CN103934638A - 一种精密外花键管成形方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种精密外花键管成形方法,包括步骤:将热轧棒料锯料、球化退火、车外圆制成棒料;将所述棒料抛丸、磷皂化处理,制得毛坯;将所述毛坯进行反挤、车端面、倒角、磷皂化处理、正挤压外花键制得外花键管。本发明所述的精密外花键管成形方法通过用普通的热轧棒料即可生产精密外花键管,解决了许多企业外花键批量加工难的问题,此方法生产的产品内部组织致密,硬度值稳定,外花键表面光洁度高,可保证≤Ra1.6,而且加工成本低、加工效率高、后续切削加工量少,能满足批量生产要求,节省人力损耗、降低公司成本。
Description
技术领域
本发明属于金属塑性成形技术领域,具体涉及一种精密外花键管成形方法。
背景技术
在现有技术中,精密外花键管或套的加工方法主要有以下方法:一是采用铣削、磨削等切削加工方法,这类加工方法生产率和精度都较低,主要用于单件小批生产加工。另一类是采用冷打、冷轧等塑性变形的加工方法,冷打的精度介于铣削和磨削之间,效率比铣削约高5倍在右,但此方法需要专门的机床上进行,相应增加生产成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种精密外花键管成形方法,克服上述缺陷,解决生产率和精度低,不利于批量生产的问题。
为解决上述技术问题,本发明提供一种精密外花键管成形方法,包括步骤:
(1)将热轧棒料锯料、球化退火、车外圆制成棒料;
(2)将所述棒料抛丸、磷皂化处理,制得毛坯;
(3)将所述毛坯进行反挤、车端面、倒角、磷皂化处理、正挤压外花键制得外花键管。
作为本发明所述一种精密外花键管成形方法的一种优选方案,所述热轧棒料的外径大于所述外花键管的外径。
作为本发明所述一种精密外花键管成形方法的一种优选方案,所述球化退火工序中,所述热轧棒料经退火工序后,所述热轧棒料的内部组织球化率≥95%,硬度≤80HRB。
作为本发明所述一种精密外花键管成形方法的一种优选方案,所述反挤包括将所述毛坯进行25%~75%变形量的反挤压。
作为本发明所述一种精密外花键管成形方法的一种优选方案,所述正挤压外花键时,所述半成品的硬度控制在250~300HB。
作为本发明所述一种精密外花键管成形方法的一种优选方案,所述正挤压外花键工序中包括上冲头进入下模,所述上冲头为分体式,包括筒冲头和芯冲头。
作为本发明所述一种精密外花键管成形方法的一种优选方案,所述正挤压外花键工序中包括将半成品先放入压力机工作台面的凹模中,然后所述筒冲头和芯冲头一起进入所述下模,所述芯冲头通过所述半成品的内孔,然后所述分体式上冲头向下挤压,待挤压终了时,将所述分体式上冲头一并上升提起,再由环形退料器顶出产品。
作为本发明所述一种精密外花键管成形方法的一种优选方案,所述正挤压外花键工序中,所述凹模为硬质合金材料制成,所述凹模包括导向部分、工作带部分和后隙部分,所述导向部分至所述工作带部分为30°过渡,所述工作带部分至后隙部分为10°过渡,所述凹模表面经涂层处理。
与现有技术相比,本发明提出的一种精密外花键管成形方法,通过用普通的热轧棒料即可生产精密外花键管,解决了许多企业外花键批量加工难的问题,此方法生产的产品内部组织致密,硬度值稳定,外花键表面光洁度高,可保证≤Ra1.6,而且加工成本低、加工效率高、后续切削加工量少,能满足批量生产要求,节省人力损耗、降低公司成本。
附图说明
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,
图1为本发明的一种精密外花键管成形方法中所述的锯料、车外圆、反挤、车端面、倒角和正挤压外花键几个工序中材料形状变化的结构示意图;
图2为本发明的一种精密外花键管成形方法中所述的外花键管的截面图形的结构示意图;
图3为本发明的一种精密外花键管成形方法中的反挤工序的设备结构示意图;和
图4为本发明的一种精密外花键管成形方法中的正挤压外花键工序的设备结构示意图。
其中:1为锯料材料形状、2为车外圆材料形状、3为反挤材料形状、4为车端面、倒角材料形状、5为正挤压外花键材料形状、6为外花键管的截面形状、7为反挤冲头套、8为反挤冲头、9为反挤下模、10为反挤退料器、11为冲头套、12为筒冲头、13为芯冲头、14为下模套、15为第一下模芯、16为第二下模芯、17为环形退料器。
具体实施方式
