CN101508004A - 轿车变速箱轴类件冷精锻成形方法及其模具 - Google Patents

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CN101508004A CNA2009100611822A CN200910061182A CN101508004A CN 101508004 A CN101508004 A CN 101508004A CN A2009100611822 A CNA2009100611822 A CN A2009100611822A CN 200910061182 A CN200910061182 A CN 200910061182A CN 101508004 A CN101508004 A CN 101508004A
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Abstract

轿车变速箱轴类件冷精锻成形方法及其模具,属于金属材料塑性成形方法及模具,解决现有工艺材料利用率、尺寸精度、表面质量低以及强度不能满足要求的问题。本发明方法包括备料、确定工艺、毛坯处理和逐次成形步骤;本发明模具包括上、下模座,上、下顶出装置,5对模具单元及其紧固装置,各对模具单元均包括上、下模具,上模具由上套筒、上垫板、上支撑筒、上垫套、上凹模、上压圈组成;下模具由下套筒、下垫板、下支撑筒、下垫套、下凹模、下压圈组成。本发明工艺流程合理、稳定、生产效率高;模具制造、安装、使用和维修方便,工作可靠,使用寿命长;所生产的轴类件尺寸精度、表面光洁度和强度提高。

Description

轿车变速箱轴类件冷精锻成形方法及其模具
技术领域
本发明属于金属材料塑性成形方法及模具,用于轿车变速箱轴类件 的生产。
背景技术
近年来,国内对于载重汽车变速箱轴类件的模锻件采用热模锻工艺 生产,其工艺路线为毛坯加热一压扁(或辊锻)一预锻一终锻一切边,
见文献:《锻模设计手册》(第2版),机械工业出版社,2006: 301, 308-309; 其工艺系普通热模锻工艺,工序多,材料利用率一般为75%〜80%,锻件 余量大,直径公差为1.0〜1.5mm,表面为自由面。梁继才、刘化民所提 出的汽车变速箱阶梯轴锻件的生产方法是楔横轧工艺,其工艺路线为毛 坯加热一楔横轧成形,见文献:《楔横轧工艺成形汽车变速箱阶梯轴》, 汽车工艺与材料,2000(6): 15〜17;其工艺属于一种少无切削加工工艺, 材料利用率可达85%,直径公差为0.5〜1.0mm,表面较为光洁,但仍为 自由面,且因是热塑性成形,收縮率达1.5%,尺寸精度难以进一步提高。
轿车变速箱轴类件品种多,数量大,对零件强度要求高,其结构特 点是细而长且台阶多。采用上述加工工艺,所生产的轴类零件材料利用 率低,尺寸精度和表面质量不高,强度不能满足轿车变速箱轴类件要求。
发明人在《轿车变速箱轴类件多工位冷精锻工艺及模具研究》 一文 中(锻压技术,2007 (4): 33〜36),通过与传统加工方法对比,突出轿 车变速箱轴类件冷精锻方法的优势,就一次成形范围一个方面提出了减 径挤压工艺的设计原则,并以输入轴为例给出了成形力的计算方法与所设计的工步图,使用数值模拟的方法验证所设计的工艺,最后提出模具 设计的若干要点。但该文献侧重于以一种输入轴锻件为例通过理论计算 与数值模拟,验证作者在与本发明相关领域的前期研究,公开的内容十 分有限。
发明内容
本发明提供一种轿车变速箱轴类件冷精锻成形方法,并提供用于该 工艺的模具,解决现有普通模锻工艺和楔横轧成形工艺材料利用率低、 尺寸精度低、表面质量不高、强度不能满足要求的问题。
本发明的一种轿车变速箱轴类件冷精锻成形方法,包括-
