CN110508743B - 长杆法兰轴锻造工艺 - Google Patents

Abstract

长杆法兰轴锻造工艺，包括以下步骤：（1）下料：截取一定长度的杆状坯料；（2）加热：加热方式为局部加热，只加热变形部分的杆状坯料；（3）在四工位锻造装置上对加热后的杆状坯料进行锻造作业；（4）在切边模装置上进行切边工序；（5）磨毛刺；（6）热处理；（7）校正；（8）抛丸处理后成为长杆法兰轴锻件成品。本发明具有便于放置坯料及取出锻件、节能、节料、减少机加工量、切边效果好、切边凹模使用寿命长、切边压力机驱动切边凸模的行程短、工作效率高的优点。

Description

长杆法兰轴锻造工艺

技术领域

本发明属于汽车零部件制造技术领域，尤其涉及一种长杆法兰轴锻造工艺。

背景技术

一种长杆法兰轴锻件如图1和图2所示，包括杆部20和盘部21，长杆法兰轴锻件的明显特征就是具有较大的盘部21和较长的杆部20，而且杆部20是相对简单的回转体，只需要车削加工就可以得到成品，盘部21则是相对复杂的齿形，盘部21中心处具有台阶结构的浅圆槽24和深锥槽25。因此在设计长杆法兰轴锻件的锻造工艺时，需要首先考虑盘部21的成形问题。只有保证盘部21能够稳定成形不产生缺陷的前提下，才能继续向下进行工艺设计。长杆法兰轴锻件传统的锻造工艺存在以下问题：

1）、传统锻造模具如图3所示，包括上模22和下模23，由于杆部20较长，所以下模23（由两节组成）相应较高，存在一定的加工难度。为了满足坯料放入模具和取出法兰轴锻件，上模22和下模23之间需要打开相应的距离，即要求锻造设备有大的装模空间以及上模具有比较大的行程。一般情况下，设备装模空间越大要求锻造设备的吨位越大，相对长杆法兰轴锻件的锻造成型就有设备能力的浪费和能源浪费。

2）、使用传统工艺锻造法兰轴时，需要将成形杆部的坯料竖向塞入下模的型腔，锻造完成后，又需要将锻件取出。由于法兰轴杆部较长，这种操作一方面浪费时间降低效率，另一方面也加大了工人的劳动强度。

3）、模锻设计手册一般要求镦粗成形时高径比小于3，推荐值是镦粗比2.5以下。为了保证盘部21的成形，需要选用较粗的棒料，也就是杆部20的直径会较大，件加工余量会是一般锻件的3到4倍。同时杆部20较长，加工量会明显加大，造成原材料浪费，提高后续加工成本。

4）、为保证长杆法兰轴锻件的杆部20顺利出模，杆部20需要添加拔模斜度，也增加了杆部20后续的机加工余量。

根据平锻机的成形原理，在设计锻件毛坯时，锻件杆部的直径尺寸一般与选用的坯料的规格是一致的。根据对法兰轴零件的分析，法兰轴盘部截面积为杆部截面积相差较大。如果考虑减小法兰轴锻件杆部的机加工余量而采用直径较小的圆钢坯料，那么用于成形法兰轴锻件盘部的坯料的高径比为9，而模锻设计手册一般要求镦粗成形时高径比小于3，推荐值是镦粗比2.5以下，由此可知使用细棒料时锻造成形的难度很大。如果要降低长轴法兰轴锻件的盘部21的成形难度，降低用于成形长杆法兰轴锻件的盘部21的坯料的高径比，需要选用直径较大的坯料，也就是要加大法兰轴锻件杆部的直径，最终增加锻件杆部的机加工余量。

根据对长杆法兰轴锻件的分析，其杆部20的长度相对盘部21 的厚度要大很多，所以增加杆部20机加工余量时会明显提高原材料、机加工等成本，不利于节能降耗。

长杆法兰轴锻件的锻造过程属于有飞边锻造，在锻造工序之后，需要切边工序去除盘部21的飞边19（图1中盘部21外周打阴影的部分），而盘部21属于加工定位的基准，切边后靠人工打磨盘部21圆周毛刺远远达不到产品的质量要求，人工在打磨的过程中会出现磨不圆或打磨过渡的情况，严重时造成产品报废。盘部21圆周的毛刺质量只能通过切边工序来保证，这就要求切边后的盘部21圆周的残留毛边的一致性比较高。

