CN102814440B - 一种筒形滑套的锻造方法及反挤模具 - Google Patents
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Abstract
Description
【技术领域】
[0001] 本发明涉及金属精密锻造领域，特别涉及一种筒形滑套的锻造方法及反挤模具。【背景技术】
[0002] 筒形滑套类零件形状较为复杂，外形为回转体，内腔为异形。请参考图1a所示，其为一种筒形滑套锻件的轴向剖面图。请参考图1b所示，其为一种筒形滑套锻件的径向剖面图。该筒形滑套锻件包括筒形杆部110和与筒形杆部的筒底相连的头部120。筒形杆部110包括厚壁部分B和薄壁部分C，厚壁部分B和薄壁部分C的外边缘形成圆柱体，内边缘形成异形内腔。所述异形内腔包括内滚道和内柱面，内滚道与内柱面通过圆角A过渡连接。
[0003] 由于对内腔精度要求较高，精锻得到筒形滑套锻件后不再进行机加工，直接淬火后装配使用。锻造过程中为了保证内腔的精度，采用温冷结合的工艺，首先温锻形成毛坯，然后对该毛坯冷精整以形成筒形滑套锻件。
[0004] 请参考图2a所示，其为现有技术中通过温锻工艺形成的毛坯的径向剖面图。该毛坯的形状结构与图1中的筒形滑套锻件的结构相似，其中Si为毛坯的厚壁部分的剖面形状，S2为毛坯的薄壁部分的剖面形状。请参考图2b所示，其为图2a中的毛坯冷精整后得到的筒形滑套锻件的径向剖面图(即与图1b中所示图形一致)其中S3为筒行滑套锻件的厚壁部分的剖面形状(即冷精整后的SI)，S4为筒行滑套锻件的薄壁部分的剖面形状(即冷精整后的S2)。
[0005] 由于一定时间内的变形量反映其金属流动速度，附图2中表示的冷精整工序前后厚壁部分和薄壁部分的变形量不一致，(Sl-S3)/S3 <(S2-S4)/S4，因此，冷精整过程中毛坯的厚壁部分SI和薄壁部分S2金属流动的速度不一致，厚壁部分SI的金属流动速度小于薄壁部分S2的金属流动速度。连接内滚道和内柱面的圆角处于厚壁部分SI和薄壁部分S2的交接处，由于两处的金属流动速度率不一致，因此在圆角处金属流动速率会发生突变，从而在圆角A处产生材料流动滞留现象，出现充不足现象，产生白斑，形成产品缺陷，影响产品精度及淬火后的装配。
[0006] 因此，有必要提出一种改进的技术方案来解决上述问题。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的之一在于提供一种筒形滑套的锻造方法，其可以保证形成筒形滑套锻件的产品精度，避免形成白斑等产品缺陷。
[0008] 本发明的目的之二在于提供一种反挤模具，其用于对温锻工序形成的毛坯进行冷精整以得到筒形滑套锻件，其实现校模定位更加准确，并且便于操作。
[0009] 为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了一种筒形滑套的锻造方法，其包括:温锻形成毛坯，所述毛坯包括筒形杆部和与筒形杆部的筒底相连的头部，所述毛坯的筒形杆部包括厚壁部分和薄壁部分，厚壁部分和薄壁部分的外边缘形成底面为异形的柱体，内边缘形成异形内腔，所述内腔包括内滚道和内柱面，内滚道与内柱面通过圆角过渡连接，所述厚壁部分的外边缘形成的外圆尺寸大于所述薄壁部分的外边缘形成的外圆尺寸，且大于成品的外圆尺寸；冷精整，对所述温锻形成的毛坯进行冷精整，以使毛坯的筒形杆部的外圆直径减小，长度加长，以得到符合成品尺寸的筒形滑套锻件。
[0010] 进一步的，设定所述毛坯的厚壁部分的径向剖面面积为SI’，薄壁部分的径向剖面面积为S2’，所述筒形滑套锻件的厚壁部分的径向剖面面积为S3，薄壁部分的径向剖面面积为S4，保证薄壁部分的形变量等于厚壁部分的形变量，即保证(SI’ -S3) /S3 ^(S2，-S4) /S4。
[0011] 进一步的，进行冷精整工序的模具为反挤压模具，其进行冷精整的过程为，利用反挤模具将毛坯的筒形杆部外圆多余的金属填充到杆部的底部，以使毛坯杆部的外圆直径减小，长度加长，以得到符合成品尺寸的筒形滑套锻件。
