CN112170617A - 一种锻造工艺 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种锻造工艺，其包括以下步骤：S1、下料；S2、锻前加热；S3、镦粗；S4、冲孔，采用冲压模具对步骤S3中成型的坯料做冲孔；S5、退火、正火或调质处理；步骤S4中的冲压模具包括上模和下模，上模和下模分别成型有模腔，上模的模腔内开设有安装孔，安装孔内穿设有冲头，上模内开设有安装腔且安装腔内设置有定位组件，定位组件包括平面蜗轮和多个啮合于平面蜗轮上平面螺纹的蜗齿条，蜗齿条滑移连接于安装腔，冲头的上端抵接于安装腔的腔壁，环绕冲头设置有定位环台，蜗齿条的倾斜面抵接于定位环台的下环面，冲头外套有适配于安装孔的定位管，上模内设置有锁止组件。本申请具有冲压模具的冲头便于更换的效果。

Description

一种锻造工艺

技术领域

本申请涉及金属加工工艺的领域，尤其是涉及一种锻造工艺。

背景技术

差速器直齿锥齿轮生产的历史中，其生产工艺经过了数次变革。二十世纪八十年代以前，差速器直齿锥齿轮大多沿用传统的切削加工锥齿齿形，即采用格里森刨齿机刨齿成形，不仅浪费材料，而且生产效率极低；因而，进入二十世纪九十年代，精锻直齿锥齿轮因具有节能、节材、结实耐用等优点，逐渐取代了传统的切削齿轮，但精锻直齿锥齿轮经过近二三十年的发展、提升，节约材料这一主题始终没有达到最佳效果。

现有相关技术中公开号为CN108994248A公开了一种齿轮锻造工艺，其技术要点为：包括以下步骤：(1)材料选择；(2)前期处理；(3)第一次锻造；(4)下料；(5)第一火锻造，包括镦粗、拔长和再镦粗；(6)第二火锻造，包括倒八角、平整、滚圆、冲孔、扩孔、清角；(7)退火、精整；(8)检测入库。

现有相关技术中冲孔时常采用冲头冲孔，但是现有的冲压模具在使用时由于需要冲头对锻坯冲孔，冲头在使用后易发生磨损等，现有的冲压模具中冲头的更换相对较为复杂，不便于更换。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在有冲头更换不便的缺陷。

发明内容

为了便于更换冲压模具中的冲头，本申请提供一种锻造工艺。

本申请提供的一种锻造工艺采用如下的技术方案：

一种锻造工艺，包括以下步骤：S1、下料；S2、锻前加热，将坯料加热至低于固相线150-200℃；S3、镦粗；S4、冲孔，采用冲压模具对步骤S3中成型的坯料做冲孔；S5、退火、正火或调质处理；步骤S4中的冲压模具包括上模和下模，所述上模和下模相向侧分别成型有模腔，所述上模的模腔内开设有竖向延伸的安装孔，所述安装孔内穿设有竖向设置的冲头，所述上模内开设有安装腔且安装腔内设置有定位组件，所述定位组件包括开设有平面螺纹的平面蜗轮和多个啮合于平面蜗轮上平面螺纹的蜗齿条，所述平面蜗轮转动连接于安装腔，多个所述蜗齿条环绕冲头设置，所述蜗齿条滑移连接于安装腔，所述冲头的上端穿设于平面蜗轮并抵接于安装腔的腔壁，所述蜗齿条朝向冲头的端面呈倾斜设置且低端朝向冲头设置，环绕所述冲头设置有定位环台，定位环台的下环面呈倾斜设置且低端位于内侧，所述蜗齿条的倾斜面抵接于定位环台的下环面，所述冲头的中部的外壁呈锥台状结构小端朝下，所述冲头外套有适配于安装孔的定位管，所述定位管的内壁贴合于冲头的锥台状外壁，所述上模内设置有使得定位管任意位置滑移锁止的锁止组件。

通过采用上述技术方案，在需要更换冲头时，只需转动平面蜗轮使得与其啮合的蜗齿条轴向滑移并脱离定位环台，然后通过锁止组件使得定位管可沿安装孔滑出，然后将冲头取下即可；同时在安装冲头时，只需使得冲头的上端穿过平面蜗轮并抵接于安装腔的顶壁，然后通过定位管穿入安装孔并外套于冲头的中部，使得定位管的内壁贴合于冲头的外壁，以通过定位管使得冲头安装时能够对中于安装孔并限制冲头的摆动，减小冲孔时因冲头的摆动导致冲孔的位置误差，然后通过锁止组件使得定位管滑移锁止；最后再转动平面蜗轮使得蜗齿条的倾斜面抵接于定位环台的下环面，以将冲头限制于安装孔和安装腔内即可。