常规的切边模的结构如图4所示，包括切边凸模17和切边凹模18，杆部20切边时杆部20垂直穿过切边凹模18，盘部21朝上并位于切边凹模18上方，这样的切边方式存在以下三个问题：①长杆法兰轴锻件的分模面26在盘部21的边缘，分模面26朝向在杆部20的方向设有花型的浅圆槽24和深锥槽25，在切边凹模18上放置长杆法兰轴锻件的时候没有定位基准，不能保证切边凹模18顶部的刃口和盘部21外周的花型形状相对应，切边后的锻件会产生圆周残余毛刺不均匀，严重的话会使切边凹模18损坏；②切边凸模17下落切边过程中需要先向上提升足够的空间，至少是一个完整锻件的高度，带飞边19的锻件才能放入切边凹模18内进行切边。切边凹模18高度大于杆部20的长度，由于杆部20较长，所以切边压力机驱动切边凸模17的行程要求很大，会造成设备吨位上的浪费以及其他附属消耗的浪费、空行程较大，严重降低工作效率。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种便于放置坯料及取出锻件、节能、节料、减少机加工量、切边效果好、切边凹模使用寿命长、切边压力机驱动切边凸模的行程短、工作效率高的长杆法兰轴锻造工艺。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：长杆法兰轴锻造工艺，包括以下步骤，

（1）下料：截取一定长度的杆状坯料；

（2）加热：加热方式为局部加热，只加热变形部分的杆状坯料，由于变形部分的高径比比较大，对杆状坯料圆周加热的均匀性要求会很高，因此在选择电炉的时候对炉膛直径做了特殊要求，炉膛直径比杆状坯料直径大3mm；

（3）在四工位锻造装置上对加热后的杆状坯料进行锻造作业，依次进行第一聚集工序、第二聚集工序、预锻工序和终锻工序；

（4）在切边模装置上进行切边工序；

（5）磨毛刺；

（6）热处理；

（7）校正；

（8）抛丸处理后成为长杆法兰轴锻件成品。

步骤（3）中四工位锻造装置包括设置在平锻机上的凸模组件和位于凸模组件右侧的凹模组件，凹模组件右侧间隔设有沿垂直方向设置的定位挡板，凹模组件包括构造相同且前后对称布置的后固定凹模体和前活动凹模体，前活动凹模体底部滑动连接在沿前后方向设置的滑轨上，凸模组件与凹模组件自上而下依次设置有第一聚集工位、第二聚集工位、预锻工位和终锻工位。

凸模组件包括驱动架，驱动架的右侧自上而下依次固定设置有第一聚集凸模、第二聚集凸模、预锻凸模和终锻凸模，第一聚集凸模、第二聚集凸模、预锻凸模和终锻凸模的模腔均呈右端敞口，第一聚集凸模、第二聚集凸模、预锻凸模和终锻凸模的模腔长度依次减小，第一聚集凸模、第二聚集凸模、预锻凸模和终锻凸模的模腔右端口直径依次增大；终锻凸模的模腔沿圆周方向为齿状结构，终锻凸模的模腔中心设置有圆形凸台，圆形凸台右侧面同中心线固定设有圆锥凸头。

后固定凹模体包括凹模架以及在凹模架前侧自上而下依次设置的第一聚集半凹模、第二聚集半凹模、预锻半凹模和终锻半凹模；第一聚集半凹模、第二聚集半凹模、预锻半凹模和终锻半凹模的左右通透且前侧敞开；

