CN101332489A - 一种齿套的冷锻精密成形工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种齿套的冷锻工艺，其特征在于，采用冷锻精密近净成形技术和闭塞分流锻造新技术，内齿孔及外型复合冷锻一次成形，无需后续加工，齿形精度达到七级以上，齿套外直径与凹模之间设置体积分流空间，通过分流，减少金属流动阻力，降低模具承受单位挤压力，采用合金钢管坯闭塞锻造，无废料冷锻成形，材料利用率90％以上，齿形位置偏差≤0.03mm，生产效率也得到大幅提高，产品经鉴定，成形产品各项技术参数均达到日本丰田轿车同类产品的技术标准，其成形工艺优于日本制造，具有国际先进水平。

Description

一种齿套的冷锻精密成形工艺
技术领域
本发明涉及一种齿套的冷锻精密成形工艺，尤其涉及一种用于轿车转向总成的齿套冷锻精密成形工艺，属于冷锻精密成形工艺技术领域。
背景技术
目前要加工齿套，如图1、2所示，所述的齿套由台阶孔、三向削扁的圆柱大端C及圆柱小端D，以及内锥孔B和内齿孔A组成，传统加工方法为外形与内孔切削加工后，用齿形拉刀拉削成形内齿，如采用一般锻造方法，只能成形带有大小端的空心圆柱体，削扁外形及内孔仍需切削加工及拉削齿孔成形，切削加工的缺点是齿套成形工序长、材料耗用多、产品合格率低、成形效率差。
发明内容
本发明的目的是提供一种齿套的冷锻精密成形工艺，解决现有齿套成形工序长、材料耗用多、产品合格率低、成形效率差等技术问题。
为实现以上目的，本发明的技术方案是提供一种齿套的冷锻精密成形工艺，其方法为：
第一步，用园锯机将合金钢管坯落料，毛坯落料与齿套的重量误差±0.5克；
第二步，将钢管坯落料在井式炉内退火，850℃～880℃，保温6小时～8小时，随炉冷却到350℃以下出炉；
第三步，采用磷皂化流水线按常规工艺对退过火的钢管坯落料进行磷化和皂化处理，形成表面润滑层，其中磷化温度为70℃-80℃，时间为15分钟-25分钟；皂化温度为60℃-70℃，时间为5分钟-15分钟；
其特征在于，
第四步，采用高强度模具钢制造预成形模具和闭塞锻造模具；
第五步，使用400T机械压力机，四导柱通用模架及预成形模具，冷锻成形齿套的圆柱小端D及预成形E，预成形E的体积等于齿套的圆柱大端的体积；
第六步，使用400T机械压力机，四导柱通用模架及闭塞锻造模具，将齿套放在凸模上，齿套预成形E的侧面与凹模内壁存有体积分流空间，400T机械压力机的冲头装上凸模、冲头下压进入齿套的内锥孔B，一次用闭塞分流锻造成形内齿孔A，同时齿套预成形E直径胀大充满体积分流空间，达到齿套的圆柱大端C规定的直径，冲头下压速度为8-10mm/秒，压力为300kg/mm2。
发明采用冷锻精密近净成形技术和闭塞分流锻造新技术，内齿孔及外型复合冷锻一次成形，无需后续加工，彻底解决了原件内外分步切削加工、拉削齿孔造成的齿形位置精度偏差大、一致性差、齿孔强度低等质量问题。齿形精度达到七级以上，由于预成形齿套外径与凹模之间设置体积分流空间，通过分流，减少金属流动阻力，降低模具承受单位挤压力，采用合金钢管坯闭塞锻造，无废料冷锻净成形，材料利用率90％以上，齿形位置偏差≤0.03mm，生产效率得到大幅提高，产品经鉴定，成形产品各项技术参数均达到日本丰田轿车同类产品的技术标准，其成形工艺优于日本制造，具有国际先进水平。
本发明的优点是：
1，冷锻闭塞净成形，材料利用率达90％以上，且大大缩短了加工工艺流程，生产效率高，适用于规模化生产；
2，分流锻造技术，使三面削扁大端C得以锻造成形，且齿形精度达到七级以上，位置偏差≤0.03mm，显著提高了产品整体质量。
附图说明
图1为齿套结构示意图；
图2为齿套左视图；
图3为冷锻工艺流程图；
图4为闭塞锻造模具结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例
如图3所示，为冷锻工艺流程图，一种齿套的冷锻精密成形工艺为：第一步，用园锯机将合金钢管坯落料，其毛坯落料与齿套的重量误差±0.5克；
第二步，将钢管坯落料在井式炉内退火，850℃，保温6小时，随炉冷却到300℃出炉；
第三步，采用磷皂化流水线按常规工艺对退过火的钢管坯落料进行磷化和皂化处理，形成表面润滑层，其中磷化温度为80℃，时间为20分钟；皂化温度为60℃，时间为10分钟；
第四步，采用高强度模具钢制造预成形模具和闭塞锻造模具；
第五步，使用400T机械压力机，四导柱通用模架及预成形模具，冷锻成形齿套6的圆柱小端D及预成形E，预成形E的体积等于齿套6的圆柱大端C的体积；
第六步，使用400T机械压力机，四导柱通用模架及闭塞锻造模具，将齿套6放在凸模5上，齿套6预成形E的侧面与凹模2内壁存有体积分流空间7，400T机械压力机的冲头装上凸模1、冲头下压进入齿套6的内锥孔B，一次用闭塞分流锻造成形内齿孔A，同时齿套6预成形E直径胀大充满体积分流空间7，达到齿套6的圆柱大端C规定的直径，冲头下压速度为8-10mm/秒，压力为300kg/mm2。
如图4所示，为闭塞锻造模具结构示意图，所述的闭塞锻造模具由上凸模1、凹模2、预应力中套3、预应力外套4和下凸模5组成，下凸模5安装在凹模2的中央，预应力外套4与凹模2之间安装预应力中套3，所述的上凸模1为齿套大端C形状，所述的凹模2与下凸模5组成型腔与圆柱小端D及内锥孔B和内齿孔A形状吻合，且凹模2上部内径与预成形毛坯外径之间设有体积分流空间7。
以下是本发明与原制造工艺制造的齿套对比：
原工艺：工序流程长，产品合格率低，原材料利用率不足65％。
新工艺：工序流程简单，产品合格率高，原材料利用率90％以上。