[0012] 进一步的，所述反挤模具包括上冲头、形成下模腔的下模、与下模固定连接的导向套、设置于上冲头的键槽中的定位销和设置于导向套内侧与定位销对应的定位槽。
[0013] 进一步的，所述导向套与下模利用销键进行固定。
[0014] 更进一步的，所述冷精整工序包括:将上述温锻工序形成的毛坯放入所述下模的下模腔中；调整上冲头使其下行过程中定位销能顺利进入定位槽中；上冲头继续下行与毛坯接触并挤压毛坯，利用反挤模具将毛坯的筒形杆部外圆多余的金属填充到杆部的底部，以使毛坯杆部的外圆直径减小，长度加长，以得到符合成品尺寸的筒形滑套锻件。
[0015] 根据本发明的另一方面，本发明提出一种反挤模具，其包括上冲头、形成下模腔的下模、与下模固定连接的导向套、设置于上冲头的键槽中的定位销和设置于导向套内侧与定位销对应的定位槽。
[0016] 进一步的，使用所述反挤模具执行冷精整工序包括:将上述温锻工序形成的毛坯放入所述下模的下模腔中；调整上冲头使其下行过程中定位销能顺利进入定位槽中；上冲头继续下行与毛坯接触并挤压毛坯，利用反挤模具将毛坯的筒形杆部外圆多余的金属填充到杆部的底部，以使毛坯杆部的外圆直径减小，长度加长，以得到符合成品尺寸的筒形滑套锻件。
[0017] 更进一步的，所述毛坯包括筒形杆部和与筒形杆部的筒底相连的头部，所述毛坯的筒形杆部包括厚壁部分和薄壁部分，厚壁部分和薄壁部分的外边缘形成底面为异形的柱体，内边缘形成异形内腔，所述内腔包括内滚道和内柱面，内滚道与内柱面通过圆角过渡连接，所述厚壁部分的外边缘形成的外圆尺寸大于所述薄壁部分的外边缘形成的外圆尺寸，且大于成品的外圆尺寸。
[0018] 与现有技术相比，本发明通过改变原温锻工序以改变温锻工序形成的毛坯的结构，即对毛坯的外形进行适当修正，以使所述毛坯的厚壁部分的外边缘形成的外圆尺寸大于薄壁部分的外边缘形成的外圆尺寸，且大于成品的外圆尺寸，使温锻工艺形成的毛坯，在冷精整工序时，能确保材料充满模具型腔，达到冷精整得到的筒形滑套锻件的内滚道与内柱面的圆角充足，从而消除精整后产生白斑的现象。
【附图说明】
[0019] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中:
[0020] 图1a为一种筒形滑套锻件的轴向剖面图；
[0021] 图1b为一种筒形滑套锻件的径向剖面图；
[0022] 图2a为现有技术中通过温锻工艺形成的毛坯的径向剖面图；
[0023] 图2b为图2a中的毛坯冷精整后得到的筒形滑套锻件的径向剖面图；
[0024] 图3为本发明筒形滑套的锻造方法在一个实施例中的工艺流程图；
[0025] 图4a为本发明中通过温锻工艺形成的毛坯的径向剖面图；
[0026] 图4b为图4a中的毛坯冷精整后得到的筒形滑套锻件的径向剖面图；和
[0027] 图5为对本发明中的毛坯进行冷精整工序的反挤模具的结构示意图。
【具体实施方式】
[0028] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0029] 此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
[0030] 本发明通过改变原温锻工序以改变温锻工序形成的毛坯的结构，即对毛坯的外形进行适当修正，以使所述毛坯的厚壁部分的外边缘形成的外圆尺寸大于薄壁部分的外边缘形成的外圆尺寸，且大于成品的外圆尺寸，使温锻工艺形成的毛坯，在冷精整工序时，能确保材料充满模具型腔，达到冷精整得到的筒形滑套锻件的内滚道与内柱面的圆角充足，从而消除精整后产生白斑的现象。
[0031] 请参考图3所示，其为本发明筒形滑套的锻造方法在一个实施例中的工艺流程图。所述工艺流程包括如下步骤。
[0032] 步骤310，温锻形成毛坯。
[0033] 请参考图4a所示，其为本发明中通过温锻工艺形成的毛坯的径向剖面图。