前活动凹模体的第一聚集半凹模与后固定凹模体的第一聚集半凹模合围成第一聚集凹模，第一聚集凹模的中心线与第一聚集凸模的中心线重合形成所述的第一聚集工位；

前活动凹模体的第二聚集半凹模与后固定凹模体的第二聚集半凹模合围成第二聚集凹模，第二聚集凹模的中心线与第二聚集凸模的中心线重合形成所述的第二聚集工位；

前活动凹模体的预锻半凹模与后固定凹模体的预锻半凹模合围成预锻凹模，预锻凹模的中心线与预锻凸模的中心线重合形成所述的预锻工位；

前活动凹模体的终锻半凹模与后固定凹模体的终锻半凹模合围成终锻凹模，终锻凹模的中心线与终锻凸模的中心线重合形成所述的终锻工位。

第一聚集半凹模、第二聚集半凹模、预锻半凹模和终锻半凹模均通过螺栓固定连接在凹模架上；在凹模组件右侧和定位挡板左侧之间的位置设置有可升降的吊钩。

步骤（3）的具体操作过程为：先将前活动凹模体沿滑轨向前移动，使用吊钩钩挂住杆状坯料，杆状坯料的左端部为被加热部位，工人手扶杆状坯料并使吊钩上下移动，将杆状坯料放置到后固定凹模体的第一聚集半凹模内，然后将前活动凹模体沿滑轨向后移动与后固定凹模体接触后定位，平锻机向右推动驱动架向右移动，驱动架右侧的第一聚集凸模、第二聚集凸模、预锻凸模和终锻凸模同时向右移动，杆状坯料右端在定位挡板的阻挡下，第一聚集凸模右端对杆状坯料进行第一次聚集作业，杆状坯料的长度缩短、左端部增粗；接着驱动架向左移动，再向前移动前活动凹模体，吊钩下移，将杆状坯料放置到后固定凹模体的第二聚集半凹模内，然后再将前活动凹模体沿滑轨向后移动与后固定凹模体接触后定位，平锻机向右推动驱动架向右移动，第二聚集凸模右端对杆状坯料进行第二次聚集作业，杆状坯料的长度进一步缩短、左端部进一步增粗；按照上述方式，杆状坯料继续下移到预锻工位，预锻后，杆状坯料的长度再进一步缩短、左端部再进一步增粗，杆状坯料左端形成较厚的盘状结构，接着杆状坯料下移到终锻工位，终锻完成后，终锻凸模的模腔沿圆周方向的齿状结构、圆形凸台以及圆锥凸头对杆状坯料左端的盘状结构进一步压扁并扩大直径，形成长杆法兰轴的盘部，在盘部的外圆周为齿状结构，盘部左侧面为台阶结构的浅圆槽和深锥槽，自此完成一个长杆法兰轴锻件的锻造作业。

步骤（4）中切边模装置包括切边凸模和位于切边凸模正下方的切边凹模；

切边凸模包括均水平设置的上安装板和下安装板，上安装板下表面和下安装板上表面之间沿垂直方向设有两块连接板，上安装板、下安装板和两块连接板合围成前后通透的矩形腔，下安装板下表面固定设有水平开合式杆部夹持件，下安装板和水平开合式杆部夹持件沿垂直方向开设有上下对应且通透的夹持孔，下安装板前侧偏右开设有与夹持孔贯通的弧形槽孔；

切边凹模包括固定座，固定座上表面设有凸台，固定座和凸台内部沿垂直方向开设有的定位导孔，定位导孔的横截面轮廓与长杆法兰轴锻件的盘部外轮廓相适配，定位导孔的中心线与夹持孔的中心线重合。

水平开合式杆部夹持件包括结构相同且左右对称设置的左立柱和右立柱，左立柱上端固定连接在下安装板下表面，左立柱后部右侧与右立柱后部左侧之间通过合页铰接，左立柱和右立柱的前侧之间通过拉紧扣连接为一体，左立柱和右立柱的下端部的横截面外轮廓与长杆法兰轴锻件的盘部外轮廓相适配，左立柱的中心和右立柱的中心沿垂直方向分别开设有上下通透的半圆孔，两个半圆孔合围形成夹持孔，夹持孔的孔径小于法兰轴锻件的杆部的外径1-5mm。

固定座上方通过垂直设置的螺栓设置有卸料板，卸料板高于凸台2-5cm，卸料板的中心开设有上下通透的透孔，透孔的横截面轮廓形状与长杆法兰轴锻件的盘部外轮廓相适配，卸料板的前侧偏右开设有用于通过长杆法兰轴锻件的杆部的缺口。

步骤（4）的具体操作过程为：上安装板上表面连接在切边压力机的动力输出端，固定座设置在切边压力机的工作台上，切边作业时，工人打开拉紧扣，将右立柱向后水平转动，然后手持待切边的长杆法兰轴锻件的上端部，长杆法兰轴锻件的盘部朝下，杆部的上部和下部分别穿过弧形槽孔和缺口，杆部与左立柱内部的半圆孔贴合，并使盘部对应伸入到凸台内部的定位导孔内，由于定位导孔的横截面轮廓与长杆法兰轴锻件的盘部外轮廓相适配，这样就可将长杆法兰轴锻件在周向方向定位，然后将右立柱向左转动与左立柱接触，合上拉紧扣，左立柱和右立柱内部的夹持孔将长杆法兰轴锻件的杆部夹紧；接着就启动切边压力机，切边压力机的动力输出端向下驱动整个切边凸模和长杆法兰轴锻件向下移动，当飞边与凸台上表面接触时，盘部与杆部交接处的台阶受到左立柱和右立柱的压力，接着切边凸模再向下运动0.5mm之后，左立柱和右立柱的下端与盘部上侧面接触，这样就增加切边受力面的同时有效保证盘部的变形量小于0.5mm，随着切边凸模和长杆法兰轴锻件的继续下移，盘部周边的飞边与凸台产生压力，飞边被切掉，然后切边压力机的动力输出端向上移动，带动切边凸模和长杆法兰轴锻件也向上移动，由于切掉的飞边套在左立柱和右立柱的外周，在卸料板的阻挡下，切掉的飞边与左立柱及右立柱的外周分离，当长杆法兰轴锻件的盘部上移到高于卸料板后，暂停切边压力机，将切掉的飞边从凸台上取下扔到废料箱中，接着打开拉紧扣，取出长杆法兰轴锻件，完成切边作业；然后再启动切边压力机，驱动切边凸模的左立柱和右立柱下端部下移到卸料板下方，这样便于从缺口处进入杆部，同时盘部在卸料板下方进入。

