CN102513792A - 一种汽车用油泵轴的冷挤压成型工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车用油泵轴的冷挤压成型工艺，包括下列步骤：步骤一，下料；步骤二，进行第一次磷皂化处理；步骤三，进行整形并冲制导向定位坑；步骤四，进行球化退火处理；步骤五，进行抛丸处理；步骤六，进行第二次磷皂化处理；步骤七，进行反挤压工序，得到留有底边的直壁空心的预冷挤压件；步骤八，进行退火处理；步骤九，对预冷挤压件的底边冲穿孔；步骤十，进行纠偏车外圆、平头、圆角及车撕裂带；步骤十一，进行第三次磷皂化处理；步骤十二，进行正挤压工序，压制成油泵轴的冷挤压件。本发明的汽车用油泵轴的冷挤压成型工艺实现了汽车用油泵轴的一次挤压成型，并实现了复杂形管件的少切削或无切削加工。

Description

一种汽车用油泵轴的冷挤压成型工艺
技术领域
本发明涉及一种加工工艺，特别涉及一种汽车用油泵轴的冷挤压成型工艺。
背景技术
油泵轴为一种管材制品，它的材料采用S45C，含碳量为0.45％，属于中碳钢，硬度很高。
汽车用油泵轴为空心轴(见图1)，该汽车用油泵轴的内圆10具有四段自小至大依次连接的并且对应的内径分别为d1、d2、d3、d4的内圆面11、12、13、14，该四段内圆面对应的至大端面的长度分别为n1、n2、n3、n4，它的外圆20也具有四段依次连接的并且对应的外径分别为D1、D2、D3、D4的外圆面21、22、23、24，该四段外圆面21、22、23、24对应的至大端面的长度分别为w1、w2、w3、w4，其中外径D3＞D4＞D2＞D1，n1＝w1为油泵轴的总长度，w2＞n2，w3＞n3，w4＞n4；汽车用油泵轴的第一至第三段的内圆面11、12、13之间分别以70°斜面过渡，第三段内圆面13至第四段内圆面14之间以台阶面过渡；汽车用油泵轴的第一至第三段的外圆面21、22、23之间分别以45°斜面过渡，第三段外圆面23至第四段外圆面24之间以台阶面过渡。
一般机械加工业人士都知道，冷挤压管件产品正常情况下其长度和内圆直径之比小于2.5比1，如果大于这个数值，冷挤压是不容易加工的，而本发明涉及的汽车用油泵轴的长度与最小内圆直径之比大于2.5比1并且内外圆还具有多台阶。现有技术只能依靠金属切削加工才能成型。这种加工工艺不仅增加了工艺步骤和加工成本，而且使产品的精度很难控制，存在加工误差和累积误差。而汽车用油泵轴的结构就属于长度和内圆直径之比大于2.5比1。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种汽车用油泵轴的冷挤压成型工艺，它实现了一次挤压成型工艺来加工内外圆具有多台阶的汽车用油泵轴，并实现了复杂形管件的少切削或无切削加工。
实现上述目的的技术方案是：一种汽车用油泵轴的冷挤压成型工艺，包括下列步骤：
步骤一，根据产品要求在一圆盘上锯一所需长度的圆棒坯件，保证圆棒坯件的长度公差在0～0.1mm，圆棒坯件的两端面与圆棒坯件的外周面的垂直度为0.10mm；
步骤二，按常规磷皂化工艺对圆棒坯件进行第一次磷皂化处理；
步骤三，对经过步骤二的圆棒坯件进行整形并冲制导向定位坑；
步骤四，对经过步骤三的圆棒坯件进行球化退火处理；
步骤五，对经过步骤四的圆棒坯件进行抛丸处理；
步骤六，按常规磷皂化工艺对经过步骤五的圆棒坯件进行第二次磷皂化处理；
步骤七，将经过步骤六的坯件放入冷挤压成型模具进行反挤压工序，得到留有底边的直壁空心的油泵轴的预冷挤压件；
步骤八，将油泵轴的预冷挤压件进行退火处理；
步骤九，对经过步骤八的油泵轴的预冷挤压件的底边冲穿孔；
步骤十，对经过步骤九的油泵轴的预冷挤压件纠偏车外圆、平头、圆角及车撕裂带；
步骤十一，对经过步骤十的油泵轴的预冷挤压件进行第三次磷皂化处理；
步骤十二，将经过步骤十一的油泵轴的预冷挤压件放入冷挤压成型模具进行正挤压工序，压制成油泵轴的冷挤压件。
