CN103551800B - 微耕机压箱压盖的冷锻生产工艺 - Google Patents

微耕机压箱压盖的冷锻生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种微耕机压箱压盖的冷锻生产工艺，包括如下步骤：1）下料；2）一环冷锻：采用一环冷锻模具将坯料冷锻成型为过渡压盖，所述过渡压盖的盖顶顶面与盖顶侧壁之间圆弧过渡，该圆弧的半径等于所述过渡压盖盖顶直径的1/4-1/3，且所述过渡压盖的盖缘呈锥形，其锥度为115-125°；3）二环冷锻：采用二环冷锻模具将所述过渡压盖冷锻成型为压盖锻件；4）机加工。通过将冷锻成型分为两步进行，第一步一环冷锻，将坯料冷锻成型为过渡压盖，第二步二环冷锻，将过渡压盖冷锻成型为压盖锻件；通过将冷锻分为两步进行，两步冷锻能够分别承担部分冷锻成型过程中的变形量，进而减小每一步冷锻中的变形量，使得分步进行的冷锻能够达到材料的塑性变形能力要求。

Description

微耕机压箱压盖的冷锻生产工艺
技术领域
本发明属于冷锻技术领域，具体涉及一种微耕机压箱压盖的冷锻生产工艺。
背景技术
锻造按坯料在加工时的温度可分为冷锻和热锻。冷锻一般是在室温下加工，热锻是在高于坯料金属的再结晶温度上加工。热锻的目的主要有三点：
1）能够减少金属的变形抗力，因而减少坏料变形所需的锻压力，使锻压设备吨位大为减少；
2）改变钢锭的铸态结构，在热锻过程中经过再结晶，粗大的铸态组织变成细小晶粒的新组织，并减少铸态结构的缺陷，提高钢的机械性能；
3）提高钢的塑性，这对一些低温时较脆难以锻压的高合金钢尤为重要。
冷锻是一种净形成形工艺，采用冷锻成形的零件具有强度、精度高，表面质量好的优点，但是冷锻对材质的塑性变形能力要求较高。
由于微耕机压箱压盖的锻造比较大，因此一般采用热锻成型的方式制作，但是，由于热锻的生产方式需要高温加热，生产成本较高，且存在最终得到的压盖的机械强度不足的缺陷。而若直接采用现有的冷锻成型方法将压盖冷锻成型，由于压盖的锻造比较大，圆盘形坯料在冷锻成型为压盖的过程中会造成坯料断裂等缺陷，无法得到合格的产品。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种微耕机压箱压盖的冷锻生产工艺，通过采用该冷锻生产工艺能够将压盖冷锻成型。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种微耕机压箱压盖的冷锻生产工艺，包括如下步骤：
1）下料；
2）一环冷锻：采用一环冷锻模具将坯料冷锻成型为过渡压盖，所述过渡压盖的盖顶顶面与盖顶侧壁之间圆弧过渡，该圆弧的半径等于所述过渡压盖盖顶直径的1/4-1/3，且所述过渡压盖的盖缘呈锥形，其锥度为115-125°；
3）二环冷锻：采用二环冷锻模具将所述过渡压盖冷锻成型为压盖锻件；
4）机加工。
进一步，所述一环冷锻模具包括一环上模和一环下模，所述一环下模包括一环下模座，所述一环下模座上设有中心通孔I，所述中心通孔I内设有一环下模芯；所述一环上模包括一环上模座，所述一环上模座上设有与所述中心通孔I配合的一环冲头；所述一环冲头与所述一环下模芯之间设有用于将坯料冷锻为过渡压盖的压盖过渡成型结构；
所述压盖过渡成型结构包括设置在所述一环下模芯上的过渡凸起结构和设置在所述一环冲头上与所述过渡凸起结构配合的过渡凹陷结构，或所述压盖过渡成型结构包括设置在所述一环冲头上的过渡凸起结构和设置在所述一环下模芯上与所述过渡凸起结构配合的过渡凹陷结构；
所述过渡凸起结构从上之下依次包括用于成型过渡压盖盖顶的过渡凸头、设置在所述过渡凸头根部并用于成型过渡压盖盖缘的下锥形面和用于所述一环冲头定位的过渡定位段，所述过渡凸头的顶面与侧面之间设有过渡圆弧I，所述下锥形面的直径在从上之下的方向上逐渐增大；
