本发明公开了一种自由锻中台阶轴的锻造方法，该方法在压肩前将毛坯锻造成正八边形的形状，然后计算各个台阶的材料体积，再将其换算成正八边形截面的材料长度，然后在对应的位置进行压肩。本发明在台阶轴锻压操作过程中，做压肩工艺之前，先将毛坯锻造成正八边形截面形状替代圆截面形状，有效解决了夹持困难问题，确保压肩位置正确，并且正八边形的形状接近圆形，后期滚圆加工也比较省料，提高了生产效率及产品质量，减少了次品、废品的发生率。
1.一种自由锻中台阶轴的锻造方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）读取台阶轴锻件的参数：各台阶的直径和长度，材料密度r，台阶轴从左向右依次的直径为D1，D2，...Dn、长度为L1，L2，...Ln；
（2）将坯料经过变形后锻打成截面为正八边形的柱体，正八边形截面的对边距离S等于台阶轴中的最大直径Dk，最大直径的台阶直径及长度为Dk，Lk；
（3）计算台阶轴锻件的两端切头的重量，最左端GL，最右端切头重量GR；
（4）以最大直径的台阶的两端为分界线，分别计算最大直径台阶的左端体积VL、最大台阶体积Vk、右端体积VR；
（5）当锻件是台阶截面为正八边形、正八边形的对边距离为最大直径的柱体时：计算左端压肩的长度LPL，最大直径台阶压肩的长度LPk，右端压肩的长度LPR，根据LPL，LPk和LPR对锻件进行压肩；
（6）坯料的右端进行压肩后，拔长右端后锻打，锻打后右端的截面为正八边形，正八边形的对边距离SR1等于右端台阶中的最大直径，即为Dk+1到Dn中的最大值；
（7）对坯料的右端的第一级台阶，即对k+1级台阶的锻造：计算右端的第一级台阶的压肩长度LPk+1，然后根据压肩长度Pk+1进行压肩，判断Dk+1是否等于SR1，如果相等转入步骤（8）；如果不相等，则拔长该台阶，锻造截面为正八边形的柱体，正八边形的对边距离等于Dk+1；
（8）求Dk+2到Dn中台阶直径最大值，Dk+2到Dn中的直径最大值和SR2相等，计算第k+2级台阶的压肩长度LPk+2，将k+2到n级的台阶拔长为对边距离为SR2的正八边形截面的柱体，然后按照压肩长度LPk+2进行压肩，判断Dk+2是否等于SR2，如果相等转入步骤（9），如果不相等，则拔长该台阶，锻造截面为正八边形的柱体，正八边形的对边距离等于Dk+2；
（9）按照步骤（8）的方法，依次求SR3，…，SRj，并依次计算压肩的长度j=3，...，j=n-k+1，将右端台阶全部拔出后，依次将右端各台阶滚圆；
（10）对左端台阶按照上述步骤进行压肩、拔出和滚圆；
所述步骤（1）中，如果直径最大值为Dn将锻件进行掉头处理，即将直径和长度进行对调：D1与Dn互换、L1与Ln互换，D2与Dn-1互换、L2与Ln-1互换，...，依次类推；
所述步骤（3）中，所述GL＝1.8D13，GR＝1.8Dn3；
一种自由锻中台阶轴的锻造方法
技术领域
[0001] 本发明涉及的是一种台阶轴锻造方法，尤其涉及的是一种自由锻中台阶轴的锻造方法。
背景技术
[0002] 多级台阶轴自由锻的传统方法是根据体积不变原则，选择合适的坯料，锻打成圆形截面，然后，依此圆形截面为依据，设计工艺。整个自由锻过程如下：
[0003] 以圆形截面为依据，进行工艺设计、计算，确定分段位置；
[0004] 在分段处进行压肩（压痕）处理；
[0005] 对压肩处理过的圆坯料，逐段反复锻打、拔长，直至该段需要的直径；
[0006] 对于已经锻打过的轴段，如果需要继续分段锻打，重复以上步骤；
[0007] 锻打结束，切除料头。
[0008] 可见，传统的台阶轴锻造过程中，都是选择圆坯料作为工艺设计和计算的依据。这种方法的缺点是：圆坯料夹持困难，操作不方便，以至经常出现压肩位置不准确的现象，造成压肩一侧材料不足，而另一侧材料过多情况，严重时会导致毛坯报废。