采用上述技术方案，在锻造过程中，长杆坯料高径比过大时坯料很容易发生扭转、折叠等现象，从而导致终锻件无法成型或者报废。因此，本发明把长杆法兰轴锻件的盘部的成型过程拆分为四个工位，分别为第一聚集工位、第二聚集工位、预锻工位和终锻工位。把长杆坯料的变形量合理分配到每一个工位。同时，对每个工位的模腔进行优化处理，使模腔对长杆坯料有约束作用，减小长杆坯料发生弯曲的倾向。

为了合理利用平锻机的装模空间，同时也降低模具成本，各个工位的第一聚集凸模、第二聚集凸模、预锻凸模和终锻凸模的模腔直径随坯料直径的变化依次从小到大设计。本发明结构较为紧凑，减小了模块尺寸，降低模具成本的同时也减少锻造时各工位间的移动距离，方便了操作工的操作，降低了工人的劳动强度。

本发明通过对模具尺寸的合理分配，将四个工位的半凹模设计为统一尺寸，方便模具加工和装配。在制坯过程中，制坯件设计为双锥台形状，在凸模底部设计与坯料直径相近的定位环，可以提高坯料在变形过程中的稳定性，避免坯料在成形过程中失稳弯曲而导致锻件报废。

另外在生产时，由于长轴法兰轴锻件属于细长类型的锻件，杆部实际的热收缩量与理论值存在偏差，为了满足图纸要求，需要根据实际生产结果调整定位挡板。因此，设置了可以调整位置的定位挡板，能够通过调整定位挡板与凹模组件的相对位置调整长杆法兰轴锻件的杆部的长度。

长杆法兰轴锻件的盘部外圆是花型的，不是完整的圆周。而在制坯过程中，为了保证坯料的稳定均匀变形，终锻的型腔设计为锥台形。所以在终锻时，坯料相对于终锻件在缺口处存在局部坯料过多的情况。这种情况下需要采用有飞边锻造的方式，在终锻的型腔内加工出飞边槽使多余的坯料流出型腔。

本发明中的切边工序具有以下有益效果：盘部下表面距离飞边的尺寸正好使盘部可准确的放入切边凹模的定位导孔内，从而使长杆法兰轴锻件在在周向定位，在安装长杆法兰轴锻件时，飞边与凸台接触，使长杆法兰轴锻件轴向定位，便于工人操作拉紧扣；设计左立柱和右立柱形成分瓣式切边凸模，左立柱固定，右立柱活动，通过拉紧扣将长杆法兰轴锻件快速夹紧，切边时长杆法兰轴锻件垂直放置，保证切边质量的一致性。为方便工人操作，切边凸模的上部设置矩形腔，工人可以直接手持将长杆法兰轴锻件的杆部上端伸入到矩形腔内进行操作，这样充分提高工作效率；卸料板的设置，便于切掉的飞边脱卸，降低工人操作难度；定位导孔的横截面轮廓、左立柱和右立柱的下端部的横截面外轮廓、透孔的横截面轮廓形状均与长杆法兰轴锻件的盘部外轮廓相适配，这样具有良好定位盘部、切边快捷且一致性好的作用。

长杆法兰轴锻件的盘部与杆部截面积差异较大，在热处理时会因为内部应力不均匀而产生变形，进而影响锻件的精度，主要体现为杆部轴线弯曲。因此，特地设置校正工序，本发明采用一体式的校正模具，包括校正上模和校正下模，校正上模下表面和校正下模上表面之间具有杆部校正型腔，杆部校正型腔内部设置有与杆部的圆锥段的较细端对应定位的环形台阶，校正下模固定设置，校正上模上下移动，在校正时，将杆部放置到校正下模的杆部校正型腔内，校正上模向下采用对杆部和盘部连接处进行压力校正，同时设计有环形台阶，方便工人操作，避免压坏锻件。

附图说明

图1是长杆法兰轴锻件的结构示意图；

图2是图1的仰视图；

图3是长杆法兰轴锻件传统锻造模具结构示意图；

图4是传统切边模的结构示意图

图5是本发明中四工位锻造装置的结构示意图；

图6是本发明中切边模装置的结构示意图；

图7是本发明中校正工序采用的校正模具的结构示意图。

具体实施方式

如图5-7所示，本发明的长杆法兰轴锻造工艺，包括以下步骤：

（1）下料：截取一定长度的杆状坯料；

（2）加热：加热方式为局部加热，只加热变形部分的杆状坯料，由于变形部分的高径比比较大，对杆状坯料圆周加热的均匀性要求会很高，因此在选择电炉的时候对炉膛直径做了特殊要求，炉膛直径比杆状坯料直径大3mm；

