CN103350122A

CN103350122A - 一种齿轮轴冷挤压工艺及模具

Info

Publication number: CN103350122A
Application number: CN 201310266415
Authority: CN
Inventors: 薛铁山
Original assignee: LUOYANG BEICHUAN HEAVY MACHINERY Co Ltd
Current assignee: LUOYANG BEICHUAN HEAVY MACHINERY Co Ltd
Priority date: 2013-06-28
Filing date: 2013-06-28
Publication date: 2013-10-16

Abstract

本发明公开了一种齿轮轴冷挤压工艺及模具，属于齿轮轴加工技术领域；在加工齿轮轴零件时通常采用切削的加工方法，其生产工艺较复杂，成本较高，效率较低，质量也不易保证，而且工人劳动强度大，为解决现有技术的不足，本发明提供一种齿轮轴冷挤压工艺及模具，工艺为：1、坯料形状和尺寸的确定，2、坯料的软化处理，3、坯料表面处理及润滑，4、冷挤压毛坯；模具主要由上底板、固定圈、模柄、上垫板、凸模、上螺杆、调节螺母、内层凹模、中加强圈、顶出杆、下底板、下螺杆、顶板、顶杆、顶出杆座套、齿形镶块凹模、下垫板、导柱、外加强圈和导套组成，解决了现有技术生产工艺较复杂，成本较高，效率较低，质量也无法保证的问题。

Description

一种齿轮轴冷挤压工艺及模具

技术领域

本发明属于齿轮轴加工技术领域，尤其涉及一种齿轮轴冷挤压工艺及模具。

背景技术

在加工齿轮轴零件时通常采用切削的加工方法，其生产工艺较复杂，成本较高，效率较低，质量也不易保证，而且工人劳动强度大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种齿轮轴冷挤压工艺及模具，解决了现有技术采用切削加工方法中所存在的生产工艺较复杂，成本较高，效率较低，质量也无法保证的问题。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案，一种齿轮轴冷挤压工艺及模具，其中齿轮轴冷挤压工艺为：1、坯料形状和尺寸的确定，2、坯料的软化处理，3、坯料表面处理及润滑，4、冷挤压毛坯；为了便于送料以及有利于定位坯料，选用圆柱形坯料，对坯料中等强度45号碳素钢进行软化退火处理，经软化退火后的坯料硬度为145HB，坯料表面采用磷化——皂化处理，其处理过程如下：清除表面缺陷——清理、去油、清洗——去除表面氧化皮——冷水清洗——中和处理——冷水清理——磷化处理，坯料45号碳素钢毛坯润滑处理主要是采用皂化工艺，其配方及工艺如下：硬脂酸钠C17H35COONa5~9g /L，水H₂O1 L，处理温度为60 ~70℃，处理时间为10 min。

一种齿轮轴冷挤压工艺及模具，其中齿轮轴冷挤压模具主要由上底板、固定圈、模柄、上垫板、凸模、上螺杆、调节螺母、内层凹模、中加强圈、顶出杆、下底板、下螺杆、顶板、顶杆、顶出杆座套、齿形镶块凹模、下垫板、导柱、外加强圈和导套组成；其中模具采用带有导柱导套的通用模架，凹模型腔由内层凹模和齿形镶块凹模组成，为了加强凹模的强度，采用三层组合凹模，即内层凹模中加强圈及外加强圈，顶杆部分由上螺杆、调节螺母及下螺杆组成的可调试拉杆，以便于随时调整顶杆的行程长度；外加强圈及中加强圈的材料为35CrMoA 合金钢，热处理硬度为40~47HRC，内层凹模的材料为Cr12MoV 模具钢，热处理硬度为60~62HRC，齿形镶块凹模用YG20硬质合金，热处理硬度为65HRC 以上；凸模工作部分的形状和尺寸与坯料相同，考虑到凸模应具有足够强度、刚度和一定的耐磨性，凸模材料选用Cr12MoV 模具钢，热处理硬度为60 ~62HRC。

本发明的有益效果是：一种齿轮轴冷挤压工艺及模具，冷挤压技术室一项少无切屑的金属塑性成形工艺，生产实践表明，采用冷挤压代替切削加工生产齿轮轴，可以明显提高制件的表面质量，减少机械加工工时，节约材料，降低工人劳动强度，大大提高生产率，达到降低产品成本的目的。

