CN111496167A - 一种汽车转向连体节叉内花键传动轴冷锻造模具及冷锻造工艺 - Google Patents

一种汽车转向连体节叉内花键传动轴冷锻造模具及冷锻造工艺 Download PDF

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CN111496167A CN202010337536.8A CN202010337536A CN111496167A CN 111496167 A CN111496167 A CN 111496167A CN 202010337536 A CN202010337536 A CN 202010337536A CN 111496167 A CN111496167 A CN 111496167A
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张凤华
房桂海
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Tianjin Changle Electronic Technology Co ltd
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Tianjin Changle Electronic Technology Co ltd
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    • B21K1/066—Making machine elements axles or shafts splined

Abstract

本发明公开一种汽车转向连体节叉内花键传动轴冷锻造模具及冷锻造工艺，其上凸模的底面上有上凸起结构，下凹模位于上凸模的下方；下凹模的下面依次有第一下凹模垫块、第二下凹模垫块、第三下凹模垫块和第四下凹模垫块；下凹模和第一下凹模垫块内有连通的通孔式的下凹陷结构，所述上凸起结构与所述下凹陷结构匹配；第二下凹模垫块、第三下凹模垫块和第四下凹模垫块内有连通的通孔式的下顶料杆孔，所述下料杆孔内有下顶料杆，第四下凹模垫块的所述下顶料杆孔的底部有下顶料杆垫块，其冷锻造模具适配性和灵活性优良，其冷锻造工艺所得产品传动性、滑动性与耐磨性、灵敏度性能优良，能够有效提高生产效率和产品质量，提高经济效益。

Description

一种汽车转向连体节叉内花键传动轴冷锻造模具及冷锻造 工艺
技术领域
本发明涉及汽车制造技术领域，具体涉及一种汽车转向连体节叉内花键传动轴冷锻造模具及冷锻造工艺。
背景技术
目前，随着汽车行业的迅速发展，对汽车其配件的制造技术提出了越来越高的要求，例如对汽车转向连体节叉内花键传动轴的冷锻造加工设备和加工工艺，就需要其模具适配性好、灵活性好、使用方便，且要求其冷锻造加工工艺所制造出来的产品具有优良的传动性、滑动性与耐磨性，使其运转平稳、噪声低且灵敏性高。公告号N208437596U的中国实用新型专利文献公开了一种汽车传动轴花键锻造模具，包括套筒、料筒模和底模，所述套筒底部设有底座，底座上环形阵列有螺栓孔，套筒顶部设有环形挡板，套筒内壁设有四个竖直的限位槽，套筒内套接有料筒模，所述料筒模包括圆筒形料筒模本体，料筒模本体外壁设有与限位槽匹配的限位块，料筒模本体顶部设有环形凸台，料筒模本体内壁设有花键凸台，所述底模为金属板状，底模外围与花键凸台匹配，底模底面中心处设有回形固定块，固定块方孔朝下且为推杆孔，所述推杆孔内套接有方形推杆，固定块和推杆横向依次贯穿有第一销孔和第二销孔，料筒模上方设有冲头。其虽然套筒模可更换，但是其却仍然存在适配性受限制，灵活性较差的问题。