本发明所述的一种精密外花键管成形方法,其包括步骤:
步骤一:将热轧棒料锯料、球化退火、车外圆制成棒料。
在一个实施例中,该步骤可以具体如下执行:选择合适的热轧棒料,要求所述热轧棒料的外径大于所需制作的外花键管的外径,然后锯料、球化退火,在经所述热轧棒料经退火工序后,所述热轧棒料的内部组织球化率≥95%,硬度≤80HRB,这样更有利于半成品和花键的挤压,而且可以保证在车外圆后有25~75%的反挤变形量,接着,车外圆去除原材料表面的缺陷,以保证棒料能够精确的挤压。
步骤二:将所述棒料抛丸、磷皂化处理,制得毛坯。
步骤三:将所述毛坯进行反挤、车端面、倒角、磷皂化处理、正挤压外花键制得外花键管。
在一个实施例中,该步骤可以具体如下执行:为了便于理解,请参阅图3,图3为本发明的一种精密外花键管成形方法中的反挤工序的设备结构示意图。如图3所示,以中心线为界,中心线右侧为反挤初时设备及工件位置,左侧为反挤结束时设备与工件位置,具体为反挤冲头8设置反挤冲头套7下方,反挤冲头8先插入所述反挤下模9将所述毛坯进行25%~75%变形量的反挤压,使半成品的外径和外花键管外径一致,然后利用反挤退料器10退出设备,接着,车削反挤料的底部材料,再倒角去除端面的毛刺,为后续挤压外花键作准备。接着,常规磷皂化处理,随后正挤压外花键,请参阅图4,图4为本发明的一种精密外花键管成形方法中的正挤压外花键工序的设备结构示意图。如图4所示,以中心线为界,中心线右侧为挤压初时设备及工件位置,左侧为挤压结束时设备与工件位置,具体为所述筒冲头12套设在所述芯冲头13外,所述筒冲头12随着所述芯冲头13上下运动,所述冲头套11套设在所述筒冲头12上部的外围,第一下模芯15和第二下模芯16为中空结构,所述第一下模芯15设置在所述第二下模芯16的上方,所述第一下模芯15的下表面接触所述第二下模芯16的上表面,所述筒冲头12的外径小于所述第一下模芯15的内径,所述筒冲头12的外径小于所述第二下模芯16的上表面的内径,所述筒冲头12的下部在所述第一下模芯15与第二下模芯16的中空结构中上下滑动,第二下模芯16的中空结构为异形,请参阅图2,图2为本发明的一种精密外花键管成形方法中所述的外花键管的截面图形的结构示意图。如图2所示,即为此异形结构的模具所得的外花键管的截面形状6。下模套14套设在所述第一下模芯15和所述第二下模芯16的外围,环形退料器17设置在所述芯冲头13的下方,所述环形退料器17的外径小于所述第二下模芯16的下表面的内径。在正挤压外花键时,所述半成品的硬度控制在250~300HB,这样便于后续内孔机械加工。所述正挤压外花键工序中包括上冲头(未图示)进入下模(未图示),所述上冲头为分体式,包括筒冲头12和芯冲头13,这样可使得模具寿命长。所述正挤压外花键工序中包括将半成品先放入压力机工作台面的凹模(未图示)中,然后所述筒冲头12和芯冲头13一起进入所述下模,所述芯冲头13通过所述半成品的内孔,然后所述分体式上冲头向下挤压,待挤压终了时,将所述分体式上冲头一并上升提起,此时工件留在凹模内,再由环形退料器17顶出产品。请参阅图2,图2为本发明的一种精密外花键管成形方法中所述的外花键管的截面图形的结构示意图。所述正挤压外花键工序中,所述凹模以牌号为REA65的硬质合金材料制成,这样设计提高了模具寿命,满足了批量生产的要求,同时提高了材料利用率,降低了生产成本。所述凹模包括导向部分、工作带部分和后隙部分,所述导向部分至所述工作带部分为30°过渡,所述工作带部分至后隙部分为10°过渡,所述凹模表面经涂层处理。
在以上步骤中,热轧棒料经各工序制得外花键管,其形状也在随着各工序而变化,为了便于理解,请参阅图1,图1为本发明的一种精密外花键管成形方法中所述的锯料、车外圆、反挤、车端面、倒角和正挤压外花键几个工序中材料形状变化的结构示意图。
以上步骤中的抛丸、磷皂化工序为常规处理,是本领域公知常识,故在此不再缀述。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
首先,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。
其次,本发明利用结构示意图等进行详细描述,在详述本发明实施例时,为便于说明,表示精密外花键管成形方法结构的示意图会不依一般比例作局部放大,而且所述示意图只是实例,其在此不应限制本发明保护的范围。此外,在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间。