上述的汽车用油泵轴的冷挤压成型工艺，其中，所述步骤四的球化退火处理为先将炉温升至840℃～880℃，保温3～4小时后，随炉冷却，冷却速度小于20℃/小时，在温度小于500℃时出炉，然后自然冷却。
上述的汽车用油泵轴的冷挤压成型工艺，其中，进行所述步骤十二时，将直壁空心的预冷挤压件放入冷挤压成型模具，一次挤出内外圆具有多台阶的油泵轴冷挤压件。
本发明的汽车用油泵轴的冷挤压成型工艺的技术方案，克服了现有技术的常用手段，采用一次挤压成型工艺来加工内外圆具有多台阶的汽车用油泵轴，并实现了复杂形管件的少切削或无切削加工，可以节约原材件和加工费用，并使汽车用油泵轴冷挤压件的内在质量明显提高，而且精度高，提高了原材件的利用率，减少加工量，降低后续加工的废品率。
附图说明
图1为汽车用油泵轴的结构示意图；
图2为汽车用油泵轴的冷挤压件的结构示意图；
图3a至图3g为本发明的汽车用油泵轴的冷挤压成型步骤的示意图；
图4为本发明的汽车用油泵轴的冷挤压件的冷挤压模具的结构示意图。
具体实施方式
为了能更好地对本发明的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例并结合附图进行详细地说明：
请参阅图3a至图3g，本发明的一种汽车用油泵轴的冷挤压成型工艺，包括下列步骤：
步骤一，根据产品要求在一圆盘上锯一所需长度的圆棒坯件51(见图3a)，保证圆棒坯件的长度公差在0～0.1mm，并使圆棒坯件的两端面与圆棒坯件的外周面的垂直度为0.10mm；
步骤二，按常规磷皂化工艺对圆棒坯件51进行第一次磷皂化处理；
步骤三，对经过步骤二的圆棒坯件进行整形并冲制导向定位坑，制成坯件52(见图3b)；
步骤四，对经过步骤三的圆棒坯件52进行球化退火处理，先将炉温升至840℃～880℃，保温3～4小时后，随炉冷却，冷却速度小于20℃/小时，在温度小于500℃时出炉，然后自然冷却；
步骤五，对经过步骤四的圆棒坯件进行抛丸处理，通过无心磨床磨削外圆，以去除圆棒坯件表面的氧化皮、微裂纹原始缺陷；
步骤六，按常规磷皂化工艺对经过步骤五的圆棒坯件进行第二次磷皂化处理；
步骤七，将经过步骤六的坯件放入冷挤压成型模具进行反挤压工序，得到留有底边的直壁空心的油泵轴的预冷挤压件(见图3c)；
步骤八，将经过步骤七的油泵轴坯件53进行退火处理；
步骤九，对经过步骤八的坯件的底边冲孔制成坯件54(见图3d)；
步骤十，对经过步骤九的坯件54纠偏车外圆、平头、圆角及车撕裂带制成坯件55及预冷挤压件56(见图3e及图3f)；
步骤十一，对经过步骤十的预冷挤压件56进行第三次磷皂化处理；
步骤十二，将经过步骤十一的直壁空心的油泵轴的预冷挤压件放入冷挤压成型模具进行正挤压工序，一次挤出内外圆具有多台阶的油泵轴冷挤压件57(见图3g)。
该冷挤压件的内圆30具有自小至大依次连接的三段内圆面31、32、33，该三段内圆面31、32、33对应的内径分别与油泵轴的第一至第三段的内圆面11、12、13所对应的内径d1、d2、d 3相等，冷挤压件的第二段内圆面32和第三段内圆面33所对应的至大端面的长度分别与油泵轴的第二段内圆面12和第三段内圆面13所对应的至大端面的长度n2、n3相等；冷挤压件的三段内圆面31、32、33之间分别以70°斜面过渡；冷挤压件的外圆40具有三段与冷挤压件的内径大小排列次序对应的外圆面41、42、43，该三段冷挤压件的外圆面41、42、43对应的外径分别与油泵轴的第一至第三段外圆面的外径D1、D2、D3相等；冷挤压件的第二段外圆面42和第三段外圆面43所对应的至大端面的长度分别与油泵轴的第二段外圆面22和第三段外圆面23所对应的至大端面的长度w2、w3相等；冷挤压件的三段外圆面41、42、43之间分别以45°斜面过渡；冷挤压件的整体长度L大于油泵轴的总长度n1(w1)。
再请参阅图4，本发明的汽车用油泵轴的冷挤压件的成型模具包括上模架1、上冲头垫块2、上模固定套3、上冲头固定套4、上冲头5、模架外套6、挤压凹模、下模架8、下垫块9及顶料杆10，其中：