（3）在四工位锻造装置上对加热后的杆状坯料进行锻造作业，依次进行第一聚集工序、第二聚集工序、预锻工序和终锻工序；

（4）在切边模装置上进行切边工序；

（5）磨毛刺；

（6）热处理；

（7）校正；

（8）抛丸处理后成为长杆法兰轴锻件成品。

步骤（3）中四工位锻造装置包括设置在平锻机上的凸模组件和位于凸模组件右侧的凹模组件，凹模组件右侧间隔设有沿垂直方向设置的定位挡板1，凹模组件包括构造相同且前后对称布置的后固定凹模体和前活动凹模体（图中所示仅为后固定凹模体），前活动凹模体底部滑动连接在沿前后方向设置的滑轨上，凸模组件与凹模组件自上而下依次设置有第一聚集工位、第二聚集工位、预锻工位和终锻工位。

凸模组件包括驱动架2，驱动架2的右侧自上而下依次固定设置有第一聚集凸模3、第二聚集凸模4、预锻凸模5和终锻凸模6，第一聚集凸模3、第二聚集凸模4、预锻凸模5和终锻凸模6的模腔均呈右端敞口，第一聚集凸模3、第二聚集凸模4、预锻凸模5和终锻凸模6的模腔长度依次减小，第一聚集凸模3、第二聚集凸模4、预锻凸模5和终锻凸模6的模腔右端口直径依次增大；终锻凸模6的模腔沿圆周方向为齿状结构7，终锻凸模6的模腔中心设置有圆形凸台8，圆形凸台8右侧面同中心线固定设有圆锥凸头9。

后固定凹模体包括凹模架10以及在凹模架10前侧自上而下依次设置的第一聚集半凹模11、第二聚集半凹模12、预锻半凹模13和终锻半凹模14；第一聚集半凹模11、第二聚集半凹模12、预锻半凹模13和终锻半凹模14的左右通透且前侧敞开；

前活动凹模体的第一聚集半凹模11与后固定凹模体的第一聚集半凹模11合围成第一聚集凹模，第一聚集凹模的中心线与第一聚集凸模3的中心线重合形成所述的第一聚集工位；

前活动凹模体的第二聚集半凹模12与后固定凹模体的第二聚集半凹模12合围成第二聚集凹模，第二聚集凹模的中心线与第二聚集凸模4的中心线重合形成所述的第二聚集工位；

前活动凹模体的预锻半凹模13与后固定凹模体的预锻半凹模13合围成预锻凹模，预锻凹模的中心线与预锻凸模5的中心线重合形成所述的预锻工位；

前活动凹模体的终锻半凹模14与后固定凹模体的终锻半凹模14合围成终锻凹模，终锻凹模的中心线与终锻凸模6的中心线重合形成所述的终锻工位。

第一聚集半凹模11、第二聚集半凹模12、预锻半凹模13和终锻半凹模14均通过螺栓15固定连接在凹模架10上。

在凹模组件右侧和定位挡板1左侧之间的位置设置有可升降的吊钩16。

步骤（3）的具体操作过程为：先将前活动凹模体沿滑轨向前移动，使用吊钩16钩挂住杆状坯料，工人手扶杆状坯料并使吊钩16上下移动，将杆状坯料放置到后固定凹模体的第一聚集半凹模11内，然后将前活动凹模体沿滑轨向后移动与后固定凹模体接触后定位，平锻机向右推动驱动架2向右移动，驱动架2右侧的第一聚集凸模3、第二聚集凸模4、预锻凸模5和终锻凸模6同时向右移动，杆状坯料右端在定位挡板1的阻挡下，第一聚集凸模3右端对杆状坯料进行第一次聚集作业，杆状坯料的长度缩短、左端部增粗；接着驱动架2向左移动，再向前移动前活动凹模体，吊钩16下移，将杆状坯料放置到后固定凹模体的第二聚集半凹模12内，然后再将前活动凹模体沿滑轨向后移动与后固定凹模体接触后定位，平锻机向右推动驱动架2向右移动，第二聚集凸模4右端对杆状坯料进行第二次聚集作业，杆状坯料的长度进一步缩短、左端部进一步增粗；按照上述方式，杆状坯料继续下移到预锻工位，预锻后，杆状坯料的长度再进一步缩短、左端部再进一步增粗，杆状坯料左端形成较厚的盘状结构，接着杆状坯料下移到终锻工位，终锻完成后，终锻凸模6的模腔沿圆周方向的齿状结构7、圆形凸台8以及圆锥凸头9对杆状坯料左端的盘状结构进一步压扁并扩大直径，形成长杆法兰轴的盘部21，在盘部21的外圆周为齿状结构，盘部21左侧面为台阶结构的浅圆槽24和深锥槽25，自此完成一个长杆法兰轴锻件的锻造作业。