实施例一
一、锯料,选择合适的热轧棒料锯料,先要选择合适规格的热轧棒料,其原材料外径要大于成品外花键管的外径,在本实施例中,选择原材料外径材料牌号为35,下料长度为22mm。
二、球化退火,其工艺为:产品随炉加热至740℃,保温3小时,后随炉冷至≤500℃出炉空冷。装炉方式:整齐竖放,退火后硬度≤80HRB。这里的球化退火及后面的低温退火都是指普通的退火,具有改善组织、降低硬度的作用。
三、车外圆,也叫制坯,是指车削外圆,去除管材表面的缺陷。在本实施例中即外圆车至保证粗糙度≤Ra1.6,以达到为成品的尺寸作准备的目的。
四、常规抛丸工序。所述抛丸为常规工序,主要是为后续挤压工序提供润滑皮膜。
五、常规磷皂化工序。所述磷皂化为常规工序,主要是为后续挤压工序提供润滑皮膜。
六、反挤工序,所述反挤压工序,主要是为后续挤花键准备坯料。在本实施例中,将毛坯进行45%变形量的反挤压,外径为孔径为孔深为≥29mm,同时内孔与外圆的同轴度≤0.25mm。反挤冲头8在挤压之前,反挤冲头8部分已进入反挤下模9中10~25mm,以保证导向作用,使得挤压后的坯料的外圆与内孔同轴度要求得到保证。
七、车端面、倒角工序。去除反挤料底部材料,为挤外花键作坯料。在本实施例中将长度车至29mm,倒角去除表面毛刺,便于后续挤外花键。
八、常规磷皂化工序。
九、正挤压外花键工序。正挤外花键,将半成品先放入压力机工作台面的凹模中,筒冲头12和芯冲头13一起进入下模,芯冲头13通过半成品的内孔,分体式上冲头一并向下挤压,挤压终了时,再一并向上升起,工件留在凹模内,环形退料器17顶出产品。筒冲头12在挤压前已进入第一下模芯15的中空结构中,筒冲头12与第一下模芯15和第二下模芯16的内孔是间隙配合,很好的保证了花键外径、底径与内孔的同轴度要求。在本实施例中,花键外径为内孔为外径与内孔同轴≤0.25mm,花键的有效长度为≥33mm.花键的硬度保证在250~300HB。
上述精密外花键管成形方法包括但不限于以上提到的种类。
所属领域内的普通技术人员应该能够理解的是,本发明的特点或目的之一在于:本发明所述的精密外花键管成形方法中,毛坯经过25~75%变形量的反挤压,使半成品的外径和花键外径尺寸非常一致,保证了外花键尺寸的精度,使两次冷挤后产品的硬度值稳定,满足了花键要求的同时又便于后续内孔加工,提高了材料利用率,降低了生产成本。延长了精密外花键管的使用寿命,节省了人力损耗、降低了公司成本。
应说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种精密外花键管成形方法,包括步骤:
(1)将热轧棒料锯料、球化退火、车外圆制成棒料;
(2)将所述棒料抛丸、磷皂化处理,制得毛坯;
(3)将所述毛坯进行反挤、车端面、倒角、磷皂化处理、正挤压外花键制得外花键管。
2.如权利要求1所述的精密外花键管成形方法,其特征是:所述热轧棒料的外径大于所述外花键管的外径。
3.如权利要求1所述的精密外花键管成形方法,其特征是:所述球化退火工序中,所述热轧棒料经退火工序后,所述热轧棒料的内部组织球化率≥95%,硬度≤80HRB。
4.如权利要求1所述的精密外花键管成形方法,其特征是:所述反挤包括将所述毛坯进行25%~75%变形量的反挤压。
5.如权利要求1所述的精密外花键管成形方法,其特征是:所述正挤压外花键时,所述半成品的硬度控制在250~300HB。
6.如权利要求1所述的精密外花键管成形方法,其特征是:所述正挤压外花键工序中包括上冲头进入下模,所述上冲头为分体式,包括筒冲头和芯冲头。
7.如权利要求6所述的精密外花键管成形方法,其特征是:所述正挤压外花键工序中包括将半成品先放入压力机工作台面的凹模中,然后所述筒冲头和芯冲头一起进入所述下模,所述芯冲头通过所述半成品的内孔,然后所述分体式上冲头向下挤压,待挤压终了时,将所述分体式上冲头一并上升提起,再由环形退料器顶出产品。
8.如权利要求7所述的精密外花键管成形方法,其特征是:所述正挤压外花键工序中,所述凹模为硬质合金材料制成,所述凹模包括导向部分、工作带部分和后隙部分,所述导向部分至所述工作带部分为30°过渡,所述工作带部分至后隙部分为10°过渡,所述凹模表面经涂层处理。
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