CN102198455A - 驱动轴毛坯热挤压成型方法及其模具 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及驱动轴的加工方法和设备，尤其是涉及一种驱动轴毛坯热挤压成型方法及其模具：所述方法包括圆钢切割、加热、挤压、锻压后形成具有球头窝的法兰盘成型的驱动轴毛坯；所述模具包含半成品模具和成品模具，其中半成品模具包含上模A、模芯A、模架A和顶出机构A；所述成品模具包含上模B、模芯B、模架B和顶出机构B；本发明基本不需要二次加热的过程，本发明相对于现有技术汽车、拖拉机驱动轴液压成型工艺而言，是传统工艺生产效率的数倍，相应的噪音也大幅度的减少，生产成本也得到大幅度的降低。
Description
【技术领域】
本发明涉及驱动轴的加工方法和设备，尤其是涉及一种机动车驱动轴毛坯热挤压成型方法及其模具。
【背景技术】
挤压成形技术已经应用了几百年之久；对于驱动轴来说，采用挤压成形较为少见，经过技术检索尚未发现有机动车驱动轴毛坯热挤压成型的相关文献报道；目前人们较为传统的加工方法是采用锻造成形技术对驱动轴毛坯进行加工。由于驱动轴的成形精度要求很高，远比其它零件对于成形的要求严格得多。
驱动轴是汽车、拖拉机由后桥差速器传递到轮胎用来传递扭矩的重要部件，是支撑重量的关键零件之一；但无论是何种方法来获取驱动轴毛坯，并且保证获取驱动轴毛坯处于高塑性，低变形抗力的软化状态，使得成形加工都很困难。
公知的，驱动轴的良好运行是保证车辆安全的主要部件之一，驱动轴质量的好坏关系到驾乘人员的人身安全，它是典型的杆部带法兰盘的零件；现有的驱动轴毛坯的制造方法都是通过锻造来实现的，传统的锻造工艺方法大致包含如下步骤：
1）、结合附图1中A给出的结构，首先使用相对较粗的圆钢“例如φ100”，下料—对圆钢加热至“1100o左右”，使用空气锤锻造圆钢下部，使圆钢形成上部较粗、下部较细的棒槌状结构；
2）、二次再加热工件“1100o左右”，在摆辗机上将圆钢上部锻造成法兰盘（5）；
3）、使用空气锤在法兰盘（5）上部面锻压出球头窝（15），使之形成上部具有球头窝（15）的法兰盘（5）和下部的杆部（2）直线型结构的成品工件，然后进行再加工。
在上述加工工艺中，上述传统工艺锻造驱动轴毛坯时，存在的缺点是加工中噪音较大、步骤多；并且对于较粗圆钢碾压细时所费工时较多：例如φ100“锻造成杆部φ63，车成品φ57”时；锻造效率非常低，机加工余量“6mm”也相对较大；使用设备多；能耗较大，不利于环保。
参考文献：
用小吨位压力机成形驱动轴，《锻压技术》 1986年05期。
【发明内容】
为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种驱动轴毛坯热挤压成型方法及其模具，本发明基本不需要二次加热的过程，本发明相对于现有技术汽车、拖拉机驱动轴液压成型工艺而言，是传统工艺生产效率的数倍，相应的噪音也大幅度的减少，生产成本也得到大幅度的降低。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种驱动轴毛坯热挤压成型方法，包括以下步骤：
1）、圆钢切割成设计尺寸待用；
2）、将步骤一切割后的圆钢放入加热装置中加热至1050°～1130°之间，优选1100°；
3）、加热后的圆钢或放入油压机的半成品模具内，将上部挤压成直径及长度要求的雏形；
4）、将具有圆头的锻坯放入油压机的成品模具中一次锻压成为具有球头窝的法兰盘成型的驱动轴毛坯；
所述的驱动轴毛坯热挤压成型方法，所述半成品模具或成品模具型腔均为上部大下部小结构形式。
所述的驱动轴毛坯热挤压成型方法，所述加热装置为中频线圈或中频加热炉。