所述过渡凹陷结构从上之下依次包括与所述过渡凸头配合的过渡凹槽、与所述下锥形面对应且锥度相同的上锥形面和用于定位套装在所述过渡定位段上的定位孔，所述过渡凹槽的槽底与侧壁之间设有与所述过渡圆弧I对应的过渡圆弧II，所述过渡凹槽的侧壁与所述上锥形面之间设有过渡圆弧III；
所述下锥形面和上锥形面的锥度为115-125°，所述过渡圆弧I的半径等于所述过渡压盖盖顶直径的1/4-1/3。
进一步，所述过渡圆弧III的半径与所述过渡圆弧I的半径相等。
进一步，所述一环上模座和一环下模芯内均设有脱模孔I。
进一步，二环冷锻模具，包括二环上模和二环下模；
所述二环下模包括二环下模座，所述二环下模座的中心设有中心通孔II，且所述中心通孔II的上端设有冷锻沉孔，所述冷锻沉孔与所述中心通孔II同心且直径大于压盖盖缘的最大直径；
所述中心通孔II内设有二环下模芯，所述二环下模芯包括二环下模芯本体，所述二环下模芯本体包括位于上端且直径等于压盖盖顶内径的成型凸头和位于下端并用于与所述中心通孔II配合的定位段，所述成型凸头与定位段之间设有用于成型压盖盖缘的成型平面，所述成型平面与所述二环下模芯的轴线垂直，且所述成型平面与所述冷锻沉孔的孔底平齐；
所述二环上模包括二环上模座，所述二环上模座上设有中心孔，所述中心孔内设有用于压在压盖盖顶的顶面上的二环上模芯，所述二环上模座上设有与所述冷锻沉孔配合并用于压在压盖盖缘上的二环冲头，所述二环上模芯的直径等于压盖盖顶的外径。
进一步，所述成型凸头上还套装设有压环，所述压环的外径等于所述定位段的外径，且所述成型平面为所述压环的上端面。
进一步，所述中心通孔II上设有内衬套，所述二环下模芯套装在所述内衬套内。
进一步，所述二环下模芯上设有脱模孔II。
进一步，所述坯料的材料为Q235。
本发明的有益效果在于：
本发明微耕机压箱压盖的冷锻生产工艺，通过将冷锻成型分为两步进行，第一步一环冷锻，将坯料冷锻成型为过渡压盖，第二步二环冷锻，将过渡压盖冷锻成型为压盖锻件；由于直接采用现有的冷锻工艺成型压盖锻件的变形量很大，必然会超出材料的塑性变形能力，因此通过将冷锻分为两步进行，两步冷锻能够分别承担部分冷锻成型过程中的变形量，进而减小每一步冷锻中的变形量，使得分步进行的冷锻能够达到材料的塑性变形能力要求；
虽然将冷锻分为两步进行能够分担其变形量，但是如何分配确是实现本发明目的的关键，若一环冷锻中的变形量设置得过小，则会导致二环冷锻中的变形量过大，容易造成坯料断裂，无法满足生产要求；若一环冷锻中的变形量太大，虽然能够减小二环冷锻中的变形量，但是一环冷锻成型为过渡压盖时的合格率却会大大降低，也不能满足生产需求；
通过大量实验证明，将过渡压盖的盖顶顶面与盖顶侧壁之间的过渡圆弧的半径设置为过渡压盖盖顶直径的1/4-1/3，并将过渡压盖的盖缘锥度设置为115-125°，能够合理分配一环冷锻和二环冷锻的变形量，能够有效提高压盖锻件的合格率，并适于批量生产；
因此，本发明的微耕机压箱压盖的冷锻生产工艺能够实现压盖的冷锻生产，不仅能够节约生产成本，而且得到的压盖产品的强度、精度更高，表面质量更好。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为适用于本发明微耕机压箱压盖的冷锻生产工艺的一环模具的结构示意图；
图2为一环上模的结构示意图；
图3为一环下模芯的结构示意图；
图4为适用于本发明微耕机压箱压盖的冷锻生产工艺的二环模具的结构示意图；
图5为二环下模的结构示意图；
图6为过渡压盖的结构示意图；
图7为压盖锻件的结构示意图；
图8为机加工后的压盖产品的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