[0034] 所述毛坯包含筒形杆部和与筒形杆部的筒底相连的头部。所述毛坯的筒形杆部包括厚壁部分SI’(SI’也可指代厚壁部分的径向剖面形状)和薄壁部分S2’(S2’也可指代薄壁部分的径向剖面形状)，厚壁部分SI’和薄壁部分S2’的外边缘形成底面为异形的柱体，内边缘形成异形内腔。所述内腔包括内滚道和内柱面，内滚道与内柱面通过圆角过渡连接。所述厚壁部分SI，的外边缘形成的外圆尺寸大于所述薄壁部分S2’的外边缘形成的外圆尺寸，且大于成品的外圆尺寸，并且保证在对所述毛坯进行以下步骤320的冷精整工序后，使得薄壁部分的形变量与厚壁部分的形变量一致。
[0035] 步骤320，冷精整。
[0036] 对所述温锻形成的毛坯进行冷精整，以使毛坯的外圆直径减小，长度加长，以得到符合成品尺寸的筒形滑套锻件。
[0037] 由于所述毛坯的外圆尺寸大于成品的外圆尺寸，因此，在一个实施例中，进行冷精整成形的模具为反挤压模具。其成形过程为，利用反挤模具将毛坯外圆多余的金属填充到毛坯的底部，以使毛坯的外圆直径减小，长度加长，以得到符合成品尺寸的筒形滑套锻件。
[0038] 请参考图4b所示，其为图4a中的毛坯冷精整后得到的筒形滑套锻件的径向剖面图(即图1b中所示图形)。所述筒形滑套锻件的外圆直径小于所述毛坯的外圆直径，内腔尺寸与毛坯的内腔尺寸相同或者近似，厚壁部分S3 (S3也可指代厚壁部分的径向剖面形状)和薄壁部分S4 (S4也可指代薄壁部分的径向剖面形状)，并且(SI’ -S3)/S3 ~(S2’ -S4) /S4,即锻件在精整前后薄壁部分和厚壁部分变形量一致，两处的材料流动速率大致相同，由于圆角A处于薄壁部分和厚壁部分的交接处，所以圆角A处的金属流动速率与薄壁部分和厚壁部分一致。
[0039] 综上所述，由于对毛坯的筒形杆部的外形做了适当修改，因此，在冷精整工序时，毛坯在力的作用下，薄壁部分、厚壁部分以及薄壁部分和厚壁部分之间的过渡圆角处的金属以相同的速率流动，从而使得冷精整得到的筒形滑套锻件的内滚道与内柱面的圆角充足，从而消除精整后产生白斑的现象。
[0040] 请参考图5所示，其为对本发明中的毛坯进行冷精整工序的反挤模具的结构示意图。所述反挤模具包括上冲头510、形成下模腔的下模520、与下模固定连接的导向套530、设置于上冲头510的键槽中的定位销540和设置于导向套530内侧与定位销540对应的定位槽550。
[0041] 在本实施例中，下模520和导向套530利用销键560进行固定，以实现导向套与下模的定位，销键的位置与下模凹模形状有位置关系。键槽与上冲头510的头部形状有精度闻的位置关系。
[0042] 接下来详细介绍一下利用反挤模具进行冷精整的过程。
[0043] 将上述温锻工序形成的毛坯放入所述下模520的下模腔中；
[0044] 调整上冲头510使其下行过程中定位销540能顺利进入定位槽550中，定位销540顺利进行定位槽550中表明上冲头510与导向套530定位完成。由于导向套530与下模520已经定位好，因此，定位销540顺利进行定位槽550中完成上冲头510与导向套530定位的同时，也完成上冲头510与下模520的位置定位；
[0045] 上冲头510继续下行与毛坯接触并挤压毛坯，实现反挤，具体为，利用反挤模具将毛坯的筒形杆部外圆多余的金属填充到杆部的底部，以使毛坯杆部的外圆直径减小，长度加长，以得到符合成品尺寸的筒形滑套锻件。
[0046] 综上所述，所述反挤模具采用键槽定位的方式，利用导向套与下模定位，再利用冲头上的键槽与导向套定位，达到冲头与下模的定位。此种定位方式简单，模具结构也简单，比以往的校模块定位更加的精确，便于操作。
[0047] 上述说明已经充分揭露了本发明的具体实施方式。需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本发明的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本发明的权利要求书的范围。相应地，本发明的权利要求的范围也并不仅仅局限于前述具体实施方式。
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