CN107900277A - 一种长厚臂叉形接头无飞边锻造成形工艺及其反挤压模具 - Google Patents

一种长厚臂叉形接头无飞边锻造成形工艺及其反挤压模具 Download PDF

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Abstract

一种长厚臂叉形接头无飞边锻造成形工艺及其反挤压模具，所述工艺步骤如下：a、首先对被加工的金属棒料一端进行加热，当达到锻造温度范围后将加热部分放入正挤压模具中正挤成形锻件所需的柄杆部分；b、对步骤a得到的已成形柄杆部分之外的金属棒料部分进行加热，当达到锻造温度范围后将加热部分放入镦方模具中镦粗成形所需的方形部分；c、对步骤b得到的成形坯料进行补热，当达到锻造温度范围后放入反挤模具中将步骤b得到的方形部分反挤成形叉形部分，锻件出模冷却得到所需锻件；所述反挤压模具中的导向凹模中的方形轮廓大于下方成形凹模中的方形轮廓，导向凹模内设置有导向槽，冲头前后侧凸起部分为与导向凹模内设置的导向槽相配合的导向凸台。

Description

一种长厚臂叉形接头无飞边锻造成形工艺及其反挤压模具
技术领域
本发明属于金属件压力加工领域，具体说是涉及一种一种长厚臂叉形接头无飞边锻造成形工艺及其反挤压模具。
背景技术
叉形锻件品种非常多，常见的叉形件有万向节叉、连接叉、凸缘叉、滑动叉等，对于这些叉形件迄今为止我国大部分锻造行业采用的是水平分模的开式模锻工艺生产的，其飞边金属的消耗随着叉形件的形状复杂程度各有不同，有高者能达到锻件自重的30%以上，导致材料利用率低，更伴随这加热电能利用率的降低。
一种长厚臂叉形接头用于某些特种车辆某些重要部位的连接使用，其产品的机械性能及质量可靠性直接关系到车辆的安全性、稳定性。由于该种锻件杆部与叉部截面面积相差较大，叉部臂长较长且厚度较厚，此类特点对于锻造成形该类零件增加很大难度，如果采用传统的水平分模开式模锻工艺锻造成形难度非常大，其预锻工序比较复杂，成形飞边较大，而且因为形状特点致使其锻件的拔模斜度较大，其锻件的机加工余量较大，综合分析采用传统工艺成形势必会造成金属材料的大量浪费，造成资源与能源的浪费。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术中所存在的不足提供一种节能、节材、高效、能够提高产品性能的一种长厚臂叉形接头无飞边锻造成形工艺。本发明的另一个目的是提供一种能够实现长臂类叉形件反挤成形的模具，该模具能够避免深孔反挤由于冲头太长引起失稳，保证锻件叉臂两侧宽度均匀。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的长厚臂叉形接头无飞边锻造成形工艺步骤如下：
a、首先对被加工的金属棒料一端进行加热，当温度达到1100℃-1180℃的所需锻造温度后，将加热部分放入正挤压模具中正挤成形锻件所需的柄杆部分；
b、对步骤a得到的已成形柄杆部分之外的金属棒料部分进行加热，当温度达到1100℃-1180℃的所需锻造温度后，将加热部分放入镦方模具中镦粗成形所需的方形部分；
c、对步骤b得到的成形坯料进行补热，当温度达到1000℃-1100℃锻造温度范围后放入反挤模具中将步骤b得到的方形部分反挤成形叉形部分，锻件出模冷却得到所需锻件。
综上其成形工艺步骤为：下料—加热—正挤—加热—镦方—补热—反挤—冷却。
本发明步骤c中所述反挤成形工艺步骤如下：将步骤b得到的成形坯料进行补热后放入凹模中，冲头向下挤压，当冲头接触到成形坯料的方形部分时冲头导向凸台已经滑入导向凹模导向凹槽中，冲头继续向下运动直到挤压到成形尺寸，冲头退回，顶杆顶出锻件，当锻件叉部与杆部交界截面超出成形凹模后可取出锻件，顶杆退回，重复以上动作进行下一次操作。
本发明的反挤压模具包括冲头、导向凹模、成形凹模顶杆，所述导向凹模中的方形轮廓大于下方成形凹模中的方形轮廓，导向凹模内设置有导向槽，冲头前后侧凸起部分为与导向凹模内设置的导向槽相配合的导向凸台，导向凸台插入导向凹模的导向槽中可实现冲头导向。
本发明中所述冲头的导向凸台长度尺寸b比导向凹模中的导向槽长度B小0.8mm；冲头的导向凸台宽度尺寸a比导向凹模中的导向槽宽度A小0.6mm；冲头参与反挤变形的作用部分尺寸h大于导向凹模厚度H。进一步说，该结构中导向凹模导向槽与冲头导向凸台部分的间隙设计充分考虑到模具受热膨胀的因素，同时保证冲头能后顺利插入模具中起到冲头导向的作用；冲头与导向凹模尺寸h、H可以有效保证在反挤压成形过程中，冲头在接触成形坯料之前冲头导向凸台已经滑入导向凹模的导向凹槽中，保证冲头在成形过程中始终保证其位置精度，防止成形叉形锻件两个长厚臂的厚度不均匀。
所述冲头头部设置有20°锥角，该结构可以有效降低在反挤成形中冲头所受摩擦力，使金属流动更加容易，有利于提高冲头寿命。
本发明的有益效果如下：
1、本发明工艺方法为无飞边锻造工艺，节约金属材料，提高材料利用率。
2、本发明工艺成形锻件金属流线沿着叉形轮廓分布，优于模锻切边方法成形锻件。
3、本发明成形工艺简单易于操作，反挤压模具导向部分的设置有效防止了由于反挤冲头太长引起失稳的缺陷，降低了产品的废品率，同时提高了生产效率。
附图说明
图1是长厚臂叉形接头锻件立体图。
图2是长厚臂叉形接头锻件无飞边锻造成形工艺示意图。
图3是反挤压模具主视剖视图。
图4是反挤压模具俯视半剖图。
图5是反挤压模具导向凹模图。
图6是图5的俯视图。
图7是反挤压模具冲头图。
图8是图7的侧视图。
图中序号：1、冲头，2、导向凹模，3、成形凹模，4、坯料，5、顶杆。
具体实施方式
本发明将结合实例（附图）作进一步描述：
如图2所示，本发明的长厚臂叉形接头无飞边锻造成形工艺步骤如下：
a、首先对被加工的金属棒料一端进行加热，当温度达到1100℃-1180℃的所需锻造温度后，将加热部分放入正挤压模具中正挤成形锻件所需的柄杆部分；
b、对步骤a得到的已成形柄杆部分之外的金属棒料部分进行加热，当温度达到1100℃-1180℃的所需锻造温度后，将加热部分放入镦方模具中镦粗成形所需的方形部分；
c、对步骤b得到的成形坯料进行补热，当温度达到1000℃-1100℃锻造温度范围后放入反挤模具中将步骤b得到的方形部分反挤成形叉形部分，锻件出模冷却得到所需锻件（参见图1）。
综上其成形工艺步骤为：下料—加热—正挤—加热—镦方—补热—反挤—冷却。
本发明步骤c中所述反挤成形工艺步骤如下：将步骤b得到的成形坯料进行补热后放入凹模中，冲头向下挤压，当冲头接触到成形坯料的方形部分时冲头导向凸台已经滑入导向凹模导向凹槽中，冲头继续向下运动直到挤压到成形尺寸，冲头退回，顶杆顶出锻件，当锻件叉部与杆部交界截面超出成形凹模后可取出锻件，顶杆退回，重复以上动作进行下一次操作。
如图3、4、5、6、7、8所示，本发明的反挤压模具包括冲头1、导向凹模2、成形凹模3、顶杆5，所述导向凹模2中的方形轮廓大于下方成形凹模3中的方形轮廓，导向凹模2内设置有导向槽，冲头5前后侧凸起部分为与导向凹模内设置的导向槽相配合的导向凸台，导向凸台插入导向凹模的导向槽中可实现冲头导向。
本发明中所述反挤压模具中冲头1导向凸台长度尺寸b比导向凹模2中导向槽长度B小0.8mm；冲头1导向凸台宽度尺寸a比导向凹模2中导向槽宽度A小0.6mm；冲头1参与反挤变形的作用部分尺寸h大于导向凹模2厚度H。该结构中导向凹模导向槽与冲头导向凸台部分的间隙设计充分考虑到模具受热膨胀的因素，同时保证冲头能后顺利插入模具中起到冲头导向的作用；冲头与导向凹模尺寸h、H可以有效保证在反挤压成形过程中，冲头在接触成形坯料之前冲头导向凸台已经滑入导向凹模的导向凹槽中，保证冲头在成形过程中始终保证其位置精度，防止成形叉形锻件两个长厚臂的宽度不均匀。
本发明中所述反挤压模具中冲头1头部设置有20°锥角，该结构可以有效降低在反挤成形中冲头所受摩擦力，使金属流动更加容易，有利于提高冲头寿命。