如图1所示，为适用于本发明微耕机压箱压盖的冷锻生产工艺的一环模具的结构示意图。该一环冷锻模具包括一环上模和一环下模，一环下模包括一环下模座1，一环下模座1上设有中心通孔，中心通孔内设有一环下模芯2。一环上模包括一环上模座3，一环上模座3上设有与中心通孔配合的一环冲头4。一环冲头4与一环下模芯2之间设有用于将坯料冷锻为过渡压盖5的压盖过渡成型结构。压盖过渡成型结构包括设置在一环下模芯2上的过渡凸起结构和设置在一环冲头4上与过渡凸起结构配合的过渡凹陷结构，或压盖过渡成型结构包括设置在一环冲头4上的过渡凸起结构和设置在一环下模芯2上与过渡凸起结构配合的过渡凹陷结构。本实施例的过渡凸起结构设置在一环下模芯2上，相应的，过渡凹陷结构设置在一环冲头4上。
过渡凸起结构从上之下依次包括用于成型过渡压盖盖顶5a的过渡凸头6、设置在过渡凸头6根部并用于成型过渡压盖盖缘5b的下锥形面7和用于一环冲头4定位的过渡定位段8，过渡凸头6的顶面与侧面之间设有过渡圆弧I 6a，下锥形面7的直径在从上之下的方向上逐渐增大。
过渡凹陷结构从上之下依次包括与过渡凸头6配合的过渡凹槽9、与下锥形面7对应且锥度相同的上锥形面10和用于定位套装在过渡定位段8上的定位孔11，过渡凹槽9的槽底与侧壁之间设有与过渡圆弧I 6a对应的过渡圆弧II 9a，过渡凹槽9的侧壁与上锥形面10之间设有过渡圆弧III 10a。
具体的，下锥形面7和上锥形面10的锥度为115-125°，下锥形面7和上锥形面10的具体锥度值由过渡压盖5决定，下锥形面7和上锥形面10的锥度选择即为重要，锥度过大，则会导致坯料冷锻成型为过渡压盖的变形量过大，锥度过小，则会导致过渡压盖5冷锻成型为压盖14的变形量较大，而通过大量实验和数据分析得到，将下锥形面7和上锥形面10的锥度取为115-125°，能够取得均衡变形量的效果，使得从坯料到过渡压盖、再从过渡压盖到压盖的变形量均在合理的区间内，能够得到合格的产品。
具体的，过渡圆弧I 6a的半径等于过渡压盖盖顶直径的1/4-1/3，过渡圆弧III 10a的半径与过渡圆弧I 6a的半径相等，过渡圆弧II 9a的半径大小与过渡圆弧I 6a对应，通过现有技术资料可知，过渡圆弧I 6a的半径加上坯料的厚度即为过渡圆弧II 9a的半径大小。同理，将过渡圆弧I 6a的半径设定为合理的值，能够保证坯料成型为过渡压盖、以及过渡压盖成型为压盖时的锻造比。
优选的，一环上模座和一环下模芯2内分别设有脱模孔I 12和脱模孔I 13，便于脱模。
该一环冷锻模具，通过在一环冲头与一环下模芯之间设置压盖过渡成型结构，并在过渡凸头与过渡定位段之间设置下锥形面、在过渡凹槽和定位孔之间设置上锥形面、在过渡凸头的顶面与侧面之间设置过渡圆弧I、在过渡凹槽的槽底和侧壁之间设置过渡圆弧II和在过渡凹槽的侧壁与上锥形面之间设有过渡圆弧III，可使通过坯料冷锻成型为过渡压盖的变形量减小，不会出现断裂等缺陷，且可通过成型后的过渡压盖再次冷锻成型为最终的压盖，能够实现压盖的冷锻成型，能够有效提高压盖的产品质量和减少生产成本。
如图4所示，为适用于本发明微耕机压箱压盖的冷锻生产工艺的二环模具的结构示意图。该二环冷锻模具包括二环上模和二环下模。所述二环下模包括二环下模座20，二环下模座20的中心设有中心通孔II，且中心通孔II的上端设有冷锻沉孔21，冷锻沉孔21与中心通孔II同心且直径大于压盖盖缘14b的最大直径，能够防止在冷锻过程中，冷锻沉孔21的外周壁与压盖盖缘14b之间发生干涉。
中心通孔II内设有二环下模芯22，二环下模芯22包括二环下模芯本体，二环下模芯本体包括位于上端且直径等于压盖盖顶14a内径的成型凸头22a和位于下端并用于与中心通孔II配合的定位段22b，成型凸头22a与定位段22b之间设有用于成型压盖盖缘14b的成型平面22c，成型平面22c与二环下模芯22的轴线垂直，且成型平面22c与冷锻沉孔21的孔底平齐。
二环上模包括二环上模座23，二环上模座23上设有中心孔，中心孔内设有用于压在压盖盖顶14a的顶面上的二环上模芯24，二环上模座23上设有与冷锻沉孔21配合并用于压在压盖盖缘14b上的二环冲头23a，二环上模芯24的直径等于压盖盖顶14a的外径。