此外，公告号CNCN104999237A的中国发明专利文献公开了一种汽车花键轴齿轮锻造工艺，包括以下步骤，步骤一、下料，其中选用中频电炉进行加热；步骤二、通过冷压模具进行加工成形；步骤三、淬火，采用淬火炉进行淬火处理、温度为500℃-800℃，回火处理、回火温度为300℃-400℃；步骤四、尼龙涂覆；步骤五、精加工、检测。其虽然能够制造出使用寿命较长的产品，但是其产品同样存在传动性、滑动性与耐磨性受限制、导致降低灵敏度的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种汽车转向连体节叉内花键传动轴冷锻造模具及冷锻造工艺，解决现有技术中所存在的冷锻造模具适配性受限制，灵活性较差，冷锻造工艺所得产品同样存在传动性、滑动性与耐磨性受限制、导致降低灵敏度的问题。
为实现上述目的，本发明首先提供一种汽车转向连体节叉内花键传动轴冷锻造模具，包括上凸模和下凹模，上凸模的底面上设置有向下凸起柱式的上凸起结构，下凹模位于上凸模的下方；下凹模的下面依次设置有第一下凹模垫块、第二下凹模垫块、第三下凹模垫块和第四下凹模垫块；下凹模和第一下凹模垫块内设置有连通的通孔式的下凹陷结构，所述上凸起结构与所述下凹陷结构匹配；第二下凹模垫块、第三下凹模垫块和第四下凹模垫块内设置有连通的通孔式的下顶料杆孔，所述下料杆孔内设置有下顶料杆，第四下凹模垫块的所述下顶料杆孔的底部设置有下顶料杆垫块，下顶料杆垫块位于下顶料杆下面。
为实现上述目的，本发明其次提供上述汽车转向连体节叉内花键传动轴冷锻造工艺，包括以下步骤，
第一步，拉丝，将工件原料通过机械拉丝装置，使得金属原料的横截面积被压缩，完成拉丝处理；
第二步，切断，将拉丝处理后的所述工件原料通过切割机进行切断处理；
第三步，除油，将切断处理的所述工件原料经过表面杂质清洗、干燥，完成除油处理；
第四步，第一次退火，将所述工件原料加热到预定温度，根据所述工件原料的材料和尺寸经过预定的保温时间，然后在预定时间内进行冷却；
第五步，第一次高分子润滑，将所述工件原料浸入水基高分子润滑剂原液并保持预定时间；
第六步，第一次初步镦压，将所述工件原料从所述水基高分子润滑剂原液取出后，将所述工件原料送入冷锻造模具内挤压成型；
第七步，第二次退火，将所述工件原料加热到预定温度，根据所述工件原料的材料和尺寸经过预定的保温时间，然后在预定时间内进行冷却；
第八步，第二次高分子润滑，将所述工件原料浸入水基高分子润滑剂原液并保持预定时间；
第九步，第二次复合镦压，将所述工件原料从所述水基高分子润滑剂原液取出后，将所述工件原料送入所述冷锻造模具内挤压成型；
第十步，第三次真空退火，将所述工件原料经真空退火炉加热到预定温度，根据所述工件原料的材料和尺寸经过预定的保温时间，然后在预定时间内进行冷却；
第十一步，第三次高分子润滑，将所述工件原料浸入水基高分子润滑剂原液并保持预定时间；
第十二步，第三次复合挤压，将所述工件原料从所述水基高分子润滑剂原液取出后，将所述工件原料送入所述冷锻造模具内挤压成型；
第十三步，第四次真空退火，将所述工件原料经真空退火炉加热到预定温度，根据所述工件原料的材料和尺寸经过预定的保温时间，然后在预定时间内进行冷却；
第十四步，第四次高分子润滑，将所述工件原料浸入水基高分子润滑剂原液并保持预定时间；
第十五步，第四次复合镦压，将所述工件原料从所述水基高分子润滑剂原液取出后，将所述工件原料送入所述冷锻造模具内挤压成型；
第十六步，第五次真空退火，将所述工件原料经真空退火炉加热到预定温度，根据所述工件原料的材料和尺寸经过预定的保温时间，然后在预定时间内进行冷却；