步骤（4）中切边模装置包括切边凸模和位于切边凸模正下方的切边凹模；

切边凸模包括均水平设置的上安装板30和下安装板31，上安装板30下表面和下安装板31上表面之间沿垂直方向设有两块连接板32，上安装板30、下安装板31和两块连接板32合围成前后通透的矩形腔33，下安装板31下表面固定设有水平开合式杆部夹持件，下安装板31和水平开合式杆部夹持件沿垂直方向开设有上下对应且通透的夹持孔，下安装板31前侧偏右开设有与夹持孔贯通的弧形槽孔34；

切边凹模包括固定座35，固定座35上表面设有凸台36，固定座35和凸台36内部沿垂直方向开设有的定位导孔，定位导孔的横截面轮廓与长杆法兰轴锻件的盘部21外轮廓相适配，定位导孔的中心线与夹持孔的中心线重合。

水平开合式杆部夹持件包括结构相同且左右对称设置的左立柱37和右立柱38，左立柱37上端固定连接在下安装板31下表面，左立柱37后部右侧与右立柱38后部左侧之间通过合页铰接，左立柱37和右立柱38的前侧之间通过拉紧扣39连接为一体，左立柱37和右立柱38的下端部的横截面外轮廓与长杆法兰轴锻件的盘部21外轮廓相适配，左立柱37的中心和右立柱38的中心沿垂直方向分别开设有上下通透的半圆孔，两个半圆孔合围形成夹持孔，夹持孔的孔径小于法兰轴锻件的杆部的外径1-5mm。

固定座35上方通过垂直设置的螺栓设置有卸料板40，卸料板40比凸台36高2-5cm，卸料板40的中心开设有上下通透的透孔41，透孔41的横截面轮廓形状与长杆法兰轴锻件的盘部21外轮廓相适配，卸料板40的前侧偏右开设有用于通过长杆法兰轴锻件的杆部20的缺口42。

步骤（4）的具体操作过程为：上安装板30上表面连接在切边压力机的动力输出端，固定座35设置在切边压力机的工作台上，切边作业时，工人打开拉紧扣39，将右立柱38向后水平转动，然后手持待切边的长杆法兰轴锻件的上端部，长杆法兰轴锻件的盘部21朝下，杆部20的上部和下部分别穿过弧形槽孔34和缺口42，杆部20与左立柱37内部的半圆孔贴合，并使盘部21对应伸入到凸台36内部的定位导孔内，由于定位导孔的横截面轮廓与长杆法兰轴锻件的盘部21外轮廓相适配，这样就可将长杆法兰轴锻件在周向方向定位，然后将右立柱38向左转动与左立柱37接触，合上拉紧扣39，左立柱37和右立柱38内部的夹持孔将长杆法兰轴锻件的杆部20夹紧。接着就启动切边压力机，切边压力机的动力输出端向下驱动整个切边凸模和长杆法兰轴锻件向下移动，当飞边与凸台36上表面接触时，盘部21与杆部20交接处的台阶受到左立柱37和右立柱38的压力，接着切边凸模再向下运动0.5mm之后，左立柱37和右立柱38的下端与盘部21上侧面接触，这样就增加切边受力面的同时有效保证盘部21的变形量小于0.5mm，随着切边凸模和长杆法兰轴锻件的继续下移，盘部21周边的飞边与凸台36产生压力，飞边被切掉，然后切边压力机的动力输出端向上移动，带动切边凸模和长杆法兰轴锻件也向上移动，由于切掉的飞边套在左立柱37和右立柱38的外周，在卸料板40的阻挡下，切掉的飞边与左立柱37及右立柱38的外周分离，当长杆法兰轴锻件的盘部21上移到高于卸料板40后，暂停切边压力机，将切掉的飞边从凸台36上取下扔到废料箱中，接着打开拉紧扣39，取出长杆法兰轴锻件，完成切边作业。然后再启动切边压力机，驱动切边凸模的左立柱37和右立柱38下端部下移到卸料板40下方，这样便于从缺口42处进入杆部20，同时盘部21在卸料板40下方进入。

长杆法兰轴锻件的盘部21与杆部20截面积差异较大，在热处理时会因为内部应力不均匀而产生变形，进而影响锻件的精度，主要体现为杆部20轴线弯曲。因此，特地设置校正工序，本发明采用一体式的校正模具，包括校正上模50和校正下模51，校正上模50下表面和校正下模51上表面之间具有杆部校正型腔52，杆部校正型腔52内部设置有与杆部的圆锥段的较细端对应定位的环形台阶53，校正下模51固定设置，校正上模50上下移动，在校正时，将杆部20放置到校正下模51的杆部校正型腔52内，校正上模50向下采用对杆部20和盘部21连接处进行压力校正，同时设计有环形台阶53，方便工人操作，避免压坏锻件。

