CN109676071A - 一种鼓式转向节法兰精压净成形工艺及模具 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种鼓式转向节法兰精压净成形工艺及模具，将在锤类设备上采用水平分模卧式模锻工艺生产的鼓式转向节锻件，切边后通过垂直可分凹模使锻件处于直立状态，经过凸模施加作用力，使具有大模锻斜度的法兰精压净成形至鼓式转向零件法兰要求的尺寸。本发明还提供了实现上述方法的模具，包括凹模框、组合凸模、可分凹模和可分凹模张合机构，通过顶出油缸活塞杆的往复运动及转动铰链以及可分凹模上T型导向装置的作用，实现凹模的张开与闭合，实现复杂转向节锻件的立式精压净成形。本发明不仅减少了后续机加工量和机加工难度，而且提高了材料利用率。

Description

一种鼓式转向节法兰精压净成形工艺及模具

技术领域

本发明属于转向节锻件加工方法，具体涉及一种鼓式转向节法兰精压净成形工艺及模具。

背景技术

鼓式转向节的基本结构如图1所示，它由相互平行的左、右叉耳、近似于六边形的法兰和阶梯轴所构成，两叉耳方向与阶梯轴线间的倾斜角为α，其系列产品的α分别为6°、7.2°和8°。法兰水平投影面积大，高度尺寸小，即大而薄。针对这一结构特点，近年来湖北三环锻造有限公司开发出锤类设备上水平分模卧式模锻工艺，选择该零件的对称平面为水平分模面。为了模锻时金属顺利充满上、下模具上窄而深的法兰模膛，同时也便于模锻结束后锻件从上、下模膛中退出，将法兰模膛从分模面向模膛底面设计成大的模锻斜度。虽然已批量生产出合格的模锻件，但存在的问题是，法兰部分机加工工作量大、难度大，同时也降低了材料利用率。

发明内容

本发明提供一种鼓式转向节法兰精压净成形工艺及模具，旨在对鼓式转向节锻件的常规卧式锻造工艺进行优化，通过卧式终锻后的立式精压法兰，实现法兰部位的近净成形，避免后续高难度机加工，提高材料利用率。

(1)一种鼓式转向节法兰精压净成形工艺为，将切边后的模锻件竖直放入垂直可分凹模中，通过形状和尺寸与转向节零件法兰水平投影相同的凸模的锻击作用，使法兰由双斜顶面成形为与零件上法兰厚度相等的平面法兰，然后，在形状和尺寸相同的切边模具中进行修边，得到合格的周边尺寸。

(2)实现所述鼓式转向节法兰精压净成形工艺的模具(图3)，包括凹模框、组合凸模、可分凹模和可分凹模张合机构；可分凹模与凹模框通过T型导轨及导向槽连接，可分凹模与可分凹模张合机构通过螺钉连接为一体。

进一步地，所述凹模框包括左侧板11、右侧板19、前侧板20、后侧板21、底板9、左斜块10、右斜块18；其中，左侧板11、右侧板19、前侧板20、后侧板21、采用螺钉紧固为一矩形框，矩形框底面同底板9采用螺钉紧固为一带底矩形框，左斜块10、右斜块18分别通过螺钉固定在矩形框内左边和右边，两个斜块的斜面上设计T型导向槽。

进一步地，所述组合凸模包括凸模15、凸模座14；凸模15通过螺钉固定在凸模座14下面。

进一步地，所述可分凹模包括左半凹模13、左半凹模座12、右半凹模16及右半凹模座17；左、右两半凹模分别为固定在左、右凹模座内，左、右凹模座的斜面上设计有T型导轨。

进一步地，所述可分凹模的特征在于，设计成垂直可分左、右对称的两个半凹模13、16，通过两个半凹模模座12、17与整体凹模框上的左、右斜块10、18的作用，使凸模15沿垂直方向的作用力在对法兰进行精压净成形的同时，使两个半凹模13、16压紧闭合为一体，从而实现了由水平模锻生产的鼓式转向节切边后转入立式精压净成形，同时解决了头部叉耳与杆部成一定倾角的转向节无法采用整体凹模立式精压的技术难题。

进一步地，所述可分凹模张合机构包括铰座1、3、6、8，连杆2、7，横梁4与顶杆5；四个铰座分别通过螺钉固定在左、右凹模的底面和横梁4的左、右两端，横梁4与顶杆5通过螺钉连接为一体，顶杆5下端与螺旋压力机顶出油缸活塞杆连接；通过顶出油缸活塞杆的往复运动及半凹模上T型导向装置的作用，实现两个半凹模的张开与闭合。