发明内容
[0009] 发明目的：本发明提供了一种自由锻中台阶轴的锻造方法，在压肩前将毛坯锻造成正八边形的形状，然后计算各个台阶的材料体积，再将其换算成正八边形截面的材料长度，然后在对应的位置进行压肩。
[0010] 技术方案：本发明包括以下步骤：
[0011] （1）读取台阶轴锻件的参数：各台阶的直径和长度，材料密度，台阶轴从左向右依次的直径为，，...、长度为，，...；
[0012] （2）将坯料经过变形后锻打成截面为正八边形的柱体，正八边形截面的对边距离S等于台阶轴中的最大直径，最大直径的台阶直径及长度为，；
[0013] （3）计算台阶轴锻件的两端切头的重量，最左端，最右端切头重量GR；
[0014] （4）以最大直径的台阶的两端为分界线，分别计算最大直径台阶的左端体积、最大台阶体积、右端体积；
[0015] （5）当锻件是台阶截面为正八边形、正八边形的对边距离为最大直径的柱体时：
[0016] 计算左端压肩的长度，最大直径台阶压肩的长度，右端压肩的长度，根据，和对锻件进行压肩；
[0017] （6）坯料的右端进行压肩后，拔长右端后锻打，锻打后右端的截面为正八边形，正八边形的对边距离等于右端台阶中的最大直径，即为到中的最大值；
[0018] （7）对坯料的右端的第一级台阶，即对k+1级台阶的锻造：
[0019] 计算右端的第一级台阶的压肩长度，然后根据压肩长度进行压肩，判断是否等于，如果相等转入步骤（8）；如果不相等，则拔长该台阶，锻造截面为正八边形的柱体，正八边形的对边距离等于；
[0020] （8）求Dk+2到Dn中台阶直径最大值，Dk+2到Dn中的直径最大值和SR2相等，计算第k+2级台阶的压肩长度LPk+2，将k+2到n级的台阶拔长为对边距离为SR2的正八边形截面的柱体，然后按照压肩长度LPk+2进行压肩，
[0021] 判断Dk+2是否等于SR2，如果相等转入步骤（9），如果不相等，则拔长该台阶，锻造截面为正八边形的柱体，正八边形的对边距离等于Dk+2；
[0022] （9）按照步骤（8）的方法，依次求SR3，…，SRj，并依次计算压肩的长度j=3，...，j=n-k+1，将右端台阶全部拔出后，依次将右端各台阶滚圆；
[0023] （10）对左端台阶按照上述步骤进行压肩、拔出和滚圆。
[0024] 所述步骤（1）中，如果直径最大值为Dn将锻件进行掉头处理，即将直径和长度进行对调：D1与Dn互换、L1与Ln互换，D2与Dn-1互换、L2与Ln-1互换，...，依次类推。3 3
[0025] 所述步骤（3）中，所述GL＝1.8D1，GR＝1.8Dn。
[0026] 所述步骤（4）中，所述
[0027] 所述步骤（5）中，所述
[0028] 所述步骤（7）中，所述
[0029] 所述步骤（8）中，所述
[0030] 有益效果：本发明相比现有技术具有以下优点：本发明在台阶轴锻压操作过程中，做压肩工艺之前，先将毛坯锻造成正八边形截面形状替代圆截面形状，有效解决了夹持困难问题，确保压肩位置正确，并且正八边形的形状接近圆形，后期滚圆加工也比较省料，提高了生产效率及产品质量，减少了次品、废品的发生率。
附图说明
[0031] 图1是本发明锻造的台阶轴的结构示意图；
[0032] 图2是本发明锻件整体压肩的结构示意图；
[0033] 图3是本发明右端第一级压肩后的结构示意图；
[0034] 图4是本发明右端第一级锻造后的结构示意图；
[0035] 图5是本发明右端第二级压肩后的结构示意图；
[0036] 图6是本发明右端第二级锻造后的结构示意图；
[0037] 图7是本发明左端第一级压肩后的结构示意图；
[0038] 图8是本发明的锻造流程图；
[0039] 图9是右端台阶的锻造流程图；
[0040] 图10是左端台阶的锻造流程图。
具体实施方式