第十七步，磷皂化，经过化学与电化学反应在所述工件原料表面形成磷酸盐化学转化膜，然后再将所述工件原料送入到皂化液中进行皂化；
第十八步，第五次镦压内花键，将所述工件原料从所述水基高分子润滑剂原液取出后，将所述工件原料送入所述冷锻造模具内挤压成型内花键结构。
本发明具有如下优点：
本发明的汽车转向连体节叉内花键传动轴冷锻造模具及冷锻造工艺，能够解决现有技术中所存在的冷锻造模具适配性受限制，灵活性较差，冷锻造工艺所得产品同样存在传动性、滑动性与耐磨性受限制、导致降低灵敏度的问题，其冷锻造模具适配性和灵活性优良，其冷锻造工艺所得产品传动性、滑动性与耐磨性、灵敏度性能优良，能够有效提高生产效率和产品质量，提高经济效益。
附图说明
图1为本发明的汽车转向连体节叉内花键传动轴冷锻造模具的镦压前的状态结构示意图。
图2为本发明的汽车转向连体节叉内花键传动轴冷锻造模具的镦压后的状态结构示意图。
图3为本发明的汽车转向连体节叉内花键传动轴冷锻造工艺在第二步的切断后工件原料的结构示意图。
图4为本发明的汽车转向连体节叉内花键传动轴冷锻造工艺在第六步的第一次初步镦压后工件原料的结构示意图。
图5为本发明的汽车转向连体节叉内花键传动轴冷锻造工艺在第九步的第二次复合镦压后工件原料的结构示意图。
图6为本发明的汽车转向连体节叉内花键传动轴冷锻造工艺在第十二步的第三次复合挤压后工件原料的结构示意图。
图7为本发明的汽车转向连体节叉内花键传动轴冷锻造工艺在第十五步的第四次复合镦压后工件原料的结构示意图。
图8为本发明的汽车转向连体节叉内花键传动轴冷锻造工艺在第十八步的第五次镦压内花键后工件原料的结构示意图。
图9为本发明的汽车转向连体节叉内花键传动轴冷锻造工艺在第十八步的第五次镦压内花键后工件原料的下视图。
图中，1为上凸模，2为下凹模，3为第一下凹模垫块，4为第二下凹模垫块，5为第三下凹模垫块，6为第四下凹模垫块，7为下顶料杆，8为下顶料杆垫块。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
一种汽车转向连体节叉内花键传动轴冷锻造模具，参见图1，包括上凸模1和下凹模2，上凸模1的底面上设置有向下凸起柱式的上凸起结构，下凹模2位于上凸模1的下方；下凹模2的下面依次设置有第一下凹模垫块3、第二下凹模垫块4、第三下凹模垫块5和第四下凹模垫块6；下凹模2和第一下凹模垫块3内设置有连通的通孔式的下凹陷结构，所述上凸起结构与所述下凹陷结构匹配；第二下凹模垫块4、第三下凹模垫块5和第四下凹模垫块6内设置有连通的通孔式的下顶料杆孔，所述下料杆孔内设置有下顶料杆7，第四下凹模垫块6的所述下顶料杆孔的底部设置有下顶料杆垫块8，下顶料杆垫块8位于下顶料杆7下面。
本实施例的汽车转向连体节叉内花键传动轴冷锻造模具，图1为其镦压前的状态结构示意图。图2为其镦压后的状态结构示意图。其适配性和灵活性优良。
本实施例的汽车转向连体节叉内花键传动轴冷锻造模具，还可以进一步的，所述上凸起结构的下端面为向下凸起的圆弧面。
还可以进一步的，所述下凹陷结构的底面为与所述凸起结构的下端面匹配的向下凹陷的圆弧面。
还可以进一步的，上凸模1和下凹模2之间可以通过连接螺栓连接。
还可以进一步的，下凹模2、第一下凹模垫块3、第二下凹模垫块4、第三下凹模垫块5和第四下凹模垫块6之间依次通过固定螺栓连接。
还可以进一步的，上凸模1和下凹模2的横截面为圆形。第一下凹模垫块3、第二下凹模垫块4、第三下凹模垫块5和第四下凹模垫块6的横截面为圆形。下顶料杆孔为圆孔。下顶料杆7为圆柱杆。下顶料杆垫块8为圆柱块。第二下凹模垫块4内的下顶料杆孔的内径等于下顶料杆7的外径。第三下凹模垫块5和第四下凹模垫块6内的下顶料杆孔的内径大于下顶料杆7的外径。上凸模1、下凹模2、所述上凸起结构、所述下凹陷结构、第一下凹模垫块3、第二下凹模垫块4、第三下凹模垫块5、第四下凹模垫块6、下顶料杆孔、下顶料杆7和下顶料杆垫块8的纵向中心轴线均重合。