一. 备料步骤-
冷精锻毛坯选用圆棒料,毛坯的长度L=4V。/3i d。2,毛坯直径d。为采 用縮径挤压中外径最大的台阶直径d,,毛坯体积V。=VP+VX,其中,Vp 为轿车变速箱轴类件的锻件体积,修边余量体积Vx为:在轴两端各加长 2〜4mm、在轴肩的自由镦粗法兰面径向加1〜3mm所增加的体积;
二. 确定工艺步骤:
通过修改轿车变速箱轴类零件图得到对应的锻件图,从成品开始向 前推算,得出各道工序的工步图;
锻件中高径比大于1为台阶部分,采用縮径挤压成形; 一次縮径挤 压成形只能挤出一个台阶;采用上下凹模同时縮径挤压从上下两端挤出 两个台阶;当相邻台阶直径比大于0.85时一次挤压成形;当相邻台阶直 径比小于0.85时,增加缩径挤压工序,直至每次挤压相邻台阶直径比均 大于0.85;在各道工序中,不变形区域外直径依次减小0. lmm;由此确 定工序数和各道工序加工尺寸;
锻件中高径比小于等于1为头部或中部法兰,采用镦粗成形;当变形部分的高径比h/d《3时, 一次镦粗成形;变形部分的高径比h/d〉3 时,增加镦粗工序,直至每次镦粗变形部分的高径比h/d《3;在各道工 序中,不变形区域外直径依次减小0. lmm;由此确定工序数和各道工序加 工尺寸;
三. 毛坯处理步骤:
将毛坯退火至硬度为130〜150HBS,并进行磷化和皂化处理;
四. 逐次成形步骤:
将毛坯置于第一对模具单元中完成第1道精锻成形,紧接着在第二
对模具单元〜第五对模具单元中逐次完成第2、 3、 4和5道精锻成形, 得到所需形状和尺寸的变速箱轴类锻件。
当縮径挤压工序数与镦粗成形工序数总和不超过5次时,采用本发 明提供的五工序模具完成;当工序数总和超过5次时,超出部分通过另 外的模具与设备完成。
用于本发明所述冷精锻成形方法的一种冷精锻模具,包括上、下模 座,上、下顶出装置,模具单元及其紧固装置,其特征在于:
所述上模座由上底板、上模板垫板、面板、调节螺杆、楔块、上模 板组成;上底板、上模板垫板、上模板依次通过螺钉连接,上模板垫板 内置有5个楔块,上模板垫板表面装有带刻度的面板,调节螺杆穿过面 板与楔块螺纹连接,上模板上具有5个均匀分布的上模穴;
所述下模座由通过螺钉连接的下模板和下底板组成,下模板上具有5 个均匀分布的下模穴;
所述模具单元有5对,各对模具单元均包括上模具和下模具,上模 具由上垫板、上套筒、上支撑筒、上垫套、上凹模、上压圈组成,上套 筒内从上而下顺序装有上垫板、上支撑筒、上垫套、上凹模,并由上压 圈固定,上套筒穿过压板通过紧固装置固定在上模穴内;下模具由下垫板、下套筒、下支撑筒、下垫套、下凹模、下压圈组成,下套筒内从下 而上顺序装有下支撑筒、下垫套、下凹模,下压圈和下垫板从下套筒上
下两端进行固定,下套筒穿过压板通过紧固装置固定在下模穴内;
所述模具单元的紧固装置共有10对,其中5对固定在上模板下面对 应于5个上模具的前后位置,另外5对固定在下模板上面对应于5个下 模具的前后位置,各紧固装置均由连接销、压钳、顶出缸、支架组成, 支架底部固定在上模板或下模板的T型槽内,压钳通过连接销固定在支 架上,顶出缸穿过支架顶住压钳,使压钳紧压在卡住上套筒或下套筒的 压板上;
上顶出装置有5个,各自包括上顶杆和上顶出器,上顶出器由直径 较大的圆柱部分和直径较小的圆杆部分组成,圆柱部分位于所述上支撑 筒内,圆杆部分穿过上垫套;上顶杆穿过上底板、楔块、上垫板顶在上 顶出器的圆柱部分;
下顶出装置有5个,各自包括下顶杆和下顶出器,下顶出器由直径 较大的圆柱部分和直径较小的圆杆部分组成,圆柱部分位于所述下支撑 筒内,圆杆部分穿过下垫套;下顶杆穿过下底板和下垫板,顶在下顶出 器的圆柱部分。
所述的冷精锻模具,其特征在于:
所述5对模具单元中,用于锻件各段台阶的縮径挤压成形的模具单 元,当用于一端挤压成形另一端不参与变形的工艺时,挤压成形的上凹 模或下凹模为组合凹模,不参与变形的下凹模或上凹模为料筒,料筒内 壁直径比毛坯外径大0. 1〜0.2mm,料筒对应的上顶出器或下顶出器充当 挤压凸模,推动毛坯完成挤压;当用于上下两端同时挤压成形工艺时, 上、下凹模均为组合凹模,上凹模推动毛坯完成挤压;所述组合凹模由 凹模预紧圈和紧嵌在其内的凹模镶块构成;用于锻件头部或中部法兰的镦粗成形的模具单元,上、下凹模模膛
中不参与变形的部分内径比毛坯外径大0. 1〜0. 2mm;
取终锻件最大横截面为分模面,以分模面为界,质量较大的部分由 下模具成形,质量较小的部分由上模具成形,锻件在传送过程中,不发 生上下翻转。
所述的冷精锻模具,其特征在于:
模具的整体闭合高度按各道成形工序中锻件最大轴向尺寸确定,以 确保各道成形工序能正确成形;各对模具单元的分模面为同一水平面, 以便于使用机械手;相邻模具单元中心线间的距离及精度相同,且其精 度大于等于机械手的水平位移精度。
所述的冷精锻模具,其特征在于:
所述下底板的下端面装有四个均匀分布的滚轮;所述下底板与下模 板相接的表面、上模板与上模板垫板以及上模板垫板与上底板相接的表 面均有两个均匀分布的销钉定位孔。
本发明工作时,由模架锁紧装置将上、下底板分别固定在液压机的 上、下工作台上;拆卸模具时,模架锁紧装置松开,上底板与上工作台 脱离,然后下底板和下工作台松开,通过固定在下底板内的滚轮即可方 便地推出。
紧固装置中的顶出缸顶住压钳,使压钳通过压紧压板把模具单元固 定在上或下模穴内;拆卸模具单元时,顶出缸排油复位,松开压钳,取 出压板,即可方便取出各个模具单元。
通过旋动面板上的调节螺杆,带动楔块前后移动,使上垫板能在士 2mm范围内进行上下微调,指针随调节螺杆转动并在面板表面上指示上垫板的上下位移。
滑块推动5个上模具通过导柱导套导向,从上而下运动使上、下模 具闭合,工件在上、下凹模中完成的冷精锻成形;通过调节液压机滑块 行程,使滑块到达下死点时,上下凹模不发生碰撞,减小模具受冲击力, 延长模具使用寿命,保证锻件尺寸精度。
本发明模具结构设计合理,5对模具单元仅各自的上、下凹模与上、 下顶出装置不同,其余零件的形状与尺寸完全相同,制造、安装、使用 及维修方便,工作可靠,使用寿命长;模具安装在1600吨五工序液压机 上工作,将经过退火和表面润滑处理的棒料毛坯通过本发明五工序模具, 逐道冷精锻成形,得到所需形状与尺寸的变速箱轴类锻件,锻件尺寸精 度高,表面光洁,力学性能好,采用五工序步进式机械手操作,生产效 率高。
本发明所生产的轴类件,其直径公差为士0.25mm,中间不同直径的 阶梯段对两端基准圆柱面的径向跳动公差为0.25mm,轴向长度方向的弯 曲度不大于0. 3mm,表面粗糙度为RaO. 16〜0. 32 y m,材料利用率达95%, 完全满足国内外轿车变速箱轴类件的质量要求。
附图说明
图l为冷精锻模具实施例主剖视图;
图2为冷精锻模具实施例的阶梯剖右视图;
图3为模具单元的紧固状态示意图;
图4为紧固装置结构示意图;
图5为轿车变速箱输出轴毛坯示意图;
图6为第1道冷精锻(挤压)工件示意图;
图7为第2道冷精锻(挤压)工件示意图;
图8为第3道冷精锻(挤压)工件示意图;图9为第4道冷精锻(镦粗)工件示意图;
图10为第5道冷精锻(镦粗)工件即锻件示意图。 具体实施方式
如图l、图2所示,本发明的一个实施例,用于轿车变速箱输出轴的 生产,包括上、下模座,上、下顶出装置,模具单元及其紧固装置;
图2为冷精锻模具在第四对模具单元IV和第五对模具单元V的对称 面上的阶梯剖右视图;中轴线左侧为第四对模具单元IV剖视,右侧为第 五对模具单元V剖视;