上冲头垫块2安装在上模架1的内腔中并位于上冲头5的上端；
上模固定套3固定连接在上模架1的下端；
上冲头固定套3固定安装在上模固定套3的内腔中；
上冲头5的上部固定安装在上冲头固定套3的内腔中，该上冲头5的下部外形与油泵轴的冷挤压件的内圆形状适配；
挤压凹模固定安装在下模架8与模架外套6构成的内腔中，该挤压凹模由具有不同的挤压型腔的上凹模71、中凹模72、下凹模73连接构成的；上凹模71的下端面设有一个凹槽，中凹模72的上端面设有一个与上凹模71的凹槽匹配的凸台，该中凹模72的下端面设有一个与下凹模73的外形匹配的凹槽，中凹模72和下凹模73分别嵌置在上凹模71和中凹模72的凹槽中，以使上凹模71、中凹模72和下凹模73连接成一整体凹模，并使连成一体的上凹模71、中凹模72和下凹模73的挤压型腔与油泵轴的冷挤压件的外圆形状适配；
下垫块9固定安装在下模架8的内腔下部并位于下凹模73的下端；
顶料杆10穿插在下垫块9与下模架8的内腔中。
本实用新型的加工汽车用油泵轴的冷挤压模具在使用时是进行正挤压工序，将经过步骤十一直管状的预冷挤压件56放入上凹模71的挤压型腔中，再将上冲头5的下部插在预冷挤压件56的内腔中，将顶料杆10的顶面位于在上冲头5的行程下限面处，挤压机驱动上模架1、上冲头垫块2、上模固定套3一起逐步下压，带动上冲头固定套4及上冲头5一起下移，上冲头固定套4推动直管状的预冷挤压件56也向下移动进入中凹模72和下凹模73，使直管状的预冷挤压件56逐步形成冷挤压件的三段外圆面，上冲头5则从直管状的预冷挤压件56内腔向下移动，同时逐步形成冷挤压件的三段内圆面，直到上冲头5的下端面碰到顶料杆10的上端面，从而得到内外圆具有多台阶的汽车用油泵轴的冷挤压件。
本发明的汽车用油泵轴的冷挤压成型工艺实现了汽车用油泵轴内外多台阶的一次成型，要得到成品的油泵轴，只需加工大端口的内圆面和外圆面，实现了复杂形管件的少切削或无切削加工，可以节约原材件和加工费用，并使汽车用油泵轴冷挤压件的内在质量明显提高，而且精度高，提高了原材件的利用率，减少加工量，降低后续加工的废品率。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (3)

1.一种汽车用油泵轴的冷挤压成型工艺，其特征在于，所述成型工艺包括下列步骤：
步骤一，根据产品要求在一圆盘上锯一所需长度的圆棒坯件，保证圆棒坯件的长度公差在0～0.1mm，圆棒坯件的两端面与圆棒坯件的外周面的垂直度为0.10mm；
步骤二，按常规磷皂化工艺对圆棒坯件进行第一次磷皂化处理；
步骤三，对经过步骤二的圆棒坯件进行整形并冲制导向定位坑；
步骤四，对经过步骤三的圆棒坯件进行球化退火处理；
步骤五，对经过步骤四的圆棒坯件进行抛丸处理；
步骤六，按常规磷皂化工艺对经过步骤五的圆棒坯件进行第二次磷皂化处理；
步骤七，将经过步骤六的坯件放入冷挤压成型模具进行反挤压工序，得到留有底边的直壁空心的油泵轴的预冷挤压件；
步骤八，将油泵轴的预冷挤压件进行退火处理；
步骤九，对经过步骤八的油泵轴的预冷挤压件的底边冲穿孔；
步骤十，对经过步骤九的油泵轴的预冷挤压件纠偏车外圆、平头、圆角及车撕裂带；
步骤十一，对经过步骤十的油泵轴的预冷挤压件进行第三次磷皂化处理；
步骤十二，将经过步骤十一的油泵轴的预冷挤压件放入冷挤压成型模具进行正挤压工序，压制成油泵轴的冷挤压件。
2.根据权利要求1所述的汽车用油泵轴的冷挤压成型工艺，其特征在于，所述步骤四的球化退火处理为先将炉温升至840℃～880℃，保温3～4小时后，随炉冷却，冷却速度小于20℃/小时，在温度小于500℃时出炉，然后自然冷却。
3.根据权利要求1所述的汽车用油泵轴的冷挤压成型工艺，其特征在于，进行所述步骤十二时，将直壁空心的预冷挤压件放入冷挤压成型模具，一次挤出内外圆具有多台阶的油泵轴冷挤压件。
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