CN109622864A - 一种十字轴挤锻结合少无飞边成形方法及专用模具 - Google Patents

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Abstract

一种十字轴挤锻结合少无飞边成形方法及专用模具，其特征在于：所述方法步骤如下：首先将金属棒料加热后达到1000℃‑1150℃的锻造温度后放入闭式热挤压模具中，通过闭式热挤压方法将加热后的金属棒料预锻成形为十字形坯料，之后将成形后的十字形坯料放入开式热模锻模具中进行锻造，最后将锻造后的锻件放入切边模具进行切边，得到十字轴锻件。

Description

一种十字轴挤锻结合少无飞边成形方法及专用模具
技术领域
本发明涉及金属热精密锻造领域，具体为一种十字轴挤锻结合少无飞边成形方法及专用模具。
背景技术
十字轴是汽车驱动系统万向传动装置的关键零件，它在装置中起到变角度传递动力。目前十字轴的锻造工艺分为冷锻、热锻两种，由于冷锻工艺成形力较大，一般成形体积较小的十字轴锻件，热锻工艺一般成形体积较大的十字轴锻件。现在常用的十字轴热锻工艺为开式热模锻工艺，该工艺为先将加热的金属棒料镦粗为圆饼状，在将圆饼状坯料放入开式热模锻的模具中成形，最后成形件放入切边模具中切边的到最终锻件。该工艺锻件飞边较大，材料利用率较低，由于飞边较大锻件填充饱满需要成形力较大，由此会造成由于受力较大对于模具寿命的影响，所以该种开式热模锻工艺生产十字轴锻件成本较高。
发明内容
本发明的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种可有效解决现有十字轴开发热模锻工艺材料利用率较大、成形耗能较大、模具寿命较低问题的十字轴挤锻结合少无飞边成形方法及专用模具。
本发明的目的可通过下述技术措施来实现：
本发明的十字轴挤锻结合少无飞边成形方法步骤如下：首先将金属棒料加热后达到1000℃-1150℃的锻造温度后放入闭式热挤压模具中，通过闭式热挤压方法将加热后的金属棒料预锻成形为十字形坯料，之后将成形后的十字形坯料放入开式热模锻模具中进行锻造，最后将锻造后的锻件放入切边模具进行切边，得到十字轴锻件。
本发明所述闭式热挤压模具的成型方法具体为金属棒料加热到锻造温度后插入上模中间孔中，此时模具上模与下模闭死其模腔对齐，然后冲头插入上模孔中挤压金属棒料，棒料填充满模腔后上模与冲头向上退回，顶杆顶出锻件，取出锻件后上模向下运动与下模上表面接触后闭死，放入加热后金属棒料重复以上动作。
本发明所述开式热模锻模具的成形方法为取出的预锻件经过补热后放入开式模锻模下模，上模向下运动挤压坯料，成形完毕后模锻上模退回，顶杆顶出锻件，取出锻件，让人预锻件重复以上动作。
本发明的专用模具包括闭式热挤压模具和开式热模锻模具，所述闭式热挤压模具包括冲头、上模、下模、顶杆，在上、下模的配合面加工有十字轴挤压成形模腔，所述上模的中心部位加工有竖直向下延伸并与十字轴挤压成形模腔相连通的用于插装金属棒料和冲头的中空柱孔，所述下模的中心部位加工有竖直向上延伸并与十字轴挤压成形模腔相连通的用于插装顶杆的中空柱孔；所述开式热模锻模具包括包括模锻顶杆、模锻上模、模锻下模，在模锻上模、模锻下模的配合面加工有十字轴锻造模腔，所述模锻下模的中心部位加工有竖直向上延伸并与十字轴锻造模腔相连通的用于插装模锻顶杆的中空柱孔。
本发明中所述十字轴挤压成形模腔的形状与预锻成形的十字形坯料相配合，且大于十字轴锻造模腔，锻件中间纵截面即为上模与下模的接触面。
本发明的有益效果如下：
本发明改变了传统热模锻工艺中的预锻工艺，通过闭式模锻方法合理分配金属，改变了预锻坯料的形状，使其形状更接近于终锻件形状，使其终端工序中模腔更容易填充饱满，同时锻件飞边减少。传统热模锻工艺飞边整体形状类似于圆形，同时在十字轴四个枝杈顶部有半圆形金属飞边，且飞边较厚；改进后热模锻工艺飞边形状沿十字轴外形基本均匀分布，成现为飞边带，飞边较薄。由此看出飞边面积有所减小，飞边厚度减小，材料利用率提高，同时由于预锻件形状有利于终锻填充，飞边面积及厚度减小，有效的降低了成形力，降低了能耗，同时也避免了模具受力过大造成的失效，提高了模具寿命。
附图说明
图1是十字轴锻件三维图。
图2是十字轴传统热模锻工艺图。
图3是十字轴挤锻结合少无飞边成形工艺图。
图4是本发明的闭式热挤压模具简图。
图5是图4中下模的立体图。
图6是本发明的开式热模锻模具简图。
图4、5、6中1为冲头、2为上模、3为金属棒料、4为下模、5为顶杆、6为模锻顶杆、7为模锻下模、8为模锻上模。
具体实施方式
如如1、2、3所示，本发明的十字轴挤锻结合少无飞边成形方法的工艺过程为:棒料-加热-闭式挤压-开式模锻-切边-锻件，具体说：首先将金属棒料加热后达到1000℃-1150℃的锻造温度后放入闭式热挤压模具中，通过闭式热挤压方法将加热后的金属棒料预锻成形为十字形坯料，之后将成形后的十字形坯料放入开式热模锻模具中进行锻造，最后将锻造后的锻件放入切边模具进行切边，得到十字轴锻件。
如图4、5、6所示，本发明的专用模具包括闭式热挤压模具和开式热模锻模具，所述闭式热挤压模具包括冲头1、上模2、下模4、顶杆5，在上、下模的配合面加工有十字轴挤压成形模腔，所述上模1的中心部位加工有竖直向下延伸并与十字轴挤压成形模腔相连通的用于插装金属棒料3和冲头1的中空柱孔，所述下模4的中心部位加工有竖直向上延伸并与十字轴挤压成形模腔相连通的用于插装顶杆的中空柱孔；所述开式热模锻模具包括包括模锻顶杆6、模锻上模8、模锻下模7，在模锻上模8、模锻下模7的配合面加工有十字轴锻造模腔，所述模锻下模7的中心部位加工有竖直向上延伸并与十字轴锻造模腔相连通的用于插装模锻顶杆6的中空柱孔。
本发明中所述十字轴挤压成形模腔的形状与预锻成形的十字形坯料相配合，且大于十字轴锻造模腔，锻件中间纵截面即为上模与下模的接触面。
本发明所述闭式热挤压模具的成型方法具体为金属棒料加热到锻造温度后插入上模中间孔中，此时模具上模与下模闭死其模腔对齐，然后冲头插入上模孔中挤压金属棒料，棒料填充满模腔后上模与冲头向上退回，顶杆顶出锻件，取出锻件后上模向下运动与下模上表面接触后闭死，放入加热后金属棒料重复以上动作。
本发明所述开式热模锻模具的成形方法为取出的预锻件经过补热后放入开式模锻模下模，上模向下运动挤压坯料，成形完毕后模锻上模退回，顶杆顶出锻件，取出锻件，让人预锻件重复以上动作。
本发明改变了传统热模锻工艺中的预锻工艺，通过闭式模锻方法合理分配金属，改变了预锻坯料的形状，使其形状更接近于终锻件形状，使其终端工序中模腔更容易填充饱满，同时锻件飞边减少。传统热模锻工艺飞边整体形状类似于圆形，同时在十字轴四个枝杈顶部有半圆形金属飞边，且飞边较厚；改进后热模锻工艺飞边形状沿十字轴外形基本均匀分布，成现为飞边带，飞边较薄。由此看出飞边面积有所减小，飞边厚度减小，材料利用率提高，同时由于预锻件形状有利于终锻填充，飞边面积及厚度减小，有效的降低了成形力，降低了能耗，同时也避免了模具受力过大造成失效，提高了模具寿命。