优选的，所述蜗齿条位于平面蜗轮的下方，所述平面蜗轮的上端面固定连接于与其同中心轴线的抵接环台，所述安装腔内转动连接有啮合于平面蜗轮的驱动齿轮，所述驱动齿轮固定连接有与其同中心轴线的驱动杆，所述驱动杆呈水平设置并穿出上模。

通过采用上述技术方案，在需要转动平面蜗轮时，只需转动驱动杆使得其带动平面蜗轮转动即可，同时抵接环台能够使得平面蜗轮与安装腔的顶壁呈间隙设置，以能够为驱动齿轮提供转动的空间。

优选的，环绕所述冲头开设有避空环槽，所述避空环槽位于定位环台的下方。

通过采用上述技术方案，以用于蜗齿条抵接于定位环台时，增大蜗齿条滑移的形成，优化对冲头的限制效果。

优选的，所述上模内开设有锁止腔，所述定位管开设有竖向延伸并将其贯穿的齿槽，所述齿槽内固定连接有竖向延伸的锁止齿条，所述锁止组件包括转动连接于锁止腔的锁止齿轮和用于使得锁止齿轮转动锁止的锁止件，所述锁止齿轮部分穿入至安装孔内并啮合于锁止齿条。

通过采用上述技术方案，在定位管对冲头做好定位之后，只需使得锁止件对锁止齿轮做转动锁止，即可使得定位管保持对冲头的对中和定位效果；同时在安装和拆卸冲头的过程中，只需使得锁止件取消对锁止齿轮的转动锁止，即可使得定位管在竖向滑移的过程中，能够通过锁止齿条带动锁止齿轮转动，使得锁止齿轮不会干涉到定位管的拆装。

优选的，所述锁止齿轮为蜗轮，所述锁止件为啮合于锁止齿轮的锁止蜗杆，所述锁止腔呈开口结构且其开口背离安装孔设置，所述锁止腔内竖向滑移连接有转动座，所述锁止件转动连接于转动座，所述锁止腔内设置有使得转动座滑移锁止的固定件。

通过采用上述技术方案，在需要转动锁止齿轮时，只需使得锁止齿轮啮合于锁止件，并通过固定件对转动座做滑移锁止，然后转动锁止件使得锁止齿轮啮合于锁止齿条，即可通过锁止件与锁止齿轮之间的单向传动使得锁止齿轮转动锁止；在需要拆装定位管时，只需使得固定件取消对转动座的限制，然后滑移转动座使得锁止件脱离锁止齿轮，即可使得锁止齿轮自由转动。

优选的，所述转动座背离锁止齿轮的一侧设置有多个使得转动座远离锁止齿轮滑移的定位弹簧。

通过采用上述技术方案，在使用时，转动座在定位弹簧的作用下保持远离锁止齿轮滑移的趋势，以减小锁止齿轮自由转动时被锁止件干涉的可能性。

优选的，所述固定件包括螺纹连接于上模的定位杆和定位板，所述定位杆位于转动座背离锁止齿轮一侧，所述定位杆呈倾斜设置且其一端穿入至锁止腔内，所述定位板球铰接于定位杆穿入锁止腔的一端，所述定位板抵接于转动座。

通过采用上述技术方案，在需要使得转动座朝向锁止齿轮滑移时，只需转动定位杆使得其轴向滑移，通过定位板推动转动座朝向锁止齿轮滑移即可，在需要使得锁止齿轮自由转动时，只需转动定位杆使得转动座定位板远离锁止齿轮即可。

优选的，环绕所述冲压模具设置有多个导引杆，所述导引杆平行于冲头的长度方向，所述导引杆的两端分别穿入并滑移连接于上模和下模。

通过采用上述技术方案，在使用时，只需将冲压模具放置于冲压机的工作平台即可，同时还能够有效的减小冲孔时上模和下模产生错位的可能性。

优选的，所述上模和下模内分别设置有复位腔，所述导引杆的两端分别设置有位于复位腔内的复位件，所述复位件包括外套于导引杆的复位弹簧一和复位弹簧二，所述导引杆的两端分别固定连接有环台，所述复位弹簧一的两端分别固定连接于复位腔的顶壁和环台的上端面，所述复位弹簧一处于拉伸状态且复位弹簧二处于压缩状态。