进一步地，所述模具的工作过程为，第一步，操作顶杆5上行，推动左、右半凹模座12、17沿左、右斜块10、18的斜面向上移动而使左、右两半凹模13、16张开，将已切边的转向节锻件放入左半凹模13或右半凹模16中，顶杆5下行，拉动两个半凹模下行闭合为一个整体凹模模膛；第二步，操作螺旋压力机滑块带动凸模15向下行程，对锻件的法兰进行锻击，使金属产生径向流动而精压净成形为厚度与零件厚度相等的平面法兰，精压净成形结束；第三步，操作螺旋压力机滑块向上行程带动凸模15从锻件和凹模模膛中退出回到上限位置；第四步，操作顶杆5向下行程推动两个半凹模13、16向上行程并张开，取出锻件，一个工作循环结束。

本发明将在锤类设备上采用水平开式模锻工艺生产的鼓式转向节锻件，切边后通过垂直可分凹模使锻件处于直立状态下，经过凸模施加作用力，使具有大模锻斜度的法兰精压净成形至鼓式转向零件法兰的要求。其优点是，不仅减少了后续机加工量和机加工难度，而且提高了材料利用率。

附图说明

图1为鼓式转向节。

图2为精压法兰前的鼓式转向节锻件图。

图3为鼓式转向节法兰精压净成形模具示意图。

图3中标记为：铰座1，连杆2，铰座3，横梁4，顶杆5，铰座6，连杆7，铰座8，底板9，左斜块10，左侧板11，左半凹模座12，左半凹模13，凸模座14，凸模15，右半凹模16，右半凹模座17，右斜块18，右侧板19，前侧板20，后侧板21。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。

选择近年来国内外市场需求量大的A1型汽车转向节(图1)作为本项新工艺及模具的应用实例。进行法兰精压净成形前的锻造过程包括：采用Φ125×292的圆棒料先在3T锤上完成拔杆、整体压扁、劈叉、预锻成形四道工序，再转到5T或10T锤上进行终锻成形，然后在800吨螺旋压力机上切除终锻飞边，整个过程采用一火锻造。终锻获得的模锻件(图2)的叉耳和杆部尺寸与零件相同，法兰投影尺寸与零件相同，法兰顶面的拔模斜度为10°(如图2的A-A剖视图所示)，根据法兰精压后体积与零件法兰体积相等计算获得模锻件法兰的厚度为15.4mm。

将切边后的模锻件竖直放入本发明设计的垂直可分模具中(图3)，通过形状和尺寸与转向节零件法兰水平投影相同的凸模的锻击作用，使法兰由双斜顶面成形为与零件上法兰厚度相等的平面法兰，然后，在形状和尺寸相同的切边模具中进行修边，得到合格的法兰。法兰精压净成形在1600吨螺旋压力机上进行。

图3给出本发明模具结构示意图，包括凹模框、组合凸模、可分凹模和可分凹模张合机构；可分凹模与凹模框通过T型导轨及导向槽连接，可分凹模与可分凹模张合机构通过螺钉连接为一体。凹模框包括左侧板11、右侧板19、前侧板20、后侧板21、底板9、左斜块10、右斜块18；其中，左侧板11、右侧板19、前侧板20、后侧板21、采用螺钉紧固为一矩形框，矩形框底面同底板9采用螺钉紧固为一带底矩形框，左斜块10、右斜块18分别通过螺钉固定在矩形框内左边和右边，两个斜块的斜面上设计T型导向槽。组合凸模包括凸模15、凸模座14；凸模15通过螺钉固定在凸模座14下面。可分凹模包括左半凹模13、左半凹模座12、右半凹模16及右半凹模座17；左、右两半凹模分别为固定在左、右凹模座内，左、右凹模座的斜面上设计有T型导轨。

可分凹模的设计成垂直可分左、右对称的两个半凹模13、16，通过两个半凹模模座12、17与整体凹模框上的左、右斜块10、18的作用，使凸模15沿垂直方向的作用力在对法兰进行精压净成形的同时，使两个半凹模13、16压紧闭合为一体，从而实现了由水平模锻生产的鼓式转向节切边后转入立式精压净成形，同时解决了头部叉耳与杆部成一定倾角的转向节无法采用整体凹模立式精压的技术难题。