所述的驱动轴毛坯热挤压成型方法，步骤2）中所述的加热包含圆钢的全部加热或仅对加工一端根据需要长度进行加热，其中加热尺寸至少为总长度的50%。
一种驱动轴毛坯热挤压成型模具，包含半成品模具和成品模具：
其中半成品模具包含上模A、模芯A、模架A和顶出机构A，模芯A的型腔为上大下小的棒槌型结构，在模芯A的外缘包裹模架A，所述上模A的压头对应所述模芯A的型腔；上模A与油压机的压力机构连接，模架A与油压机的机架连接，所述模芯A型腔下端的顶出机构A联通油压机顶出动力杆；
所述成品模具包含上模B、模芯B、模架B和顶出机构B，模芯B的型腔为上大下小的蘑菇型结构，在模芯B的外缘包裹有模架B，所述上模B的压头对应模芯B的型腔；上模B与油压机的压力机构连接，模架B与油压机的机架连接，所述模芯B型腔下端的顶出机构B联通油压机顶出动力杆。
所述的驱动轴毛坯热挤压成型模具，半成品模具使用的为300吨油压机。
所述的驱动轴毛坯热挤压成型模具，成品模具使用的为1250吨油压机。
由于采用了上述技术方案，本发明具有如下有益效果：
本发明所述驱动轴毛坯热挤压成型方法及其模具，由于采用了将驱动轴毛坯使用圆棒料“如φ60‘原工艺φ100’”，在300吨和1250吨的油压机上一次挤压成型“个别工件需要补热除外”，基本不需要二次加热的过程，大大节约了能耗和减小了加工中所产生的噪音，使得锻造效率也有很大提高，其中杆部加工余量在3mm，不仅节约材料还节省了毛坯据头工序。本发明相对于现有汽车、拖拉机驱动轴液压成型工艺技术而言，是传统工艺生产效率的数倍，相应的噪音也大幅度的减少，生产成本也得到大幅度的降低。
【附图说明】
图1中A是现有的驱动轴锻造粗坯结构示意图；
图1中B是现有的驱动轴锻造成型成品坯刚性线分布示意图；
图2是本发明的驱动轴半成品结构示意图；
图3是本发明的驱动轴毛坯成品结构示意图；
图4是图3的俯视图；
图5是本发明的驱动轴毛坯刚性线分布示意图；
图6是本发明的热挤压半成品模具结构示意图；
图7是本发明的热挤压成品模具结构示意图；
图8是本发明的工艺路线示意图；
在图中：1、锻压摩擦压方向；2、杆部；3、弯曲硬度分布示意线；4、直线硬度线；5、法兰盘；6、上模A；7、模芯A；8、模架A；9、型腔；10、顶出机构A；11、上模B；12、模芯B；13、模架B；14、顶出机构B；15、球头窝。
【具体实施方式】
通过下面的实施例可以更详细的解释本发明，本发明并不局限于下面的实施例，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切变化和改进；
结合附图2～8中所述的驱动轴毛坯热挤压成型方法，包括以下步骤：
1）、圆钢切割成设计尺寸待用，以驱动轴为例，根据长度精确计算，也就是每一圆钢长度经过挤压后基本等于成品的驱动轴毛坯；
2）、将上一步骤切割后的圆钢放入加热装置中加热至1050°～1130°之间，较佳的温度在1100°，但是需要了解的是上下误差不大时，均可以实现或满足后一步骤的实际需求；
3）、加热后的圆钢或放入油压机的半成品模具内，并使圆钢热端朝上“半加热时使用，全加热时无此区分”，将上部挤压成法兰盘5雏形；
4）、将具有圆头的圆钢放入油压机的成品模具中一次锻压成为具有球头窝15的法兰盘5成型的驱动轴毛坯；并将驱动轴毛坯入库或进入下一工序；
所述的驱动轴毛坯热挤压成型方法，所述半成品模具或成品模具型腔9均为上部大下部小结构形式。
所述的驱动轴毛坯热挤压成型方法，所述加热装置为中频线圈或中频加热炉。
所述的驱动轴毛坯热挤压成型方法，步骤2）中所述的加热包含圆钢的全部加热或仅对待加工一端根据需要的长度进行加热，也就是不需全部加热，其中加热尺寸至少为总长度的50%。