通过采用上述技术方案，由于设置有导引杆，在冲压完成后，上模和下模在多个复位弹簧一和复位弹簧二的作用下朝向相互远离的方向滑移，以便于完成一个冲孔动作后上模和下模能够自动脱模。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.在需要更换冲头时，只需转动平面蜗轮使得与其啮合的蜗齿条轴向滑移并脱离定位环台，然后通过锁止组件使得定位管可沿安装孔滑出，然后将冲头取下即可；同时在安装冲头时，只需使得冲头的上端穿过平面蜗轮并抵接于安装腔的顶壁，然后通过定位管穿入安装孔并外套于冲头的中部，使得定位管的内壁贴合于冲头的外壁，以通过定位管使得冲头安装时能够对中于安装孔并限制冲头的摆动，减小冲孔时因冲头的摆动导致冲孔的位置误差，然后通过锁止组件使得定位管滑移锁止；最后再转动平面蜗轮使得蜗齿条的倾斜面抵接于定位环台的下环面，以将冲头限制于安装孔和安装腔内即可。

附图说明

图1是本申请实施例的流程图。

图2是本申请实施例冲压模具的结构示意图。

图3是本申请实施例冲压模具的剖视图。

图4是本申请实施例冲压模具的爆炸示意图。

图5是图4中A部分放大示意图。

图6是本申请实施例冲压模具的局部剖视图。

附图标记说明：1、上模；11、安装孔；12、冲头；121、定位环台；122、避空环槽；13、安装腔；14、定位管；141、齿槽；15、锁止腔；2、下模；21、模腔；3、定位组件；31、平面蜗轮；311、抵接环台；312、驱动齿轮；313、驱动杆；32、蜗齿条；4、锁止组件；41、锁止齿轮；42、锁止件；43、转动座；431、定位弹簧；44、固定件；441、定位杆；442、定位板；5、导引杆；51、复位件；511、复位弹簧一；512、复位弹簧二；52、环台。

具体实施方式

以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种锻造工艺。参照图1，锻造工艺包括以下步骤：S1、下料；S2、锻前加热，将坯料加热至低于固相线150-200℃； S3、镦粗； S4、冲孔，采用冲压模具对步骤S3中成型的坯料做冲孔； S5、热处理；热处理采用退火、正火或调质处理；

参照图2和图3，步骤S4中冲压模具包括上模1和下模2，上模1和下模2分别开设有相向开口的模腔21，上模1的模腔21内开设有竖向延伸的安装孔11，安装孔11内穿设有竖向设置的冲头12。上模1内开设有安装腔13且安装腔13内设置有用于对冲头12多定位的定位组件3。安装腔13连通于安装孔11。其中，下模2的模腔21底部开设有对应冲头12的冲槽或冲孔

定位组件3包括转动连接于安装腔13内的平面蜗轮31和多个环绕冲头12设置的蜗齿条32，平面蜗轮31背离且蜗齿一侧表面设置有平面螺纹，蜗齿条32啮合于平面螺纹。并且蜗齿条32位于平面蜗轮31的下方，蜗齿条32沿平面蜗轮31的径向滑移连接于安装腔13的底壁。冲头12的上端穿过平面蜗轮31并抵接于安装腔13的顶壁，冲头12的下端穿出安装孔11以用于冲孔，冲头12固定连接有与其同中心轴线的定位环台121，定位环台121位于蜗齿条32和平面蜗轮31之间。蜗齿条32朝向冲头12一端的端面呈倾斜设置且低端位于朝向冲头12一侧，定位环台121的下环面呈倾斜设置且端位于内侧，并且蜗齿条32的倾斜端面抵接于定位环台121的下环面。

参照图4和图5，冲头12的中部位于安装孔11内，并且冲头12中部的外壁呈锥台状结构且下端朝下，冲头12的中部外套有定位管14，定位管14的内壁呈锥台状结构且小端朝下，定位管14的内壁贴合于冲头12设置，定位管14的外壁适配于安装孔11的孔壁。其中，上模1内设置有使得定位管14在任意位置滑移锁止的锁止组件4。

在需要更换冲头12时，只需转动平面蜗轮31使得与其啮合的蜗齿条32轴向滑移并脱离定位环台121，然后通过锁止组件4使得定位管14可沿安装孔11滑出，然后将冲头12取下即可；同时在安装冲头12时，只需使得冲头12的上端穿过平面蜗轮31并抵接于安装腔13的顶壁，然后通过定位管14穿入安装孔11并外套于冲头12的中部，通过定位管14使得冲头12安装时能够对中于安装孔11并限制冲头12的摆动，减小冲孔时因冲头12的摆动导致冲孔的位置误差，然后通过锁止组件4使得定位管14滑移锁止；最后再转动平面蜗轮31使得蜗齿条32的倾斜面抵接于定位环台121的下环面，以将冲头12限制于安装孔11和安装腔13内即可。