上模座由上底板6、上模板垫板5、面板IO、调节螺杆ll、楔块12、 上模板4组成;上底板6、上模板垫板5、上模板4依次通过螺钉连接, 上模板垫板5内置有5个楔块12,上模板垫板5表面装有带刻度的面板 10,调节螺杆11穿过面板与楔块螺纹连接,上模板4上具有5个均匀分 布的上模穴;
所述下模座由通过螺钉连接的下模板3和下底板2组成,下模板3 上具有5个均匀分布的下模穴;
所述模具单元有5对:第一对模具单元i、第二对模具单元n、第
三对模具单元m、第四对模具单元IV和第五对模具单元V;各对模具单 元均包括上模具和下模具,上模具由上垫板13、上套筒14、上支撑筒15、 上垫套16、上凹模17、上压圈18组成,上套筒14内从上而下顺序装有 上垫板13、上支撑筒15、上垫套16、上凹模17,并由上压圈18固定, 上套筒14穿过压板30通过紧固装置35固定在上模穴内;下模具由下垫 板24、下套筒23、下支撑筒22、下垫套21、下凹模20、下压圈19组成, 下套筒23内从下而上顺序装有下支撑筒22、下垫套21、下凹模20,下 压圈19和下垫板24从下套筒23上下两端进行固定,下套筒23穿过压 板30通过紧固装置35固定在下模穴内;所述模具单元的紧固装置35共有10对,其中5对固定在上模板4 下面对应于5个上模具的前后位置,另外5对固定在下模板3上面对应 于5个下模具的前后位置,各紧固装置35均由连接销31、压钳32、顶 出缸33、支架34组成,支架34底部固定在上模板或下模板的T型槽内, 压钳32通过连接销31固定在支架34上,顶出缸33穿过支架34顶住压 钳32,使压钳32紧压在卡住上套筒或下套筒的压板30上;
上顶出装置有5个,各自包括上顶杆8和上顶出器9,上顶出器9由 直径fe大的圆柱部分和直径较小的圆杆部分组成,圆柱部分位于所述上 支撑筒15内,圆杆部分穿过上垫套16;上顶杆8穿过上底板6、楔块12、 上垫板13顶在上顶出器的圆柱部分;
下顶出装置有5个,各自包括下顶杆25和下顶出器26,下顶出器 26由直径较大的圆柱部分和直径较小的圆杆部分组成,圆柱部分位于所 述下支撑筒22内,圆杆部分穿过下垫套21;下顶杆25穿过下底板2和 下垫板24,顶在下顶出器的圆柱部分。
作为一个实施例,5对模具单元中,第一〜第三对模具单元用于锻件
各段台阶一端縮径挤压成形另一端不参与变形的的挤压工艺,各对模具 单元中用于縮径挤压成形的下凹模为由凹模预紧圈28和紧嵌在其内的凹 模镶块29构成的组合凹模,各对模具单元的上凹模不参与变形,为料筒, 料筒内壁直径比比毛坯外径大0. lmm,而且上顶出器充当挤压凸模推动毛 坯完成挤压;第四对、第五对模具单元用于锻件头部法兰的镦粗成形, 上、下凹模模膛不参与变形的部分内径比毛坯外径大O. lmm。
模具单元的紧固装置35共有10对,其中5对固定在上模板4下面 对应于5个上模具的前后位置,另外5对固定在下模板3上面对应于5 个下模具的前后位置。
图3所示为本发明工作时1对模具单元的紧固状态,上压圈18和下压圈19分别把上凹模17和下凹模封装在上套筒14和下套筒23内,上 套筒14和下套筒23穿过各自的压板30通过紧固装置固定在上模穴内; 紧固装置35中的压钳通过压紧各自的压板30分别把上套筒14和下套筒 23固定在上或下模穴内;
如图4所示,紧固装置35由压钳32、顶出缸33、支架34、连接销 31组成,支架34底部固定在上或下模板的T型槽内,压钳32通过连接 销31固定在支架34上,顶出缸33穿过支架34顶住压钳32,使压钳32 紧压在卡住上或下套筒的压板30上;本发明工作时,紧固装置35中的 顶出缸33顶住压钳32,使压钳32通过压紧压板30把模具单元固定在上 或下模穴内;拆卸模具单元时,顶出缸33排油复位,松开压钳32,取出 压板30,即可方便取出各个模具单元。
