CN105583351B - 中型花键轴叉平锻工艺 - Google Patents
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Abstract
中型花键轴叉平锻工艺，包括以下步骤：（1）下料：毛坯的直径为55mm，材料40Cr，长度295mm；（2）镦粗：对毛坯端部进行加热，加热温度为1150℃，加热之后的毛坯为待镦粗毛坯，之后将待镦粗毛坯放置到平锻机上花键轴叉平锻模具的预锻凹模的花键轴叉型腔内，接着动力驱动端带动预锻凸模对待镦粗毛坯进行镦粗，镦粗完成后形成预锻件毛坯；（3）终锻：取出预锻件毛坯放置到平锻机上花键轴叉平锻模具的终锻凹模的花键轴叉型腔内，操控平锻机，动力驱动端带动终锻凸模镦挤预锻件毛坯，镦挤完成后形成终锻件。（本发明设计合理、结构简单，锻件易于成形，锻件的废品率大大降低；生产效率提高，降低生产成本和模具制作成本。
Description
技术领域
本发明属于汽车行业技术领域，具体涉及一种中型花键轴叉平锻工艺。
背景技术
传统花键轴叉锻造属于锤锻模锻，工序包括下料—中频感应加热—拔长—预锻—终锻—切边，模具设计和供热操作都比较繁琐复杂，结构不同的产品必须设计不同制坯、预锻型腔和终锻型腔，对规范化设计和操作带来了很大的阻力，传统花键轴叉锻造工艺存在以下问题：
中型花键轴叉结构属于叉宽杆细长的产品，中型花键轴叉杆部直径为55mm，传统工艺上选用直径为78mm规格的坯料时，花键轴叉杆部需要多次拔长才能达到成型要求，对工人的操作技巧要求很高，劳动强度大并且废品率高，并且中型花键轴叉的锻造工艺使得拔长后的坯料不能水平准确的放置于预锻凹模的花键轴叉型腔，预锻件的设计不合理易造成终锻缺料、刮料折叠等问题，因此对预锻凹模的花键轴叉型腔的设计要求比较高，实际生产中预锻定位和工艺固化很困难；传统拔长台的形状设计不能保证每件坯料拔长长度的一致性，对工人的主观操作能力依赖性太强，对工人的操作技巧要求很高；
另外中型花键轴叉锻造工艺中频加热为整体加热，坯料加热耗能大，浪费材料，增加锻造成本；而且中型花键轴叉锻造工艺采用锤锻技术，锤锻所需的电液锤模具较为笨重，安装困难，设备运行噪声大，锻件易产生错移弯曲，锻件质量的一致性不好。
发明内容
本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种结构简单、便于制造、易于成型、锻造成品率高、成本低、节约原料的中型花键轴叉平锻工艺。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：中型花键轴叉平锻工艺，包括以下步骤：
（1）下料：毛坯的直径为55mm，材料40Cr、长度295mm；
（2）镦粗：对毛坯端部进行加热，加热温度为1150℃，加热之后的毛坯为待镦粗毛坯，之后将待镦粗毛坯放置到平锻机上花键轴叉平锻模具的预锻凹模的花键轴叉型腔内，接着动力驱动端带动预锻凸模对待镦粗毛坯进行镦粗，镦粗完成后形成预锻件毛坯；
（3）终锻：取出预锻件毛坯放置到平锻机上花键轴叉平锻模具的终锻凹模的花键轴叉型腔内，操控平锻机，动力驱动端带动终锻凸模镦挤预锻件毛坯，镦挤完成后形成终锻件；
（4）切边：对终锻件毛边进行切除；
（5）抛丸：去除终锻件表面的氧化皮。
