CN107900611A - 一种锤杆套分步式冷挤压工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锤杆套分步式冷挤压工艺方法，包括以下步骤：S1：下料，得到毛坯棒料；S2：对毛坯棒料施加正挤压，使毛坯棒料缩杆后在毛坯棒料的下端拉伸出内孔；同时在毛坯棒料的上端挤压出台阶孔，得到第一中间件；S3：对第一中间件施加反挤压，在台阶孔下侧挤压出第一六角孔，同时在毛坯棒料的周向挤压出外圆和混六角，得到第二中间件；S4：对第二中间件施加反挤压，在第一六角孔的下侧挤压出第二六角孔；最后使用钻头钻中间孔，得到锤杆套。本发明通过采用冷挤压工艺加工锤杆套，简化了加工工序、提高了生产效率，并提高了锤杆套的整体疲劳强度。

Description

一种锤杆套分步式冷挤压工艺方法

技术领域

本发明涉及机械加工方法技术领域，特别是涉及一种锤杆套分步式冷挤压工艺方法。

背景技术

锤杆套是电锤和电镐的零件之一，对于传递电机的运动和力矩具有至关重要的作用。

现有的锤杆套的加工工艺是：选用直径为φ40mm的20CrMnTi毛圆棒料，通过锯床割料成160mm长，重量约为1580g，经平端面、粗车外圆，两头钻孔、粗镗孔，由插床加工H13.2的小六角孔和H17.3的大六角孔，铣床加工外六角H36.9，再精车、精镗孔至成品。

现有的锤杆套加工工艺的工序极为复杂和繁琐，需要粗车加工、铣削加工、打孔、镗孔加工、插床加工等等，致使生产效率低下。此外用原材料车加工的零件经金属流线分析，内部台阶处金属流线呈断开状态，整体强度不高，极大地影响了电锤和电镐的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种锤杆套分步式冷挤压工艺方法，以解决上述现有技术存在的问题，使锤杆套采用冷挤压工艺加工，以简化工序、提高生产效率，并提高锤杆套的整体疲劳强度。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种锤杆套分步式冷挤压工艺方法，包括以下步骤：

S1：下料，得到毛坯棒料；

S2：对所述毛坯棒料施加正挤压，使所述毛坯棒料缩杆后在所述毛坯棒料的下端拉伸出内孔；同时在所述毛坯棒料的上端挤压出台阶孔，得到第一中间件；

S3：对所述第一中间件施加反挤压，在所述台阶孔下侧挤压出第一六角孔，同时在所述毛坯棒料的周向挤压出外圆和混六角，所述第一六角孔和所述混六角的各条边分别彼此平行，所述第一六角孔对角的连线和所述混六角对角的连线分别共线，得到第二中间件；

S4：对所述第二中间件施加反挤压，在所述第一六角孔的下侧挤压出第二六角孔，所述第二六角孔和所述第一六角孔的各条边分别彼此平行，所述第二六角孔对角的连线和所述第一六角孔对角的连线分别共线；最后使用钻头钻中间孔，得到锤杆套。

优选地，步骤S1中，所述毛坯棒料的材料为渗碳钢20CrMnTi，所述毛坯棒料的直径为φ36.4mm，长度为122.5mm，用高速圆盘锯精确下料。

优选地，用抽真空、充氮气保护的退火炉对所述毛坯棒料进行球化退火，将所述毛坯棒料在780℃保温5h，然后炉冷至680℃保温5h，然后炉冷至350℃出炉空冷。

优选地，在抛丸机上对所述毛坯棒料的表面进行喷砂处理，去除表面杂质，得到均匀的沙坑表面，然后对所述毛坯棒料进行磷皂化处理。

优选地，步骤S2中，采用315T液压机对所述毛坯棒料施加正挤压，后冲棒采用倒置固定，利用推管套和凹模的下型腔来固定后冲棒，所述后冲棒用于挤压出所述内孔；并在第一上冲棒上设置定位头，所述定位头用于挤压出所述台阶孔。

优选地，步骤S3中，采用315T液压机给所述第一上冲棒施加压力，使所述第一上冲棒冲压出所述第一六角孔，利用所述台阶孔为所述第一上冲棒定位。

优选地，步骤S4中，采用315T液压机给第二上冲棒施加压力，使第二上冲棒冲压出所述第二六角孔，利用所述第一六角孔为所述第二上冲棒导向。

优选地，步骤S2、步骤S3和步骤S4中所使用的下冲棒的直径依次减小0.1mm，步骤S4比步骤S3所使用的凹模的直径增加0.1mm。

优选地，所述第一六角孔的角设有半径为1mm的圆角，所述第二六角孔的角设有半径为0.75mm的圆角。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明通过分步式冷挤压加工出第一六角孔、第二六角孔、内孔和外圆的混六角外形，第一六角孔、第二六角孔和内孔经冷挤压成型到位，不需要再进行切削加工，不仅提高了材料的利用率，还减少了加工工序，降低了制造成本。