本发明工作时,由模架锁紧装置36将上底板6、下底板2分别固定 在液压机的上工作台7、下工作台1上;拆卸模架时,模架锁紧装置36 松开,上底板6与上工作台7脱离,然后下底板2和下工作台1松开, 通过固定在下底板2内的滚轮可以方便地推出。
通过旋动面板10上的调节螺杆11,带动楔块12前后移动,使上垫 板13能在土2mm范围内进行上下微调。
本发明工作时,滑块推动5个上模具通过导柱、导套导向,从上而 下下运动使上、下模具闭合,工件在上、下凹模中完成的冷精锻成形; 通过调节液压机滑块行程,使滑块到达下死点时,上下凹模不发生碰撞, 减小模具受冲击力,延长模具使用寿命,保证锻件尺寸精度。
模具工作过程及轴类件精锻成形过程为:
5对模具单元处于张开状态时,5个上模具中的上顶杆8和5个下模 具中的下顶杆25均处于下限位置,由步进式机械手中的第1个夹钳将图 5所示毛坯置于第一对模具单元I的凹模镶块29中,第一对模具单元I 的上凹模17下行直至与凹模镶块29闭合,完成第1道精锻工序,所得工件如图6所示;
第二对模具单元II的上凹模17上行至上限位置,上顶杆8和下顶杆 25同时动作,上顶杆8将工件从上凹模17中顶出,而下顶杆25将工件 顶至上限位置,步进式机械手中的第2个夹钳将工件从第一对模具单元 I的凹模镶块29中取出,向右移动放进第二对模具单元II的凹模镶块29 中,第二对模具单元II的上凹模17下行至与其凹模镶块29闭合,完成 第2道精锻工序,所得工件如图7所示;
第三对模具单元III的上凹模17上行至上限位置,上顶杆8和下顶杆 25同时动作,上顶杆8将工件从上凹模17中顶出,而下顶杆25将工件 顶至上限位置,步进式机械手中的第3个夹钳将工件从第二对模具单元 n的凹模镶块29中取出,向右移动放进第三对模具单元ni的凹模镶块29 中,第三对模具单元III的上凹模17下行至与其凹模镶块29闭合,完成 第3道精锻工序,所得工件如图8所示;
第四对模具单元IV的上凹模17上行至上限位置,上顶杆8和下顶杆 25同时动作,上顶杆8将工件从上凹模17中顶出,而下顶杆25将工件 顶至上限位置,步进式机械手中的第4个夹钳将工件从第三对模具单元 m的凹模镶块29中取出,向右移动放进下凹模20中,第四对模具单元 IV的上凹模17下行至与其下凹模20闭合,完成第4道精锻工序,所得 工件如图9所示;
第五对模具单元V的上凹模17上行至上限位置,上顶杆8和下顶杆 25同时动作,上顶杆8将工件从上凹模17中顶出,而下顶杆25将工件 顶至上限位置,步进式机械手中的第5个夹钳将工件从第四对模具单元 IV的下凹模20中取出,向右移动放进第五对模具单元V的下凹模20中, 第五对模具单元V的上凹模17下行至与其下凹模20闭合,完成第5道 精锻工序,所得工件如图10所示;
采用步进式机械手操作,是毛坯一第1道精锻工序一第2道精锻工序一第3道精锻工序一第4道精锻工序一第5道精锻工序连续进行,当 第1个锻件完成第5道精锻工序时,第2、第3、第4和第5个锻件同时 分别完成第4、第3、第2和第1道精锻工序,五对模具单元满载荷运行, 因而工艺稳定,精密锻件一致性好,生产效率高。
图5为待加工的输出轴毛坯示例,直径为44.5腿,长度为255mm;
图6为第1道冷精锻工件示例,自左向右,其直径依次为44. 6mm、 38. lmm,其长度依次为137mm、 72.5 (209.5-137) mm,台阶过渡区半锥 角为15° ;