所述的花键轴叉平锻模具包括凹模体、预锻凹模和终锻凹模，预锻凹模和终锻凹模的型腔分别对应设有连接动力驱动端的预锻凸模和终锻凸模，凹模体上设有两个安装槽，预锻凹模和终锻凹模分别装配在安装槽内并分别与凹模体固定连接，其特征在于：凹模的上表面和下表面均设有截面呈燕尾状结构的连接凸块，预锻凸模和终锻凸模的结构形状为圆柱形，预锻凹模外型以及安装槽为半圆柱形结构，终锻凹模的外型以及安装槽均为长方体结构；预锻凹模和终锻凹模均包括上凹模和下凹模，上凹模和下凹模上下对应，上凹模和下凹模之间对应设有花键轴叉型腔，预锻凸模和终锻凸模均对应位于一个花键轴叉型腔的一端，花键轴叉型腔的另一端均设有用于夹持花键轴叉锻件的夹钳口，上凹模和下凹模均通过压紧机构与凹模体固定连接，上凹模和下凹模的长、宽、高尺寸分别为410mm、320mm、120mm和410mm、320mm、150mm；
以安装槽底部表面为水平基准面，安装槽侧部面为非基准面，上凹模的上表面与水平基准面平行，下凹模下表面与水平基准面重合，凹模体左侧和右侧均设有与安装槽连通的第一螺纹孔，第一螺纹孔内螺纹连接有顶压螺栓，顶压螺栓内端均与上凹模和下凹模外侧壁顶压配合；上凹模上设有定位槽，下凹模上设有与定位槽卡扣配合的定位块。
下凹模与凹模体之间固定连接的压紧机构包括呈上大下小楔形结构的压紧楔铁，下凹模一侧部与安装槽一侧壁之间具有沿垂直方向的楔形槽，楔形槽的垂直截面呈上大下小的楔形结构，压紧楔铁对应装配在楔形槽内，压紧楔铁、下凹模和凹模体之间对应开设有通孔，通孔内插设有压紧螺栓，压紧螺栓下端穿出凹模体后螺纹连接有锁紧螺母。
终锻凹模上的花键轴叉型腔包括叉部型腔和圆柱形杆部型腔，杆部型腔的直径为55mm。
预锻凸模和终锻凸模均包括冲杆、连接杆、连接块、连接体、楔形块、连接板和螺杆，连接杆和连接块同轴且一体制成，连接块的端部中央轴向开设有插槽，连接块的径向开设有与插槽连通的插孔，连接体与冲杆同轴且一体制成，连接体的端部中央开设有第二螺纹孔，连接板上设有楔形孔，连接板插设在插槽中且楔形孔与插孔对应连通，楔形块径向穿过插孔与连接板的楔形孔插接配合，连接板的外端与螺杆固定连接，螺杆螺纹连接在连接体的第二螺纹孔内，冲杆的工作端设有平冲头，连接杆的径向设有定位槽。
本发明具有以下有益效果：本发明下料选用直径为55mm的毛坯，在锻造花键轴叉杆部直径55mm时，只需对毛坯的端部进行加热镦粗即可，减少加热耗能，节省材料和锻造成本；将原有锻造技术的锤锻改为平锻，安全性能高，平锻模具安装方便，锻件质量的一致性好。
预锻凸模体和终锻凸模体的结构形状为圆柱形，预锻凹模外型以及安装槽为半圆柱形结构，终锻凹模的外型以及安装槽均为长方体结构，降低了安装难度，模具加工和定位更加方便；以安装槽底部表面为水平基准面，安装槽侧部面为非基准面，上凹模的上表面与水平基准面平行，下凹模下表面与水平基准面紧密贴合使得安装更加方便，并且顶压螺栓内端均与上凹模和下凹模外侧壁顶压配合，保证锻件质量的一致性；下凹模与凹模体之间固定连接的压紧机构包括呈上大下小楔形结构的压紧楔铁，下凹模一侧部与安装槽一侧壁之间具有沿垂直方向的楔形槽，楔形槽的垂直截面呈上大下小的楔形结构，压紧楔铁对应装配在楔形槽内，压紧楔铁、下凹模和凹模体之间对应开设有通孔，通孔内插设有压紧螺栓，压紧螺栓下端穿出凹模体后螺纹连接有锁紧螺母，由于压紧楔铁的楔形结构，使上凹模和下凹模更加稳定牢固的固定在凹模体上；上凹模上设有定位槽，下凹模上设有与定位槽卡扣配合的定位块，可有效的防止锻件错移，保证了锻件质量的一致性；根据产品结构多次试制，确定终锻凹模形状为长方体，预锻凸模体和终锻凸模体形状为圆柱形，降低模具加工和模具安装难度；解决了产品结构造成毛边大的问题，提高材料利用率，坯料由整体加热改为局部加热，降低电能消耗。
综上所述，本发明设计合理、结构简单，锻件易于成形，锻件的废品率大大降低；生产效率提高，降低生产成本和模具制作成本。