附图说明

图1是齿轮轴工件成品结构示意图。

图2是齿轮轴毛坯结构示意图。

图3是齿轮轴冷挤压模具结构示意图。

具体实施方式

一种齿轮轴冷挤压工艺及模具，其中齿轮轴冷挤压工艺为：1、坯料形状和尺寸的确定，坯料形状和尺寸对冷挤压件的充填性能和模具寿命影响很大，根据齿轮轴的形状特点，同时为了便于送料以及有利于定位坯料，选用圆柱形坯料，毛坯的体积是根据变形前后体积不变定律计算的，经计算得坯料尺寸为25 mm × 35 mm；2、坯料的软化处理，坯料选用中等强度45 号碳素钢，为降低材料变形抗力，提高塑性，在冷挤压成形前需对材料进行软化退火处理，经软化退火后的坯料硬度为145HB；3、坯料表面处理及润滑，坯料表面采用磷化——皂化处理，其处理过程如下：清除表面缺陷——清理、去油、清洗——去除表面氧化皮——冷水清洗——中和处理——冷水清理——磷化处理，坯料45号碳素钢毛坯润滑处理主要是采用皂化工艺，其配方及工艺如下：硬脂酸钠C17H35COONa5~9g /L，水H₂O1 L，处理温度为60 ~70℃，处理时间为10 min得到如图2所示的齿轮轴毛坯；4、冷挤压毛坯，得到如图1中所示齿轮轴工件成品。

一种齿轮轴冷挤压工艺及模具，如图3所示，其中齿轮轴冷挤压模具主要由上底板1、固定圈2、模柄3、上垫板4、凸模5、上螺杆6、调节螺母7、内层凹模8、中加强圈9、顶出杆10、下底板11、下螺杆12、顶板13、顶杆14、顶出杆座套15、齿形镶块凹模16、下垫板17、导柱18、外加强圈19和导套20组成；其中模具采用带有导柱导套的通用模架，凹模型腔由内层凹模8和齿形镶块凹模16组成，为了加强凹模的强度，采用三层组合凹模，即内层凹模8中加强圈9及外加强圈19，顶杆部分由上螺杆6、调节螺母7及下螺杆12组成的可调试拉杆，以便于随时调整顶杆14的行程长度；齿轮轴的质量取决于齿形镶块凹模的质量，齿形镶块凹模采用与冷挤压件相同的形状和尺寸，同时为了承受较大的挤压力，使凹模具有足够的强度，现采用三层套组合凹模结构；外加强圈及中加强圈的材料为35CrMoA 合金钢，热处理硬度为40~47HRC，内层凹模的材料为Cr12MoV 模具钢，热处理硬度为60~62HRC，齿形镶块凹模用YG20硬质合金，热处理硬度为65HRC 以上；凸模工作部分的形状和尺寸与坯料相同，考虑到凸模应具有足够强度、刚度和一定的耐磨性，凸模材料选用Cr12MoV 模具钢，热处理硬度为60 ~62HRC。

Claims

1.一种齿轮轴冷挤压工艺，其特征在于：1、坯料形状和尺寸的确定，2、坯料的软化处理，3、坯料表面处理及润滑，4、冷挤压毛坯；为了便于送料以及有利于定位坯料，选用圆柱形坯料，对坯料中等强度45号碳素钢进行软化退火处理，经软化退火后的坯料硬度为145HB，坯料表面采用磷化——皂化处理，其处理过程如下：清除表面缺陷——清理、去油、清洗——去除表面氧化皮——冷水清洗——中和处理——冷水清理——磷化处理，坯料45号碳素钢毛坯润滑处理主要是采用皂化工艺，其配方及工艺如下：硬脂酸钠C17H35COONa5~9g /L，水H₂O1 L，处理温度为60 ~70℃，处理时间为10 min。

2.一种齿轮轴冷挤压模具，其特征在于：主要由上底板、固定圈、模柄、上垫板、凸模、上螺杆、调节螺母、内层凹模、中加强圈、顶出杆、下底板、下螺杆、顶板、顶杆、顶出杆座套、齿形镶块凹模、下垫板、导柱、外加强圈和导套组成；其中模具采用带有导柱导套的通用模架，凹模型腔由内层凹模和齿形镶块凹模组成，为了加强凹模的强度，采用三层组合凹模，即内层凹模中加强圈及外加强圈，顶杆部分由上螺杆、调节螺母及下螺杆组成的可调试拉杆，以便于随时调整顶杆的行程长度；外加强圈及中加强圈的材料为35CrMoA 合金钢，热处理硬度为40~47HRC，内层凹模的材料为Cr12MoV 模具钢，热处理硬度为60~62HRC，齿形镶块凹模用YG20硬质合金，热处理硬度为65HRC 以上；凸模工作部分的形状和尺寸与坯料相同，考虑到凸模应具有足够强度、刚度和一定的耐磨性，凸模材料选用Cr12MoV 模具钢，热处理硬度为60 ~62HRC。