可分凹模张合机构包括铰座1、3、6、8，连杆2、7，横梁4与顶杆5；四个铰座分别通过螺钉固定在左、右凹模的底面和横梁4的左、右两端，横梁4与顶杆5通过螺钉连接为一体，顶杆5下端与螺旋压力机顶出油缸活塞杆连接；通过顶出油缸活塞杆的往复运动及半凹模上T型导向装置的作用，实现两个半凹模的张开与闭合。

利用上述模具进行鼓式转向节法兰精压净成形的过程如下：第一步，操作顶杆5上行，推动左、右半凹模座12、17沿左、右斜块10、18的斜面向上移动而使左、右两半凹模13、16张开，将已切边的转向节锻件放入左半凹模13或右半凹模16中，顶杆5下行，拉动两个半凹模下行闭合为一个整体凹模模膛；第二步，操作螺旋压力机滑块带动凸模15向下行程，对锻件的法兰进行锻击，使金属产生径向流动而精压净成形为厚度与零件厚度相等的平面法兰，精压净成形结束；第三步，操作螺旋压力机滑块向上行程带动凸模15从锻件和凹模模膛中退出回到上限位置；第四步，操作顶杆5向下行程推动两个半凹模13、16向上行程并张开，取出锻件，一个工作循环结束。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种鼓式转向节法兰精压净成形工艺为，将切边后的模锻件竖直放入垂直可分凹模中，通过形状和尺寸与转向节零件法兰水平投影相同的凸模的锻击作用，使法兰由双斜顶面成形为与零件上法兰厚度相等的平面法兰，然后，在形状和尺寸相同的切边模具中进行修边，得到合格的周边尺寸。

2.实现权利要求1所述工艺的模具，包括凹模框、组合凸模、可分凹模和可分凹模张合机构；可分凹模与凹模框通过T型导轨及导向槽连接，可分凹模与可分凹模张合机构通过螺钉连接为一体。

3.权利要求3所述的模具，其特征在于，所述凹模框包括左侧板11、右侧板19、前侧板20、后侧板21、底板9、左斜块10、右斜块18；其中，左侧板11、右侧板19、前侧板20、后侧板21、采用螺钉紧固为一矩形框，矩形框底面同底板9采用螺钉紧固为一带底矩形框，左斜块10、右斜块18分别通过螺钉固定在矩形框内左边和右边，两个斜块的斜面上设计T型导向槽。所述组合凸模包括凸模15、凸模座14；凸模15通过螺钉固定在凸模座14下面。所述可分凹模包括左半凹模13、左半凹模座12、右半凹模16及右半凹模座17；左、右两半凹模分别为固定在左、右凹模座内，左、右凹模座的斜面上设计有T型导轨。

4.权利要求4所述的可分凹模，其特征在于，设计成垂直可分左、右对称的两个半凹模13、16，通过两个半凹模模座12、17与整体凹模框上的左、右斜块10、18的作用，使凸模15沿垂直方向的作用力在对法兰进行精压净成形的同时，使两个半凹模13、16压紧闭合为一体，从而实现了由水平模锻生产的鼓式转向节切边后转入立式精压净成形，同时解决了头部叉耳与杆部成一定倾角的转向节无法采用整体凹模立式精压的技术难题。

5.权利要求3所述的可分凹模张合结构，其特征在于，所述可分凹模张合机构包括铰座1、3、6、8，连杆2、7，横梁4与顶杆5；四个铰座分别通过螺钉固定在左、右凹模的底面和横梁4的左、右两端，横梁4与顶杆5通过螺钉连接为一体，顶杆5下端与螺旋压力机顶出油缸活塞杆连接；通过顶出油缸活塞杆的往复运动及半凹模上T型导向装置的作用，实现两个半凹模的张开与闭合。

6.权利要求3所述模具，其工作过程为，第一步，操作顶杆5上行，推动左、右半凹模座12、17沿左、右斜块10、18的斜面向上移动而使左、右两半凹模13、16张开，将已切边的转向节锻件放入左半凹模13或右半凹模16中，顶杆5下行，拉动两个半凹模下行闭合为一个整体凹模模膛；第二步，操作螺旋压力机滑块带动凸模15向下行程，对锻件的法兰进行锻击，使金属产生径向流动而精压净成形为厚度与零件厚度相等的平面法兰，精压净成形结束；第三步，操作螺旋压力机滑块向上行程带动凸模15从锻件和凹模模膛中退出回到上限位置；第四步，操作顶杆5向上行程推动两个半凹模13、16向上行程并张开，取出锻件，一个工作循环结束。