附图说明
图1是本发明中花键轴叉平锻模具结构示意图；
图2是图1中A-A处剖视图。
具体实施方式
如图1-2所示，花键轴叉的锻造工艺，包括以下步骤：
（1）下料：毛坯的直径为55mm，材料40Cr，长度295mm；
（2）镦粗：对毛坯端部进行加热，加热温度为1150℃，加热之后的毛坯为待镦粗毛坯，之后将待镦粗毛坯放置到平锻机上花键轴叉平锻模具的预锻凹模的花键轴叉型腔内，接着动力驱动端带动预锻凸模对待镦粗毛坯进行镦粗，镦粗完成后形成预锻件毛坯；
（3）终锻：取出预锻件毛坯放置到平锻机上花键轴叉平锻模具的终锻凹模的花键轴叉型腔内，操控平锻机，动力驱动端带动终锻凸模镦挤预锻件毛坯，镦挤完成后形成终锻件；
（4）切边：对终锻件毛边进行切除；
（5）抛丸：去除终锻件表面的氧化皮。
花键轴叉平锻模具，包括凹模体1、预锻凹模和终锻凹模，预锻凹模和终锻凹模的型腔分别对应设有连接动力驱动端的预锻凸模和终锻凸模，凹模体1上设有两个安装槽2，预锻凹模和终锻凹模分别装配在安装槽2内并分别与凹模体1固定连接，凹模体1的上表面和下表面均设有与平锻头上燕尾凹槽相对应的截面呈燕尾状结构的连接凸块3，预锻凸模和终锻凸模的结构形状为圆柱形，预锻凹模外型以及安装槽为半圆柱形结构，终锻凹模的外型以及安装槽2均为长方体结构；预锻凹模和终锻凹模均包括上凹模和下凹模5，上凹模和下凹模5上下对应，上凹模和下凹模5之间对应设有花键轴叉型腔6，预锻凸模体和终锻凸模体均对应位于一个花键轴叉型腔6的一端，两个花键轴叉型腔6的另一端均设有用于夹持花键轴叉锻件的夹钳口(图中未示出)，上凹模和下凹模5均通过压紧机构与凹模体1固定连接，上凹模和下凹模5的长、宽、高尺寸分别为410mm、320mm、120mm和410mm、320mm、150mm；
以安装槽2底部表面为水平基准面，安装槽2侧部面为非基准面，上凹模的上表面与水平基准面平行，下凹模5下表面与水平基准面重合，凹模体1左侧和右侧均设有与安装槽2连通的第一螺纹孔8，第一螺纹孔8内螺纹连接有顶压螺栓9，顶压螺栓9内端均与上凹模和下凹模5外侧壁顶压配合；上凹模上设有定位槽（图中未示出），下凹模5上设有与定位槽卡扣配合的定位块11。
下凹模5与凹模体1之间固定连接的压紧机构包括呈上大下小楔形结构的压紧楔铁12，下凹模5一侧部与安装槽2一侧壁之间具有沿垂直方向的楔形槽13，楔形槽13的垂直截面呈上大下小的楔形结构，压紧楔铁12对应装配在楔形槽13内，压紧楔铁12、下凹模5和凹模体1之间对应开设有通孔14，通孔14内插设有压紧螺栓15，压紧螺栓15下端穿出凹模体1后螺纹连接有锁紧螺母。
终锻凹模上的花键轴叉型腔6包括叉部型腔和圆柱形杆部型腔，杆部型腔的直径为55mm。
预锻凸模和终锻凸模均包括冲杆17、连接杆18、连接块19、连接体20、楔形块21、连接板22和螺杆23，连接杆18和连接块19同轴且一体制成，连接块19的端部中央轴向开设有插槽24，连接块19的径向开设有与插槽24连通的插孔25，连接体20与冲杆17同轴且一体制成，连接体20的端部中央开设有第二螺纹孔26，连接板22上设有楔形孔27，连接板22插设在插槽24中且楔形孔27与插孔25对应连通，楔形块21径向穿过插孔25与连接板22的楔形孔27插接配合，连接板22的外端与螺杆23固定连接，螺杆23螺纹连接在连接体20的第二螺纹孔26内，冲杆17的工作端设有平冲头28，连接杆18的径向设有定位槽29。
经实践证明，使用本发明工艺后后：
①锻件材料利用率提高15%；
②班产由800件提高到1000件，生产效率提高了25%；