实施例2
一种汽车转向连体节叉内花键传动轴冷锻造工艺，包括以下步骤，
第一步，拉丝，将工件原料通过机械拉丝装置，使得金属原料的横截面积被压缩，完成拉丝处理；
第二步，切断，将拉丝处理后的所述工件原料通过切割机进行切断处理；如图3所示为第二步的切断后工件原料的结构示意图。
第三步，除油，将切断处理的所述工件原料经过表面杂质清洗、干燥，完成除油处理；
第四步，第一次退火，将所述工件原料加热到预定温度，根据所述工件原料的材料和尺寸经过预定的保温时间，然后在预定时间内进行冷却；
第五步，第一次高分子润滑，将所述工件原料浸入水基高分子润滑剂原液并保持预定时间；
第六步，第一次初步镦压，将所述工件原料从所述水基高分子润滑剂原液取出后，将所述工件原料送入如权利要求1-3中任一项所述的冷锻造模具内挤压成型；如图4所示为第六步的第一次初步镦压后工件原料的结构示意图。
第七步，第二次退火，将所述工件原料加热到预定温度，根据所述工件原料的材料和尺寸经过预定的保温时间，然后在预定时间内进行冷却；
第八步，第二次高分子润滑，将所述工件原料浸入水基高分子润滑剂原液并保持预定时间；
第九步，第二次复合镦压，将所述工件原料从所述水基高分子润滑剂原液取出后，将所述工件原料送入所述冷锻造模具内挤压成型；如图5所示为第九步的第二次复合镦压后工件原料的结构示意图。
第十步，第三次真空退火，将所述工件原料经真空退火炉加热到预定温度，根据所述工件原料的材料和尺寸经过预定的保温时间，然后在预定时间内进行冷却；
第十一步，第三次高分子润滑，将所述工件原料浸入水基高分子润滑剂原液并保持预定时间；
第十二步，第三次复合挤压，将所述工件原料从所述水基高分子润滑剂原液取出后，将所述工件原料送入所述冷锻造模具内挤压成型；如图6所示为第十二步的第三次复合挤压后工件原料的结构示意图。
第十三步，第四次真空退火，将所述工件原料经真空退火炉加热到预定温度，根据所述工件原料的材料和尺寸经过预定的保温时间，然后在预定时间内进行冷却；
第十四步，第四次高分子润滑，将所述工件原料浸入水基高分子润滑剂原液并保持预定时间；
第十五步，第四次复合镦压，将所述工件原料从所述水基高分子润滑剂原液取出后，将所述工件原料送入所述冷锻造模具内挤压成型；如图7所示为第十五步的第四次复合镦压后工件原料的结构示意图。
第十六步，第五次真空退火，将所述工件原料经真空退火炉加热到预定温度，根据所述工件原料的材料和尺寸经过预定的保温时间，然后在预定时间内进行冷却；
第十七步，磷皂化，经过化学与电化学反应在所述工件原料表面形成磷酸盐化学转化膜，然后再将所述工件原料送入到皂化液中进行皂化；
第十八步，第五次镦压内花键，将所述工件原料从所述水基高分子润滑剂原液取出后，将所述工件原料送入所述冷锻造模具内挤压成型内花键结构。如图8所示为第十八步的第五次镦压内花键后工件原料的结构示意图。如图9所示为第十八步的第五次镦压内花键后工件原料的下视图。
本实施例的汽车转向连体节叉内花键传动轴冷锻造工艺，还可以进一步地，包括以下步骤，第四步的第一次退火、第七步的第二次退火、第十步的第三次退火、第十三步的第四次真空退火和第十六步的第五次真空退火中，将所述工件原料加热至630～680℃。
还可以进一步地，包括以下步骤，第四步的第一次退火、第七步的第二次退火、第十步的第三次退火、第十三步的第四次真空退火和第十六步的第五次真空退火中，将所述工件原料加热至640℃。