参照图4和图5，平面蜗轮31的上端面固定连接有与其同中心轴线的抵接环台311，抵接环台311抵接于安装腔13的顶壁，安装腔13内转动连接有啮合于平面蜗轮31的蜗齿的驱动齿轮312，驱动齿轮312固定连接有与其同中心轴线的驱动杆313，驱动杆313呈水平设置且其穿出上模1。其中，驱动杆313穿出上模1的端部开设有用于辅助转动的转孔一，驱动杆313低于上模1上端面的下方。

在需要转动平面蜗轮31时，只需转动驱动杆313使得其带动平面蜗轮31转动即可，同时抵接环台311能够使得平面蜗轮31与安装腔13的顶壁呈间隙设置，以能够为驱动齿轮312提供转动的空间。

环绕冲头12开设有避空环槽122，避空环槽122位于定位环台121的下方且两者同中心轴线设置。以用于蜗齿条32抵接于定位环台121时，增大蜗齿条32滑移的形成，优化对冲头12的限制效果。

参照图3和图4，上模1内开设有位于安装腔13下方的锁止腔15，定位管14开设有竖向延伸的齿槽141，齿槽141内固定连接有竖向延伸的锁止齿条。锁止组件4包括转动连接于锁止腔15的锁止齿轮41和用于使得锁止齿轮41转动锁止的锁止件42，锁止齿轮41部分穿出锁止腔15并穿入安装孔11，锁止齿轮41穿出锁止腔15的部分穿入齿槽141并啮合于锁止齿条，锁止齿条为蜗齿条或斜齿条。

在定位管14对冲头12做好定位之后，只需使得锁止件42对锁止齿轮41做转动锁止，即可使得定位管14保持对冲头12的对中和定位效果；同时在安装和拆卸冲头12的过程中，只需使得锁止件42取消对锁止齿轮41的转动锁止，即可使得定位管14在竖向滑移的过程中，能够通过锁止齿条带动锁止齿轮41转动，使得锁止齿轮41不会干涉到定位管14的拆装。

锁止齿轮41为蜗轮，锁止件42为啮合于锁止齿轮41的锁止蜗杆，锁止腔15呈侧开口结构且其开口朝向背离安装孔11的方向，锁止腔15内竖向滑移连接有转动座43，锁止件42转动连接于转动座43。其中，锁止腔15内设置有使得转动座43竖向滑移锁止的固定件44，锁止件42沿锁止腔15的开口穿出上模1。

在需要转动锁止齿轮41时，只需使得锁止齿轮41啮合于锁止件42，并通过固定件44对转动座43做滑移锁止，然后转动锁止件42使得锁止齿轮41啮合于锁止齿条，即可通过锁止件42与锁止齿轮41之间的单向传动使得锁止齿轮41转动锁止；在需要拆装定位管14时，只需使得固定件44取消对转动座43的限制，然后滑移转动座43使得锁止件42脱离锁止齿轮41，即可使得锁止齿轮41自由转动。

参照图4和图5，转动座43背离锁止齿轮41的一侧设置有多个使得转动座43远离锁止齿轮41滑移的定位弹簧431，定位弹簧431处于拉伸状态且其两端分别固定连接于转动座43和锁止腔15的腔壁。以使得在使用时，转动座43在定位弹簧431的作用下保持远离锁止齿轮41滑移的趋势，以减小锁止齿轮41自由转动时被锁止件42干涉的可能性。

固定件44包括螺纹连接于上模1的定位杆441和定位板442，定位杆441位于转动座43背离锁止齿轮41一侧。定位杆441呈倾斜设置且其一端穿入至锁止腔15内，定位杆441的另一端穿出上模1并位于上模1上下端面之间。定位板442球铰接于定位杆441穿入锁止腔15的一端，定位板442抵接于转动座43背离锁止齿轮41一侧的外壁。其中，转动座43的滑移方向平行于锁止齿轮41的径向，定位弹簧431平行于转动座43的滑移方向。

在需要使得转动座43朝向锁止齿轮41滑移时，只需转动定位杆441使得其轴向滑移，通过定位板442推动转动座43朝向锁止齿轮41滑移即可，在需要使得锁止齿轮41自由转动时，只需转动定位杆441使得转动座43定位板442远离锁止齿轮41即可。