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 (9)

1.长杆法兰轴锻造工艺，其特征在于：包括以下步骤，

（1）下料：截取一定长度的杆状坯料；

（2）加热：加热方式为局部加热，只加热变形部分的杆状坯料，由于变形部分的高径比比较大，对杆状坯料圆周加热的均匀性要求会很高，因此在选择电炉的时候要求炉膛直径比杆状坯料直径大3mm；

（3）在四工位锻造装置上对加热后的杆状坯料进行锻造作业，依次进行第一聚集工序、第二聚集工序、预锻工序和终锻工序；

（4）在切边模装置上进行切边工序；

（5）磨毛刺；

（6）热处理；

（7）校正；

（8）抛丸处理后成为长杆法兰轴锻件成品；

步骤（4）中切边模装置包括切边凸模和位于切边凸模正下方的切边凹模；

切边凸模包括均水平设置的上安装板和下安装板，上安装板下表面和下安装板上表面之间沿垂直方向设有两块连接板，上安装板、下安装板和两块连接板合围成前后通透的矩形腔，下安装板下表面固定设有水平开合式杆部夹持件，下安装板和水平开合式杆部夹持件沿垂直方向开设有上下对应且通透的夹持孔，下安装板前侧偏右开设有与夹持孔贯通的弧形槽孔；

切边凹模包括固定座，固定座上表面设有凸台，固定座和凸台内部沿垂直方向开设有的定位导孔，定位导孔的横截面轮廓与长杆法兰轴锻件的盘部外轮廓相适配，定位导孔的中心线与夹持孔的中心线重合。

2.根据权利要求1所述的长杆法兰轴锻造工艺，其特征在于：步骤（3）中四工位锻造装置包括设置在平锻机上的凸模组件和位于凸模组件右侧的凹模组件，凹模组件右侧间隔设有沿垂直方向设置的定位挡板，凹模组件包括构造相同且前后对称布置的后固定凹模体和前活动凹模体，前活动凹模体底部滑动连接在沿前后方向设置的滑轨上，凸模组件与凹模组件自上而下依次设置有第一聚集工位、第二聚集工位、预锻工位和终锻工位。

3.根据权利要求2所述的长杆法兰轴锻造工艺，其特征在于：凸模组件包括驱动架，驱动架的右侧自上而下依次固定设置有第一聚集凸模、第二聚集凸模、预锻凸模和终锻凸模，第一聚集凸模、第二聚集凸模、预锻凸模和终锻凸模的模腔均呈右端敞口，第一聚集凸模、第二聚集凸模、预锻凸模和终锻凸模的模腔长度依次减小，第一聚集凸模、第二聚集凸模、预锻凸模和终锻凸模的模腔右端口直径依次增大；终锻凸模的模腔沿圆周方向为齿状结构，终锻凸模的模腔中心设置有圆形凸台，圆形凸台右侧面同中心线固定设有圆锥凸头。

4.根据权利要求3所述的长杆法兰轴锻造工艺，其特征在于：后固定凹模体包括凹模架以及在凹模架前侧自上而下依次设置的第一聚集半凹模、第二聚集半凹模、预锻半凹模和终锻半凹模；第一聚集半凹模、第二聚集半凹模、预锻半凹模和终锻半凹模的左右通透且前侧敞开；

前活动凹模体的第一聚集半凹模与后固定凹模体的第一聚集半凹模合围成第一聚集凹模，第一聚集凹模的中心线与第一聚集凸模的中心线重合形成所述的第一聚集工位；

前活动凹模体的第二聚集半凹模与后固定凹模体的第二聚集半凹模合围成第二聚集凹模，第二聚集凹模的中心线与第二聚集凸模的中心线重合形成所述的第二聚集工位；

前活动凹模体的预锻半凹模与后固定凹模体的预锻半凹模合围成预锻凹模，预锻凹模的中心线与预锻凸模的中心线重合形成所述的预锻工位；

前活动凹模体的终锻半凹模与后固定凹模体的终锻半凹模合围成终锻凹模，终锻凹模的中心线与终锻凸模的中心线重合形成所述的终锻工位。

5.根据权利要求4所述的长杆法兰轴锻造工艺，其特征在于：第一聚集半凹模、第二聚集半凹模、预锻半凹模和终锻半凹模均通过螺栓固定连接在凹模架上；在凹模组件右侧和定位挡板左侧之间的位置设置有可升降的吊钩。