③成品率提高2%；
④磨毛刺由90%降为10%；
⑤每套模具的使用材料由1762Kg变为280Kg，降低了模具原材料和热处理成本；
⑥杆部加工量减小，金加工生产效率提高2%；
⑦工人的操作难度和强度大大降低；
本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (3)
1.中型花键轴叉平锻工艺，其特征在于：包括以下步骤：
（1）下料：毛坯的直径为55mm，材料40Cr，长度295mm；
（2）镦粗：对毛坯端部进行加热，加热温度为1150℃，加热之后的毛坯为待镦粗毛坯，之后将待镦粗毛坯放置到平锻机上花键轴叉平锻模具的预锻凹模的花键轴叉型腔内，接着动力驱动端带动预锻凸模对待镦粗毛坯进行镦粗，镦粗完成后形成预锻件毛坯；
（3）终锻：取出预锻件毛坯放置到平锻机上花键轴叉平锻模具的终锻凹模的花键轴叉型腔内，操控平锻机，动力驱动端带动终锻凸模镦挤预锻件毛坯，镦挤完成后形成终锻件；
（4）切边：对终锻件毛边进行切除；
（5）抛丸：去除终锻件表面的氧化皮；
所述的花键轴叉平锻模具包括凹模体、预锻凹模和终锻凹模，预锻凹模和终锻凹模的型腔分别对应设有连接动力驱动端的预锻凸模和终锻凸模，凹模体上设有两个安装槽，预锻凹模和终锻凹模分别装配在安装槽内并分别与凹模体固定连接，其特征在于：凹模的上表面和下表面均设有截面呈燕尾状结构的连接凸块，预锻凸模和终锻凸模的结构形状为圆柱形，预锻凹模外型以及安装槽为半圆柱形结构，终锻凹模的外型以及安装槽均为长方体结构；预锻凹模和终锻凹模均包括上凹模和下凹模，上凹模和下凹模上下对应，上凹模和下凹模之间对应设有花键轴叉型腔，预锻凸模和终锻凸模均对应位于一个花键轴叉型腔的一端，花键轴叉型腔的另一端均设有用于夹持花键轴叉锻件的夹钳口，上凹模和下凹模均通过压紧机构与凹模体固定连接，上凹模和下凹模的长、宽、高尺寸分别为410mm、320mm、120mm和410mm、320mm、150mm；
以安装槽底部表面为水平基准面，安装槽侧部面为非基准面，上凹模的上表面与水平基准面平行，下凹模下表面与水平基准面重合，凹模体左侧和右侧均设有与安装槽连通的第一螺纹孔，第一螺纹孔内螺纹连接有顶压螺栓，顶压螺栓内端均与上凹模和下凹模外侧壁顶压配合；上凹模上设有定位槽，下凹模上设有与定位槽卡扣配合的定位块；
下凹模与凹模体之间固定连接的压紧机构包括呈上大下小楔形结构的压紧楔铁，下凹模一侧部与安装槽一侧壁之间具有沿垂直方向的楔形槽，楔形槽的垂直截面呈上大下小的楔形结构，压紧楔铁对应装配在楔形槽内，压紧楔铁、下凹模和凹模体之间对应开设有通孔，通孔内插设有压紧螺栓，压紧螺栓下端穿出凹模体后螺纹连接有锁紧螺母。
2.根据权利要求1所述的中型花键轴叉平锻工艺，其特征在于：终锻凹模上的花键轴叉型腔包括叉部型腔和圆柱形杆部型腔，杆部型腔的直径为55mm。
3.根据权利要求1-2中任一项中型花键轴叉平锻工艺，其特征在于：预锻凸模和终锻凸模均包括冲杆、连接杆、连接块、连接体、楔形块、连接板和螺杆，连接杆和连接块同轴且一体制成，连接块的端部中央轴向开设有插槽，连接块的径向开设有与插槽连通的插孔，连接体与冲杆同轴且一体制成，连接体的端部中央开设有第二螺纹孔，连接板上设有楔形孔，连接板插设在插槽中且楔形孔与插孔对应连通，楔形块径向穿过插孔与连接板的楔形孔插接配合，连接板的外端与螺杆固定连接，螺杆螺纹连接在连接体的第二螺纹孔内，冲杆的工作端设有平冲头，连接杆的径向设有定位槽。
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