还可以进一步地，包括以下步骤，第四步的第一次退火、第七步的第二次退火、第十步的第三次退火、第十三步的第四次真空退火和第十六步的第五次真空退火中，将所述工件原料加热至660℃。
还可以进一步地，包括以下步骤，第四步的第一次退火、第七步的第二次退火、第十步的第三次退火、第十三步的第四次真空退火和第十六步的第五次真空退火中，将所述工件原料加热至630℃。
还可以进一步地，包括以下步骤，第四步的第一次退火、第七步的第二次退火、第十步的第三次退火、第十三步的第四次真空退火和第十六步的第五次真空退火中，将所述工件原料加热至680℃。
还可以进一步地，包括以下步骤，第四步的第一次退火、第七步的第二次退火、第十步的第三次退火、第十三步的第四次真空退火和第十六步的第五次真空退火中，将所述工件原料加热后保温1～2小时。
还可以进一步地，包括以下步骤，第四步的第一次退火、第七步的第二次退火、第十步的第三次退火、第十三步的第四次真空退火和第十六步的第五次真空退火中，将所述工件原料加热后保温1.5小时。
还可以进一步地，包括以下步骤，第四步的第一次退火、第七步的第二次退火、第十步的第三次退火、第十三步的第四次真空退火和第十六步的第五次真空退火中，将所述工件原料加热后保温1小时50分钟。
还可以进一步地，包括以下步骤，第四步的第一次退火、第七步的第二次退火、第十步的第三次退火、第十三步的第四次真空退火和第十六步的第五次真空退火中，将所述工件原料加热后保温1小时。
还可以进一步地，包括以下步骤，第四步的第一次退火、第七步的第二次退火、第十步的第三次退火、第十三步的第四次真空退火和第十六步的第五次真空退火中，将所述工件原料加热后保温2小时。
其中，各高分子润滑步骤中，将所述工件原料浸入水基高分子润滑剂原液并保持的预定时间可以为4～5秒，如4秒或5秒。同时，在将所述工件原料浸入水基高分子润滑剂原液时，可以将所述工件原料加热至180～220℃，如加热至180℃、200℃或220℃。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种汽车转向连体节叉内花键传动轴冷锻造模具，包括上凸模(1)和下凹模(2)，其特征在于，上凸模(1)的底面上设置有向下凸起柱式的上凸起结构，下凹模(2)位于上凸模(1)的下方；下凹模(2)的下面依次设置有第一下凹模垫块(3)、第二下凹模垫块(4)、第三下凹模垫块(5)和第四下凹模垫块(6)；下凹模(2)和第一下凹模垫块(3)内设置有连通的通孔式的下凹陷结构，所述上凸起结构与所述下凹陷结构匹配；第二下凹模垫块(4)、第三下凹模垫块(5)和第四下凹模垫块(6)内设置有连通的通孔式的下顶料杆孔，所述下料杆孔内设置有下顶料杆(7)，第四下凹模垫块(6)的所述下顶料杆孔的底部设置有下顶料杆垫块(8)，下顶料杆垫块(8)位于下顶料杆(7)下面。
2.如权利要求1所述的汽车转向连体节叉内花键传动轴冷锻造模具，其特征在于，所述上凸起结构的下端面为向下凸起的圆弧面。
3.如权利要求2所述的汽车转向连体节叉内花键传动轴冷锻造模具，其特征在于，所述下凹陷结构的底面为与所述凸起结构的下端面匹配的向下凹陷的圆弧面。
4.一种汽车转向连体节叉内花键传动轴冷锻造工艺，其特征在于，包括以下步骤，
第一步，拉丝，将工件原料通过机械拉丝装置，使得金属原料的横截面积被压缩，完成拉丝处理；
第二步，切断，将拉丝处理后的所述工件原料通过切割机进行切断处理；
第三步，除油，将切断处理的所述工件原料经过表面杂质清洗、干燥，完成除油处理；
第四步，第一次退火，将所述工件原料加热到预定温度，根据所述工件原料的材料和尺寸经过预定的保温时间，然后在预定时间内进行冷却；
第五步，第一次高分子润滑，将所述工件原料浸入水基高分子润滑剂原液并保持预定时间；