Claims (2)

1.一种齿套的冷锻精密成形工艺，其方法为：
第一步，用园锯机将合金钢管坯落料，毛坯落料与齿套的重量误差±0.5克；
第二步，将钢管坯落料在井式炉内退火，850℃～880℃，保温6小时～8小时，随炉冷却到350℃以下出炉；
第三步，采用磷皂化流水线按常规工艺对退过火的钢管坯落料进行磷化和皂化处理，形成表面润滑层，其中磷化温度为70℃-80℃，时间为15分钟-25分钟；皂化温度为60℃-70℃，时间为5分钟-15分钟；
其特征在于，
第四步，采用高强度模具钢制造预成形模具和闭塞锻造模具；
第五步，使用400T机械压力机，四导柱通用模架及预成形模具，冷锻成形齿套(6)的圆柱小端D及预成形E，预成形E的体积等于齿套(6)的圆柱大端(C)的体积；
第六步，使用400T机械压力机，四导柱通用模架及闭塞锻造模具，将齿套(6)放在凸模(5)上，齿套(6)预成形E的侧面与凹模(2)内壁存有体积分流空间(7)，400T机械压力机的冲头装上凸模(1)、冲头下压进入齿套(6)的内锥孔(B)，一次用闭塞分流锻造成形内齿孔(A)，同时齿套(6)预成形E直径胀大充满体积分流空间(7)，达到齿套(6)的圆柱大端(C)规定的直径，冲头下压速度为8-10mm/秒，压力为300kg/mm2。
2.根据权利要求1所述的一种齿套的冷锻工艺，其特征在于，所述的闭塞锻造模具由上凸模(1)、凹模(2)、预应力中套(3)、预应力外套(4)和下凸模(5)组成，下凸模(5)设于凹模(2)的底部，预应力外套(4)与凹模(2)之间设有预应力中套(3)，所述的上凸模(1)、凹模(2)与齿套(6)之间设有闭塞成形分流空间(7)。
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