冷锻时，将过渡压盖5盖在成型凸头22a上，然后驱动二环上模，可以将过渡压盖5冷锻为压盖锻件，如图7所示。该二环冷锻模具，通过在二环下模芯22上设置成型凸头22a和成型平面22c，并将成型平面22c与冷锻沉孔21的底面平齐；通过在二环上模上设置二环冲头23a压在压盖盖缘14b上，设置二环下模芯24压在压盖盖顶14a上，能够将过渡压盖5直接冷锻成型为最终形态的压盖锻件14，由于压盖锻件14采用冷锻工艺制成，其具有强度、精度高，表面质量好的优点。
优选的，成型凸头22a上还套装设有压环25，压环25的外径等于定位段22b的外径，且所述成型平面22c为压环25的上端面，通过设置压环，在成型平面22c磨损后，可直接更换压环25来实现成型平面22c的修复，而不需要报废整个二环下模芯22，简单方便，节约成本。
优选的，中心通孔II上设有内衬套26，二环下模芯22套装在内衬套26内，通过设置内衬套26，能够防止二环下模芯22与中心通孔II内壁之间的磨损。
优选的，二环下模芯22上设有脱模孔II 27，便于脱模。
下面对采用上述一环冷锻模具和二环冷锻模具冷锻生产压盖的工艺方法进行说明。
第一实施例
本实施例的微耕机压箱压盖的冷锻生产工艺，包括如下步骤：
1）下料，将坯料冲切为圆盘状坯料；
2）一环冷锻：采用上述一环冷锻模具将坯料冷锻成型为过渡压盖5，过渡压盖5的盖顶顶面与盖顶侧壁之间圆弧过渡，该圆弧的半径等于过渡压盖盖顶5a直径的1/4，且过渡压盖的盖缘5b呈锥形，其锥度为115°，即下锥形面7和上锥形面10的锥度取为115°，过渡圆弧I 6a的半径等于过渡压盖盖顶直径的1/4；
3）二环冷锻：采用上述二环冷锻模具将过渡压盖5冷锻成型为压盖锻件14；
4）机加工，将压盖锻件14机加工为压盖产品，如图8所示。
本实施例通过将过渡压盖5的过渡压盖5的盖顶顶面与盖顶侧壁之间的过渡圆弧的半径设置为过渡压盖盖顶5a直径的1/4，并将过渡压盖的盖缘5b的锥度设为115°，能够满足冷锻成型加工的要求。
第二实施例
本实施例的微耕机压箱压盖的冷锻生产工艺，包括如下步骤：
1）下料，将坯料冲切为圆盘状坯料；
2）一环冷锻：采用上述一环冷锻模具将坯料冷锻成型为过渡压盖5，过渡压盖5的盖顶顶面与盖顶侧壁之间圆弧过渡，该圆弧的半径等于过渡压盖盖顶5a直径的1/3，且过渡压盖的盖缘5b呈锥形，其锥度为120°，即下锥形面7和上锥形面10的锥度取为120°，过渡圆弧I 6a的半径等于过渡压盖盖顶直径的1/3；
3）二环冷锻：采用上述二环冷锻模具将过渡压盖5冷锻成型为压盖锻件14；
4）机加工，将压盖锻件14机加工为压盖产品，如图8所示。
本实施例通过将过渡压盖5的过渡压盖5的盖顶顶面与盖顶侧壁之间的过渡圆弧的半径设置为过渡压盖盖顶5a直径的1/3，并将过渡压盖的盖缘5b的锥度设为120°，能够满足冷锻成型加工的要求。
第三实施例
本实施例的微耕机压箱压盖的冷锻生产工艺，包括如下步骤：
1）下料，将坯料冲切为圆盘状坯料；
2）一环冷锻：采用上述一环冷锻模具将坯料冷锻成型为过渡压盖5，过渡压盖5的盖顶顶面与盖顶侧壁之间圆弧过渡，该圆弧的半径等于过渡压盖盖顶5a直径的2/7，且过渡压盖的盖缘5b呈锥形，其锥度为125°，即下锥形面7和上锥形面10的锥度取为125°，过渡圆弧I 6a的半径等于过渡压盖盖顶直径的2/7；
3）二环冷锻：采用上述二环冷锻模具将过渡压盖5冷锻成型为压盖锻件14；
4）机加工，将压盖锻件14机加工为压盖产品，如图8所示。
本实施例通过将过渡压盖5的过渡压盖5的盖顶顶面与盖顶侧壁之间的过渡圆弧的半径设置为过渡压盖盖顶5a直径的2/7，并将过渡压盖的盖缘5b的锥度设为125°，能够满足冷锻成型加工的要求。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (8)