一种驱动轴毛坯热挤压成型模具，包含半成品模具和成品模具：
其中半成品模具包含上模A6、模芯A7、模架A8和顶出机构A10，模芯A7的型腔9为上大下小的棒槌型结构，在模芯A7的外缘包裹模架A，所述上模A6的压头对应所述模芯A7的型腔9；上模A6与油压机的压力机构连接，模架A8与油压机的机架连接，所述模芯A7型腔9下端的顶出机构A10联通油压机顶出动力杆，半成品模具使用的为300吨油压机；
所述成品模具包含上模B11、模芯B12、模架B13和顶出机构B14，模芯B12的型腔9为上大下小的蘑菇型结构，在模芯B12的外缘包裹有模架B13，所述上模B11的压头对应模芯B12的型腔9；上模B11与油压机的压力机构连接，模架B13与油压机的机架连接，所述模芯B12型腔9下端的顶出机构B14联通油压机顶出动力杆，成品模具使用的为1250吨油压机。
本发明所述的驱动轴毛坯热挤压成型方法及其模具，将材料例如：φ60圆钢加热至1100o左右，然后放入300吨油压机的模具中挤压，整体模具由1、直柄大圆头，2锥度过度段，3、小直径杆部段三部分构成，挤压后成一头为120mm的圆头（材料φ60，车成品φ57，加工量只有3mm），整个挤压过程不超过1分钟。最后再放入1250吨油压机的如附图四的成型模具中一次成型成一端为法兰盘的驱动轴毛坯，整个过程不超过一分钟。从下料到锻压成型只需2～3分钟，就能完成。
驱动轴毛坯可以用圆棒料例如φ60，在300吨-1250吨的油压机上一次锻压成型（个别工件需要补热除外），基本不需要二次加热的过程，大大节约了能耗和减小了噪音，同时锻造效率也有极大提高，杆部加工余量小3mm，不仅节约材料还节省了毛坯据头工序。
本发明未详述部分为现有技术。
Claims (7)
1.一种驱动轴毛坯热挤压成型方法，其特征是：所述方法包括以下步骤：
1）、圆钢切割成设计尺寸待用；
2）、将步骤一切割后的圆钢放入加热装置中加热至1050°～1130°之间，优选1100°；
3）、加热后的圆钢或放入油压机的半成品模具内，将上部挤压成直径及长度要求的雏形；
4）、将具有圆头的锻坯放入油压机的成品模具中一次锻压成为具有球头窝的法兰盘成型的驱动轴毛坯。
2.根据权利要求1所述的驱动轴毛坯热挤压成型方法，其特征是：所述半成品模具或成品模具型腔均为上部大下部小结构形式。
3.根据权利要求1所述的驱动轴毛坯热挤压成型方法，其特征是：所述加热装置为中频线圈或中频加热炉。
4.根据权利要求1所述的驱动轴毛坯热挤压成型方法，其特征是：步骤2）中所述的加热包含圆钢的全部加热或仅对加工一端根据需要长度进行加热，其中加热尺寸至少为总长度的50%。
5.实施权利要求1～4任一权利要求使用的一种驱动轴毛坯热挤压成型模具，其特征是：所述模具包含半成品模具和成品模具：
其中半成品模具包含上模A、模芯A、模架A和顶出机构A，模芯A的型腔为上大下小的棒槌型结构，在模芯A的外缘包裹模架A，所述上模A的压头对应所述模芯A的型腔；上模A与油压机的压力机构连接，模架A与油压机的机架连接，所述模芯A型腔下端的顶出机构A联通油压机顶出动力杆；
所述成品模具包含上模B、模芯B、模架B和顶出机构B，模芯B的型腔为上大下小的蘑菇型结构，在模芯B的外缘包裹有模架B，所述上模B的压头对应模芯B的型腔；上模B与油压机的压力机构连接，模架B与油压机的机架连接，所述模芯B型腔下端的顶出机构B联通油压机顶出动力杆。
6.根据权利要求5所述的驱动轴毛坯热挤压成型模具，其特征是：半成品模具使用的为300吨油压机。
7.根据权利要求5所述的驱动轴毛坯热挤压成型模具，其特征是：成品模具使用的为1250吨油压机。
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