图7为第2道冷精锻工件示例,自左向右,其直径依次为44. 7mm、 38.2ram、 35. 2mm,其长度依次为137mm、 52 (189-137) mm、 119 (308-189) mm,各段台阶过渡区半锥角均为15° ;
图8为第3道冷精锻工件示例,自左向右,其直径依次为44. 8ram、 38. 3mm、 35. 3mm、 30. 3mm,其长度依次为137咖、52 (189-137) mm、 72 (261-189) mm、 62 (323-261) mm,各段台阶过渡区半锥角均为15° ;
图9为第4道冷精锻工件示例,自左向右,其直径依次为33mra、52mm、 44.9mm、 38. 4mm、 35. 4mm、 30. 4mm,其长度依次为70. 5 (85.5-15) mm、 15腿、53mrn、 52 (105—53) ram、 72 (177—105)腿、62 (239—177)咖, 除头部上下直径分别为33ran、 52mm的圆台形镦粗法兰与右侧相邻台阶过 渡区为直角外,各段台阶过渡区半锥角均为15° ;
图10为第5道冷精锻工件即所需输出轴精密锻件示例,自左向右, 其直径依次为33mm、 63咖、60咖、45mm、 38. 5咖、35. 5mm、 30. 5跳其 长度依次为23 (60-37)訓、8咖、25 (37-8) mm、 53rran、 52 (105-53) mm、 72 (177-105) mm、 62 (239-177) ram,除头部圆台与镦粗法兰为圆
角过渡以及镦粗法兰与右侧相邻台阶过渡区为直角外,各段台阶过渡区 半锥角均为30。。

Claims (5)

1. 一种轿车变速箱轴类件冷精锻成形方法,包括:一. 备料步骤:冷精锻毛坯选用圆棒料,毛坯的长度L=4V0/πd02,毛坯直径d0为采用缩径挤压中外径最大的台阶直径dmax,毛坯体积V0=Vp+Vx,其中,Vp为轿车变速箱轴类件的锻件体积,修边余量体积Vx为:在轴两端各加长2~4mm、在轴肩的自由镦粗法兰面径向加1~3mm所增加的体积;二. 确定工艺步骤:通过修改轿车变速箱轴类零件图得到对应的锻件图,从成品开始向前推算,得出各道工序的工步图;锻件中高径比大于1为台阶部分,采用缩径挤压成形;一次缩径挤压成形只能挤出一个台阶;采用上下凹模同时缩径挤压从上下两端挤出两个台阶;当相邻台阶直径比大于0.85时一次挤压成形;当相邻台阶直径比小于0.85时,增加缩径挤压工序,直至每次挤压相邻台阶直径比均大于0.85;在各道工序中,不变形区域外直径依次减小0.1mm;由此确定工序数和各道工序加工尺寸;锻件中高径比小于等于1为头部或中部法兰,采用镦粗成形;当变形部分的高径比h/d≤3时,一次镦粗成形;变形部分的高径比h/d>3时,增加镦粗工序,直至每次镦粗变形部分的高径比h/d≤3;在各道工序中,不变形区域外直径依次减小0.1mm;由此确定工序数和各道工序加工尺寸;三. 毛坯处理步骤:将毛坯退火至硬度为130~150HBS,并进行磷化和皂化处理;四. 逐次成形步骤:将毛坯置于第一对模具单元中完成第1道精锻成形,紧接着在第二对模具单元~第五对模具单元中逐次完成第2、3、4和5道精锻成形,得到所需形状和尺寸的变速箱轴类锻件。当缩径挤压工序数与镦粗成形工序数总和不超过5次时,采用本发明提供的五工序模具完成;当工序数总和超过5次时,超出部分通过另外的模具与设备完成。