1.一种微耕机压箱压盖的冷锻生产工艺，其特征在于：包括如下步骤：
1）下料；
2）一环冷锻：采用一环冷锻模具将坯料冷锻成型为过渡压盖，所述过渡压盖的盖顶顶面与盖顶侧壁之间圆弧过渡，该圆弧的半径等于所述过渡压盖盖顶直径的1/4-1/3，且所述过渡压盖的盖缘呈锥形，其锥度为115-125°；
3）二环冷锻：采用二环冷锻模具将所述过渡压盖冷锻成型为压盖锻件；
4）机加工；
其中，所述一环冷锻模具包括一环上模和一环下模，所述一环下模包括一环下模座，所述一环下模座上设有中心通孔I，所述中心通孔I内设有一环下模芯；所述一环上模包括一环上模座，所述一环上模座上设有与所述中心通孔I配合的一环冲头；所述一环冲头与所述一环下模芯之间设有用于将坯料冷锻为过渡压盖的压盖过渡成型结构；
所述压盖过渡成型结构包括设置在所述一环下模芯上的过渡凸起结构和设置在所述一环冲头上与所述过渡凸起结构配合的过渡凹陷结构，或所述压盖过渡成型结构包括设置在所述一环冲头上的过渡凸起结构和设置在所述一环下模芯上与所述过渡凸起结构配合的过渡凹陷结构；
所述过渡凸起结构从上之下依次包括用于成型过渡压盖盖顶的过渡凸头、设置在所述过渡凸头根部并用于成型过渡压盖盖缘的下锥形面和用于所述一环冲头定位的过渡定位段，所述过渡凸头的顶面与侧面之间设有过渡圆弧I，所述下锥形面的直径在从上之下的方向上逐渐增大；
所述过渡凹陷结构从上之下依次包括与所述过渡凸头配合的过渡凹槽、与所述下锥形面对应且锥度相同的上锥形面和用于定位套装在所述过渡定位段上的定位孔，所述过渡凹槽的槽底与侧壁之间设有与所述过渡圆弧I对应的过渡圆弧II，所述过渡凹槽的侧壁与所述上锥形面之间设有过渡圆弧III；
所述下锥形面和上锥形面的锥度为115-125°，所述过渡圆弧I的半径等于所述过渡压盖盖顶直径的1/4-1/3。
2.根据权利要求1所述的微耕机压箱压盖的冷锻生产工艺，其特征在于：所述过渡圆弧III的半径与所述过渡圆弧I的半径相等。
3.根据权利要求1所述的微耕机压箱压盖的冷锻生产工艺，其特征在于：所述一环上模座和一环下模芯内均设有脱模孔I。
4.根据权利要求1-3任一项所述的微耕机压箱压盖的冷锻生产工艺，其特征在于：二环冷锻模具，包括二环上模和二环下模；
所述二环下模包括二环下模座，所述二环下模座的中心设有中心通孔II，且所述中心通孔II的上端设有冷锻沉孔，所述冷锻沉孔与所述中心通孔II同心且直径大于压盖盖缘的最大直径；
所述中心通孔II内设有二环下模芯，所述二环下模芯包括二环下模芯本体，所述二环下模芯本体包括位于上端且直径等于压盖盖顶内径的成型凸头和位于下端并用于与所述中心通孔II配合的定位段，所述成型凸头与定位段之间设有用于成型压盖盖缘的成型平面，所述成型平面与所述二环下模芯的轴线垂直，且所述成型平面与所述冷锻沉孔的孔底平齐；
所述二环上模包括二环上模座，所述二环上模座上设有中心孔，所述中心孔内设有用于压在压盖盖顶的顶面上的二环上模芯，所述二环上模座上设有与所述冷锻沉孔配合并用于压在压盖盖缘上的二环冲头，所述二环上模芯的直径等于压盖盖顶的外径。
5.根据权利要求4所述的微耕机压箱压盖的冷锻生产工艺，其特征在于：所述成型凸头上还套装设有压环，所述压环的外径等于所述定位段的外径，且所述成型平面为所述压环的上端面。
6.根据权利要求4所述的微耕机压箱压盖的冷锻生产工艺，其特征在于：所述中心通孔II上设有内衬套，所述二环下模芯套装在所述内衬套内。
7.根据权利要求4所述的微耕机压箱压盖的冷锻生产工艺，其特征在于：所述二环下模芯上设有脱模孔II。
8.根据权利要求1所述的微耕机压箱压盖的冷锻生产工艺，其特征在于：所述坯料的材料为Q235。
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