Claims (5)

1.一种长厚臂叉形接头无飞边锻造成形工艺，其特征在于：所述工艺步骤如下：
a、首先对被加工的金属棒料一端进行加热，当温度达到1100℃-1180℃的所需锻造温度后，将加热部分放入正挤压模具中正挤成形锻件所需的柄杆部分；
b、对步骤a得到的已成形柄杆部分之外的金属棒料部分进行加热，当温度达到1100℃-1180℃的所需锻造温度后，将加热部分放入镦方模具中镦粗成形所需的方形部分；
c、对步骤b得到的成形坯料进行补热，当温度达到1000℃-1100℃锻造温度范围后放入反挤模具中将步骤b得到的方形部分反挤成形叉形部分，锻件出模冷却得到所需锻件。
2.根据权利要求1所述的长厚臂叉形接头无飞边锻造成形工艺，其特征在于：步骤c中所述反挤成形工艺步骤如下：将步骤b得到的成形坯料进行补热后放入凹模中，冲头向下挤压，当冲头接触到成形坯料的方形部分时冲头导向凸台已经滑入导向凹模导向凹槽中，冲头继续向下运动直到挤压到成形尺寸，冲头退回，顶杆顶出锻件，当锻件叉部与杆部交界截面超出成形凹模后可取出锻件，顶杆退回，重复以上动作进行下一次操作。
3.一种适用于权利要求1所述成形工艺的反挤压模具，其特征在于：它包括冲头、导向凹模、成形凹模顶杆，所述导向凹模中的方形轮廓大于下方成形凹模中的方形轮廓，导向凹模内设置有导向槽，冲头前后侧凸起部分为与导向凹模内设置的导向槽相配合的导向凸台。
4.根据权利要求3所述成形工艺的反挤压模具，其特征在于：所述冲头的导向凸台长度尺寸b比导向凹模中的导向槽长度B小0.8mm；冲头的导向凸台宽度尺寸a比导向凹模中的导向槽宽度A小0.6mm；冲头参与反挤变形的作用部分尺寸h大于导向凹模厚度H。
5.根据权利要求3所述成形工艺的反挤压模具，其特征在于：所述冲头头部设置有20°锥角。
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