第六步，第一次初步镦压，将所述工件原料从所述水基高分子润滑剂原液取出后，将所述工件原料送入如权利要求1-3中任一项所述的冷锻造模具内挤压成型；
第七步，第二次退火，将所述工件原料加热到预定温度，根据所述工件原料的材料和尺寸经过预定的保温时间，然后在预定时间内进行冷却；
第八步，第二次高分子润滑，将所述工件原料浸入水基高分子润滑剂原液并保持预定时间；
第九步，第二次复合镦压，将所述工件原料从所述水基高分子润滑剂原液取出后，将所述工件原料送入所述冷锻造模具内挤压成型；
第十步，第三次真空退火，将所述工件原料经真空退火炉加热到预定温度，根据所述工件原料的材料和尺寸经过预定的保温时间，然后在预定时间内进行冷却；
第十一步，第三次高分子润滑，将所述工件原料浸入水基高分子润滑剂原液并保持预定时间；
第十二步，第三次复合挤压，将所述工件原料从所述水基高分子润滑剂原液取出后，将所述工件原料送入所述冷锻造模具内挤压成型；
第十三步，第四次真空退火，将所述工件原料经真空退火炉加热到预定温度，根据所述工件原料的材料和尺寸经过预定的保温时间，然后在预定时间内进行冷却；
第十四步，第四次高分子润滑，将所述工件原料浸入水基高分子润滑剂原液并保持预定时间；
第十五步，第四次复合镦压，将所述工件原料从所述水基高分子润滑剂原液取出后，将所述工件原料送入所述冷锻造模具内挤压成型；
第十六步，第五次真空退火，将所述工件原料经真空退火炉加热到预定温度，根据所述工件原料的材料和尺寸经过预定的保温时间，然后在预定时间内进行冷却；
第十七步，磷皂化，经过化学与电化学反应在所述工件原料表面形成磷酸盐化学转化膜，然后再将所述工件原料送入到皂化液中进行皂化；
第十八步，第五次镦压内花键，将所述工件原料从所述水基高分子润滑剂原液取出后，将所述工件原料送入所述冷锻造模具内挤压成型内花键结构。
5.如权利要求4所述的汽车转向连体节叉内花键传动轴冷锻造工艺，其特征在于，包括以下步骤，第四步的第一次退火、第七步的第二次退火、第十步的第三次退火、第十三步的第四次真空退火和第十六步的第五次真空退火中，将所述工件原料加热至630～680℃。
6.如权利要求5所述的汽车转向连体节叉内花键传动轴冷锻造工艺，其特征在于，包括以下步骤，第四步的第一次退火、第七步的第二次退火、第十步的第三次退火、第十三步的第四次真空退火和第十六步的第五次真空退火中，将所述工件原料加热至640℃。
7.如权利要求5所述的汽车转向连体节叉内花键传动轴冷锻造工艺，其特征在于，包括以下步骤，第四步的第一次退火、第七步的第二次退火、第十步的第三次退火、第十三步的第四次真空退火和第十六步的第五次真空退火中，将所述工件原料加热至660℃。
8.如权利要求5所述的汽车转向连体节叉内花键传动轴冷锻造工艺，其特征在于，包括以下步骤，第四步的第一次退火、第七步的第二次退火、第十步的第三次退火、第十三步的第四次真空退火和第十六步的第五次真空退火中，将所述工件原料加热后保温1～2小时。
9.如权利要求8所述的汽车转向连体节叉内花键传动轴冷锻造工艺，其特征在于，包括以下步骤，第四步的第一次退火、第七步的第二次退火、第十步的第三次退火、第十三步的第四次真空退火和第十六步的第五次真空退火中，将所述工件原料加热后保温1.5小时。
10.如权利要求8所述的汽车转向连体节叉内花键传动轴冷锻造工艺，其特征在于，包括以下步骤，第四步的第一次退火、第七步的第二次退火、第十步的第三次退火、第十三步的第四次真空退火和第十六步的第五次真空退火中，将所述工件原料加热后保温1小时50分钟。
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