本发明分步式冷挤压而成的锤镐套内部金属流线与零件形状一致，呈均匀的纤维流线型分布，提高了锤镐套的力学性能，使零件内外表面形成了合理的压应力，从而提高了锤镐套的整体疲劳强度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明锤杆套分步式冷挤压工艺方法毛坯棒料的结构示意图；

图2为本发明锤杆套分步式冷挤压工艺方法第一中间件的结构示意图；

图3为本发明锤杆套分步式冷挤压工艺方法第二中间件的结构示意图；

图4为本发明锤杆套的结构示意图；

图5为车削加工出的锤杆套的内部金属流线示意图；

图6为采用本发明锤杆套分步式冷挤压工艺方法加工出的锤杆套的内部金属流线示意图；

其中：1-内孔，2-台阶孔，3-第一六角孔，4-第二六角孔，5-中间孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种锤杆套分步式冷挤压工艺方法，以解决上述现有技术存在的问题，使锤杆套采用冷挤压工艺加工，以简化工序、提高生产效率，并提高锤杆套的整体疲劳强度。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1-4所示，本实施例提供了一种锤杆套分步式冷挤压工艺方法，包括以下步骤：

S1：下料，得到毛坯棒料；

S2：对毛坯棒料施加正挤压，使毛坯棒料缩杆后在毛坯棒料的下端拉伸出内孔1；同时在毛坯棒料的上端挤压出台阶孔2，得到第一中间件；

S3：对第一中间件施加反挤压，在台阶孔2下侧挤压出第一六角孔3，同时在毛坯棒料的周向挤压出外圆和混六角，第一六角孔3和混六角的各条边分别彼此平行(边对边)，第一六角孔3对角的连线和混六角对角的连线分别共线(角对角)，得到第二中间件；

S4：对第二中间件施加反挤压，在第一六角孔3的下侧挤压出第二六角孔4，第二六角孔4和第一六角孔3的各条边分别彼此平行(边对边)，第二六角孔4对角的连线和第一六角孔3对角的连线分别共线(角对角)；最后使用钻头钻中间孔5，得到锤杆套。

具体地：步骤S1中，毛坯棒料的材料为渗碳钢20CrMnTi，毛坯棒料的直径为φ36.4mm，长度为122.5mm，用高速圆盘锯精确下料，确保了重量的一致性，也就保证了冷挤压后的第一中间件和第二中间件的长短一致，避免了由于重量不一致导致模具损坏。

如图1所示，毛坯棒料的直径为φ36.4mm，长度为122.5mm，重量为1000克，比用圆棒料直接车削加工节约用料580克，大大节省了材料成本。

用抽真空、充氮气保护的退火炉对毛坯棒料进行球化退火，将毛坯棒料在780℃保温5h，然后炉冷至680℃保温5h，然后炉冷至350℃出炉空冷，确保在冷挤压的过程中表面不脱碳，确保锤杆套的渗碳质量。

在抛丸机上对毛坯棒料的表面进行喷砂处理，去除表面杂质，得到均匀的沙坑表面，然后对毛坯棒料进行磷皂化处理。

步骤S2中，采用315T液压机对毛坯棒料施加正挤压，后冲棒采用倒置固定，利用推管套和凹模的下型腔来固定后冲棒，后冲棒用于挤压出内孔1；并在第一上冲棒上设置定位头，定位头用于挤压出台阶孔2。

如图2所示，第一中间件上的内孔1的直径为φ20.6mm，深度为34mm，台阶孔2的上端直径为φ20.6mm深度为7mm，台阶孔2的底端直径为φ9mm，第一中间件的下段的直径为φ33.8mm，长度为35.5mm，第一中间件的上段的直径为φ36.6mm，长度为102.4mm，第一中间件的下段和第一中间件的上段之间为与轴线呈30°的斜坡，第一中间件的总长度为139.8mm。

步骤S3中，采用315T液压机给第一上冲棒施加压力，使第一上冲棒冲压出第一六角孔3，利用台阶孔2为第一上冲棒定位。

如图3所示，第二中间件上的内孔1的直径为φ20.5mm，深度为34mm，第二中间件的下段的直径为φ33.9mm，长度为35.5mm，第二中间件的中段的直径为φ36.7mm，长度为29.4mm，第二中间件上段的外圆直径为φ38.4mm，长度为85.7mm，混六角的规格为H36.8mm，混六角设置在第二中间件的上段外壁上，第一六角孔3的规格为H17.3mm，第一六角孔3的角设有半径为1mm的圆角，第一六角孔3的底部与第二中间件端面的距离为85.7mm，第二中间件的中段与第二中间件的下段和第二中间件的上段之间均为与轴线呈30°的斜坡，第二中间件的总长度为153.3mm。