Claims (5)

1.一种十字轴挤锻结合少无飞边成形方法，其特征在于：所述方法步骤如下：首先将金属棒料加热后达到1000℃-1150℃的锻造温度后放入闭式热挤压模具中，通过闭式热挤压方法将加热后的金属棒料预锻成形为十字形坯料，之后将成形后的十字形坯料放入开式热模锻模具中进行锻造，最后将锻造后的锻件放入切边模具进行切边，得到十字轴锻件。
2.根据权利要求1所述的十字轴挤锻结合少无飞边成形方法，其特征在于：所述闭式热挤压模具的成型方法具体为金属棒料加热到锻造温度后插入上模中间孔中，此时模具上模与下模闭死其模腔对齐，然后冲头插入上模孔中挤压金属棒料，棒料填充满模腔后上模与冲头向上退回，顶杆顶出锻件，取出锻件后上模向下运动与下模上表面接触后闭死，放入加热后金属棒料重复以上动作。
3.根据权利要求1所述的十字轴挤锻结合少无飞边成形方法，其特征在于：所述开式热模锻模具的成形方法为取出的预锻件经过补热后放入开式模锻模下模，上模向下运动挤压坯料，成形完毕后模锻上模退回，顶杆顶出锻件，取出锻件，让人预锻件重复以上动作。
4.一种适用于权利要求1所述成形方法的专用模具，其特征在于：它包括闭式热挤压模具和开式热模锻模具，所述闭式热挤压模具包括冲头、上模、下模、顶杆，在上、下模的配合面加工有十字轴挤压成形模腔，所述上模的中心部位加工有竖直向下延伸并与十字轴挤压成形模腔相连通的用于插装金属棒料和冲头的中空柱孔，所述下模的中心部位加工有竖直向上延伸并与十字轴挤压成形模腔相连通的用于插装顶杆的中空柱孔；所述开式热模锻模具包括包括模锻顶杆、模锻上模、模锻下模，在模锻上模、模锻下模的配合面加工有十字轴锻造模腔，所述模锻下模的中心部位加工有竖直向上延伸并与十字轴锻造模腔相连通的用于插装模锻顶杆的中空柱孔。
5.根据权利要求4所述成形方法的专用模具，其特征在于：所述十字轴挤压成形模腔的形状与预锻成形的十字形坯料相配合，且大于十字轴锻造模腔，锻件中间纵截面即为上模与下模的接触面。
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