冷却液体吸收并被带出加工区域，流出的高温液体在外部经制冷后再被送回工件加工区。如此循环重复，就可有效抑制大变形量回转体金属件在冷塑性加工过程中的温升，满足成形工艺要求，减少工件的热变形量，也可以有效降低冷却液工作过程中的挥发损耗。根据工件温升情况和降温效果，可以调控冷却液流量，对加工件进行全浸、半浸和微浸作业。

置大变形、高发热量室温成形金属件于封闭区域内实施成形，封闭区域内设置冷却液进出口，封闭区域外配置冷却液循环冷却系统；对于加工区域内的轴承、主轴等旋转部位要做密封；封闭区域采用半包围、透视结构，既要防止冷却液飞溅，又要便于开启上下工件，也要适于操作者观察工件成形过程

本实用新型的技术效果：

本实用新型的新颖之处就在于取消了成形过程中的加热工序、简化了后续加工工序，因而有效提高了产品质量并降低了生产成本。本实用新型提出的大中型环类件冷成形动力一定要高于热成形所需动力，但由于取消了电加热工序，所以冷成形的综合能耗指标要远远低于热成形能耗指标，因而本设计还具有典型的节能减排特征。