6.根据权利要求5所述的长杆法兰轴锻造工艺，其特征在于：步骤（3）的具体操作过程为：先将前活动凹模体沿滑轨向前移动，使用吊钩钩挂住杆状坯料，杆状坯料的左端部为被加热部位，工人手扶杆状坯料并使吊钩上下移动，将杆状坯料放置到后固定凹模体的第一聚集半凹模内，然后将前活动凹模体沿滑轨向后移动与后固定凹模体接触后定位，平锻机向右推动驱动架向右移动，驱动架右侧的第一聚集凸模、第二聚集凸模、预锻凸模和终锻凸模同时向右移动，杆状坯料右端在定位挡板的阻挡下，第一聚集凸模右端对杆状坯料进行第一次聚集作业，杆状坯料的长度缩短、左端部增粗；接着驱动架向左移动，再向前移动前活动凹模体，吊钩下移，将杆状坯料放置到后固定凹模体的第二聚集半凹模内，然后再将前活动凹模体沿滑轨向后移动与后固定凹模体接触后定位，平锻机向右推动驱动架向右移动，第二聚集凸模右端对杆状坯料进行第二次聚集作业，杆状坯料的长度进一步缩短、左端部进一步增粗；按照第二次聚集作业的方式，杆状坯料继续下移到预锻工位，预锻后，杆状坯料的长度再进一步缩短、左端部再进一步增粗，杆状坯料左端形成较厚的盘状结构，接着杆状坯料下移到终锻工位，终锻完成后，终锻凸模的模腔沿圆周方向的齿状结构、圆形凸台以及圆锥凸头对杆状坯料左端的盘状结构进一步压扁并扩大直径，形成长杆法兰轴的盘部，在盘部的外圆周为齿状结构，盘部左侧面为台阶结构的浅圆槽和深锥槽，自此完成一个长杆法兰轴锻件的锻造作业。

7.根据权利要求1所述的长杆法兰轴锻造工艺，其特征在于：水平开合式杆部夹持件包括结构相同且左右对称设置的左立柱和右立柱，左立柱上端固定连接在下安装板下表面，左立柱后部右侧与右立柱后部左侧之间通过合页铰接，左立柱和右立柱的前侧之间通过拉紧扣连接为一体，左立柱和右立柱的下端部的横截面外轮廓与长杆法兰轴锻件的盘部外轮廓相适配，左立柱的中心和右立柱的中心沿垂直方向分别开设有上下通透的半圆孔，两个半圆孔合围形成夹持孔，夹持孔的孔径小于法兰轴锻件的杆部的外径1-5mm。

8.根据权利要求7所述的长杆法兰轴锻造工艺，其特征在于：固定座上方通过垂直设置的螺栓设置有卸料板，卸料板高于凸台2-5cm，卸料板的中心开设有上下通透的透孔，透孔的横截面轮廓形状与长杆法兰轴锻件的盘部外轮廓相适配，卸料板的前侧偏右开设有用于通过长杆法兰轴锻件的杆部的缺口。

9.根据权利要求8所述的长杆法兰轴锻造工艺，其特征在于：步骤（4）的具体操作过程为：上安装板上表面连接在切边压力机的动力输出端，固定座设置在切边压力机的工作台上，切边作业时，工人打开拉紧扣，将右立柱向后水平转动，然后手持待切边的长杆法兰轴锻件的上端部，长杆法兰轴锻件的盘部朝下，杆部的上部和下部分别穿过弧形槽孔和缺口，杆部与左立柱内部的半圆孔贴合，并使盘部对应伸入到凸台内部的定位导孔内，由于定位导孔的横截面轮廓与长杆法兰轴锻件的盘部外轮廓相适配，这样就可将长杆法兰轴锻件在周向方向定位，然后将右立柱向左转动与左立柱接触，合上拉紧扣，左立柱和右立柱内部的夹持孔将长杆法兰轴锻件的杆部夹紧；接着就启动切边压力机，切边压力机的动力输出端向下驱动整个切边凸模和长杆法兰轴锻件向下移动，当飞边与凸台上表面接触时，盘部与杆部交接处的台阶受到左立柱和右立柱的压力，接着切边凸模再向下运动0.5mm之后，左立柱和右立柱的下端与盘部上侧面接触，这样就增加切边受力面的同时有效保证盘部的变形量小于0.5mm，随着切边凸模和长杆法兰轴锻件的继续下移，盘部周边的飞边与凸台产生压力，飞边被切掉，然后切边压力机的动力输出端向上移动，带动切边凸模和长杆法兰轴锻件也向上移动，由于切掉的飞边套在左立柱和右立柱的外周，在卸料板的阻挡下，切掉的飞边与左立柱及右立柱的外周分离，当长杆法兰轴锻件的盘部上移到高于卸料板后，暂停切边压力机，将切掉的飞边从凸台上取下扔到废料箱中，接着打开拉紧扣，取出长杆法兰轴锻件，完成切边作业；然后再启动切边压力机，驱动切边凸模的左立柱和右立柱下端部下移到卸料板下方，这样便于从缺口处进入杆部，同时盘部在卸料板下方进入。

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