步骤S4中，采用315T液压机给第二上冲棒施加压力，使第二上冲棒冲压出第二六角孔4，利用第一六角孔3为第二上冲棒导向。

如图4所示，锤杆套上的内孔1的直径为φ20.4mm，深度为34mm，锤杆套的下段的直径为φ34mm，锤杆套的中段的直径为φ36.8mm，锤杆套上段的外圆直径为φ38.5mm，混六角的规格为H36.9mm，第一六角孔3的规格为H17.3mm，第一六角孔3的角设有半径为1mm的圆角，第二六角孔4的规格为H13.2mm，第二六角孔4的角设有半径为0.75mm的圆角，第二六角孔4的底部与锤杆套端面的距离为85.7mm，第二六角孔4的底部与内孔1底部的距离不小于6mm，中间孔5的直径为12mm，锤杆套的总长度为157mm。锤杆套的第一六角孔3和第二六角孔4都由冷挤压加工而成，表面粗糙度可达到Ra0.3～0.6，内型腔不再需要车加工，极大地缩短了加工周期，提高了生产效率。

通过第一中间件、第二中间件和锤镐套的形状变化可以看出，步骤S2所使用的凹模为二段式凹模，步骤S3和S4所使用的凹模为三段式凹模；步骤S2、步骤S3和步骤S4中所使用的下冲棒的直径依次减小了0.1mm，步骤S4比步骤S3所使用的凹模的直径增加了0.1mm。

本实施例通过分步式冷挤压加工出第一六角孔3、第二六角孔4、内孔1和外圆的混六角外形，第一六角孔3、第二六角孔4和内孔1经冷挤压成型到位，不需要再进行切削加工，不仅提高了材料的利用率，还减少了加工工序，降低了制造成本。

本实施例分步式冷挤压而成的锤镐套内部金属流线与零件形状一致，呈均匀的纤维流线型分布，提高了锤镐套的力学性能，使零件内外表面形成了合理的压应力，从而提高了锤镐套的整体疲劳强度。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种锤杆套分步式冷挤压工艺方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：下料，得到毛坯棒料；

S2：对所述毛坯棒料施加正挤压，使所述毛坯棒料缩杆后在所述毛坯棒料的下端拉伸出内孔；同时在所述毛坯棒料的上端挤压出台阶孔，得到第一中间件；

S3：对所述第一中间件施加反挤压，在所述台阶孔下侧挤压出第一六角孔，同时在所述毛坯棒料的周向挤压出外圆和混六角，所述第一六角孔和所述混六角的各条边分别彼此平行，所述第一六角孔对角的连线和所述混六角对角的连线分别共线，得到第二中间件；

S4：对所述第二中间件施加反挤压，在所述第一六角孔的下侧挤压出第二六角孔，所述第二六角孔和所述第一六角孔的各条边分别彼此平行，所述第二六角孔对角的连线和所述第一六角孔对角的连线分别共线；最后使用钻头钻中间孔，得到锤杆套。

2.根据权利要求1所述的锤杆套分步式冷挤压工艺方法，其特征在于：步骤S1中，所述毛坯棒料的材料为渗碳钢20CrMnTi，所述毛坯棒料的直径为φ36.4mm，长度为122.5mm，用高速圆盘锯精确下料。

3.根据权利要求2所述的锤杆套分步式冷挤压工艺方法，其特征在于：用抽真空、充氮气保护的退火炉对所述毛坯棒料进行球化退火，将所述毛坯棒料在780℃保温5h，然后炉冷至680℃保温5h，然后炉冷至350℃出炉空冷。

4.根据权利要求3所述的锤杆套分步式冷挤压工艺方法，其特征在于：在抛丸机上对所述毛坯棒料的表面进行喷砂处理，去除表面杂质，得到均匀的沙坑表面，然后对所述毛坯棒料进行磷皂化处理。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的锤杆套分步式冷挤压工艺方法，其特征在于：步骤S2中，采用315T液压机对所述毛坯棒料施加正挤压，后冲棒采用倒置固定，利用推管套和凹模的下型腔来固定后冲棒，所述后冲棒用于挤压出所述内孔；并在第一上冲棒上设置定位头，所述定位头用于挤压出所述台阶孔。

6.根据权利要求5所述的锤杆套分步式冷挤压工艺方法，其特征在于：步骤S3中，采用315T液压机给所述第一上冲棒施加压力，使所述第一上冲棒冲压出所述第一六角孔，利用所述台阶孔为所述第一上冲棒定位。

7.根据权利要求6所述的锤杆套分步式冷挤压工艺方法，其特征在于：步骤S4中，采用315T液压机给第二上冲棒施加压力，使第二上冲棒冲压出所述第二六角孔，利用所述第一六角孔为所述第二上冲棒导向。

8.根据权利要求7所述的锤杆套分步式冷挤压工艺方法，其特征在于：步骤S2、步骤S3和步骤S4中所使用的下冲棒的直径依次减小0.1mm，步骤S4比步骤S3所使用的凹模的直径增加0.1mm。

9.根据权利要求8所述的锤杆套分步式冷挤压工艺方法，其特征在于：所述第一六角孔的角设有半径为1mm的圆角，所述第二六角孔的角设有半径为0.75mm的圆角。