[0041] 下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0042] 如图8所示，本实施例包括以下步骤：
[0043] （1）读取台阶轴锻件的参数：各台阶的直径和长度，材料密度r，台阶轴从左向右依次的直径为D1，D2，...Dn、长度为L1，L2，...Ln，如果直径最大值为Dn将锻件进行掉头处理，即将直径和长度进行对调：D1与Dn互换、L1与Ln互换，D2与Dn-1互换、L2与Ln-1互换，依次类推；
[0044] 如图1所示，本实施例为四级台阶轴锻件，相关尺寸如下：
[0045] D1=215mm，L1=250mm，D2=315mm，L2=380mm，D3=235mm，L3=280mm，D4=198mm，L4=150mm，3
密度r=0.00785克/mm ；
[0046] （2）将坯料经过变形后锻打成截面为正八边形的柱体，正八边形截面的对边距离S等于台阶轴中的最大直径Dk=D2=315mm，最大直径的台阶直径及长度为Dk，Lk；
[0047] （3）计算台阶轴锻件的两端切头的重量，最左端GL＝1.8D13=17.9Kg，最右端切头3 3
重量GR＝1.8Dn=1.8D4=14.0Kg；
[0048] （4）以最大直径的台阶的两端为分界线，分别计算最大直径台阶的左端体积VL、最大台阶体积Vk、右端体积VR：
[0049]
[0050]
[0051]
[0052] （5）设定锻件是台阶截面为正八边形、正八边形的对边距离为最大直径的柱体：
[0053] 计算左端压肩的长度LPL，
[0054] 计算最大直径台阶压肩的长度LPk，
[0055] 计算右端压肩的长度LPR，
[0056] 如图2所示，根据LPL，LPk和LPR对锻件进行压肩；
[0057] （6）如图3和图4所示，坯料的右端进行压肩后，拔长右端后锻打，锻打后右端的截面为正八边形，正八边形的对边距离SR1等于右端台阶中的最大直径，即为Dk+1到Dn中的最大值，本实施例为SR1=D3=235mm；
[0058] （7）如图5所示，对坯料的右端的第一级台阶，即对k+1级台阶的锻造：
[0059] 计算右端的第一级台阶的压肩长度LPk+1＝LR3：
[0060] 然后根据计算的压肩长度LPk+1进行压肩，
[0061] 判断Dk+1=D3是否等于SR1，如果相等转入步骤（8）；如果不等，则拔长该台阶，锻造截面为正八边形的柱体，正八边形的对边距离等于Dk+1；
[0062] 本实施例由于是从最大直径的台阶向右依次减小的台阶轴，所以Dk+1=SR1，可以直接进入下一步；在其他实施例中，如果下一级台阶的直径大于上一级台阶，即Dk+1和SR1不相等，Dk+1小于SR1，则需要把该较小的台阶先锻造出来。
[0063] （8）如图6和图9所示，求Dk+2到Dn中台阶直径最大值SR2，由于本实施例只有四级台阶，现在右端仅剩一级台阶，Dk+2=D4，第k+2=4级台阶的压肩长度LPk+2＝LP4，直接将右端部分拔长至直径尺寸D4=198mm即可。
[0064] 在其他台阶数较多的实施例中，需要计算LPk+2，
[0065] 将k+2到n级的台阶拔长到对边距离为SR2的正八边形截面的柱体，然后按照压肩长度为LPk+2进行压肩，判断Dk+2是否等于SR2，如果相等转入步骤（9），如果不等，则拔长该台阶，锻造截面为正八边形的柱体，正八边形的对边距离等于Dk+2；
[0066] （9）按照步骤（8）的方法，依次求SR3，…，SRj，并依次计算压肩的长度LPk+j，j=3，...，j=n-k+1，将右端台阶全部拔出后，依次将右端各台阶滚圆；
[0067] （10）如图7和图10所示，对左端台阶按照上述步骤进行压肩、拔出和滚圆，本实施例左端台阶只有一级，将其按照计算的左端压肩长度进行压肩后直接拔长并滚圆至尺寸D1=215mm，L1=250mm。