2. —种用于权利要求1所述成形方法的冷精锻模具,包括上、下模 座,上、下顶出装置,模具单元及其紧固装置,其特征在于:所述上模座由上底板(6)、上模板垫板(5)、面板(10)、调节螺杆 (11)、楔块(12)、上模板(4)组成;上底板(6)、上模板垫板(5)、 上模板(4)依次通过螺钉连接,上模板垫板(5)内置有5个楔块(12), 上模板垫板(5)表面装有带刻度的面板(10),调节螺杆(11)穿过面 板与楔块螺纹连接,上模板(4)上具有5个均匀分布的上模穴;所述下模座由通过螺钉连接的下模板(3)和下底板(2)组成,下 模板(3)上具有5个均匀分布的下模穴;所述模具单元有5对,各对模具单元均包括上模具和下模具,上模 具由上垫板(13)、上套筒(14)、上支撑筒(15)、上垫套(16)、上凹 模(17)、上压圈(18)组成,上套筒(14)内从上而下顺序装有上垫板 (13)、上支撑筒(15)、上垫套(16)、上凹模(17),并由上压圈(18) 固定,上套筒(14)穿过压板(30)通过紧固装置(35)固定在上模穴 内;下模具由下垫板(24)、下套筒(23)、下支撑筒(22)、下垫套(21)、 下凹模(20)、下压圈(19)组成,下套筒(23)内从下而上顺序装有下 支撑筒(22)、下垫套(21)、下凹模(20),下压圈(19)和下垫板(24) 从下套筒(23)上下两端进行固定,下套筒(23)穿过压板(30)通过 紧固装置(35)固定在下模穴内;所述模具单元的紧固装置(35)共有10对,其中5对固定在上模板 (4)下面对应于5个上模具的前后位置,另外5对固定在下模板(3)上面对应于5个下模具的前后位置,各紧固装置(35)均由连接销(31)、 压钳(32)、顶出缸(33)、支架(34)组成,支架(34)底部固定在上 模板或下模板的T型槽内,压钳(32)通过连接销(31)固定在支架(34) 上,顶出缸(33)穿过支架(34)顶住压钳(32),使压钳(32)紧压在 卡住上套筒或下套筒的压板(30)上;上顶出装置有5个,各自包括上顶杆(8)和上顶出器(9),上顶出 器(9)由直径较大的圆柱部分和直径较小的圆杆部分组成,圆柱部分位 于所述上支撑筒(15)内,圆杆部分穿过上垫套(16);上顶杆(8)穿 过上底板(6)、楔块(12)、上垫板(13)顶在上顶出器的圆柱部分;下顶出装置有5个,各自包括下顶杆(25)和下顶出器(26),下顶 出器(26)由直径较大的圆柱部分和直径较小的圆杆部分组成,圆柱部 分位于所述下支撑筒(22)内,圆杆部分穿过下垫套(21);下顶杆(25) 穿过下底板(2)和下垫板(24),顶在下顶出器的圆柱部分。
3. 如权利要求2所述的冷精锻模具,其特征在于:所述5对模具单元中,用于锻件各段台阶的缩径挤压成形的模具单 元,当用于一端挤压成形另一端不参与变形的工艺时,挤压成形的上凹 模或下凹模为组合凹模,不参与变形的下凹模或上凹模为料筒(27),料 筒(27)内壁直径比毛坯外径大0. 1〜0.2mm,料筒(27)对应的上顶出 器或下顶出器充当挤压凸模,推动毛坯完成挤压;当用于上下两端同时 挤压成形工艺时,上、下凹模均为组合凹模,上凹模推动毛坯完成挤压; 所述组合凹模由凹模预紧圈(28)和紧嵌在其内的凹模镶块(29)构成;用于锻件头部或中部法兰的镦粗成形的模具单元,上、下凹模模膛 中不参与变形的部分内径比毛坯外径大0. 1〜0. 2mm。
4. 如权利要求2或3所述的冷精锻模具,其特征在于-模具的整体闭合高度按各道成形工序中锻件最大轴向尺寸确定,以 确保各道成形工序能正确成形;各对模具单元的分模面为同一水平面, 以便于使用机械手;相邻模具单元中心线间的距离及精度相同,且其精 度大于等于机械手的水平位移精度。
5.如权利要求4所述的冷精锻模具,其特征在于: 所述下底板(2)的下端面装有四个均匀分布的滚轮;所述下底板(2) 与下模板(3)相接的表面、上模板(4)与上模板垫板(5)以及上模板 垫板(5)与上底板(6)相接的表面均有两个均匀分布的销钉定位孔。
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