参照图4和图5，环绕冲压模具设置有多个导引杆5，导引杆5平行于冲头12的长度方向，导引杆5的两端分别穿入并滑移连接于上模1和下模2。以使得在使用时，只需将冲压模具放置于冲压机的工作平台即可，同时还能够有效的减小冲孔时上模1和下模2产生错位的可能性。

参照图6，上模1和下模2内分别对应多个导引杆5设置有多个复位腔，导引杆5的两端分别穿入至不同的复位腔内，导引杆5的两端分别设置有位于复位腔内的复位件51。复位件51包括外套于导引杆5的复位弹簧一511和复位弹簧二512，导引杆5的两端分别固定连接有环台52，复位弹簧一511的两端分别固定连接于复位腔的顶壁和环台52的上端面，复位弹簧二512的两端分别抵接于环台52的下端面和复位腔的底壁。并且复位弹簧一511处于拉伸状态，复位弹簧二512处于压缩状态。

由于设置有导引杆5，在冲压完成后，上模1和下模2在多个复位弹簧一511和复位弹簧二512的作用下朝向相互远离的方向滑移，以便于完成一个冲孔动作后上模1和下模2能够自动脱模。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种锻造工艺，其特征在于：包括以下步骤：S1、下料；S2、锻前加热，将坯料加热至低于固相线150-200℃；S3、镦粗；S4、冲孔，采用冲压模具对步骤S3中成型的坯料做冲孔；S5、退火、正火或调质处理；步骤S4中的冲压模具包括上模（1）和下模（2），所述上模（1）和下模（2）相向侧分别成型有模腔（21），所述上模（1）的模腔（21）内开设有竖向延伸的安装孔（11），所述安装孔（11）内穿设有竖向设置的冲头（12），所述上模（1）内开设有安装腔（13）且安装腔（13）内设置有定位组件（3），所述定位组件（3）包括开设有平面螺纹的平面蜗轮（31）和多个啮合于平面蜗轮（31）上平面螺纹的蜗齿条（32），所述平面蜗轮（31）转动连接于安装腔（13），多个所述蜗齿条（32）环绕冲头（12）设置，所述蜗齿条（32）滑移连接于安装腔（13），所述冲头（12）的上端穿设于平面蜗轮（31）并抵接于安装腔（13）的腔壁，所述蜗齿条（32）朝向冲头（12）的端面呈倾斜设置且低端朝向冲头（12）设置，环绕所述冲头（12）设置有定位环台（121），定位环台（121）的下环面呈倾斜设置且低端位于内侧，所述蜗齿条（32）的倾斜面抵接于定位环台（121）的下环面，所述冲头（12）的中部的外壁呈锥台状结构小端朝下，所述冲头（12）外套有适配于安装孔（11）的定位管（14），所述定位管（14）的内壁贴合于冲头（12）的锥台状外壁，所述上模（1）内设置有使得定位管（14）任意位置滑移锁止的锁止组件（4）。

2.根据权利要求1所述的一种锻造工艺，其特征在于：所述蜗齿条（32）位于平面蜗轮（31）的下方，所述平面蜗轮（31）的上端面固定连接于与其同中心轴线的抵接环台（311），所述安装腔（13）内转动连接有啮合于平面蜗轮（31）的驱动齿轮（312），所述驱动齿轮（312）固定连接有与其同中心轴线的驱动杆（313），所述驱动杆（313）呈水平设置并穿出上模（1）。

3.根据权利要求1所述的一种锻造工艺，其特征在于：环绕所述冲头（12）开设有避空环槽（122），所述避空环槽（122）位于定位环台（121）的下方。

4.根据权利要求1所述的一种锻造工艺，其特征在于：所述上模（1）内开设有锁止腔（15），所述定位管（14）开设有竖向延伸并将其贯穿的齿槽（141），所述齿槽（141）内固定连接有竖向延伸的锁止齿条，所述锁止组件（4）包括转动连接于锁止腔（15）的锁止齿轮（41）和用于使得锁止齿轮（41）转动锁止的锁止件（42），所述锁止齿轮（41）部分穿入至安装孔（11）内并啮合于锁止齿条。

5.根据权利要求4所述的一种锻造工艺，其特征在于：所述锁止齿轮（41）为蜗轮，所述锁止件（42）为啮合于锁止齿轮（41）的锁止蜗杆，所述锁止腔（15）呈开口结构且其开口背离安装孔（11）设置，所述锁止腔（15）内竖向滑移连接有转动座（43），所述锁止件（42）转动连接于转动座（43），所述锁止腔（15）内设置有使得转动座（43）滑移锁止的固定件（44）。

6.根据权利要求5所述的一种锻造工艺，其特征在于：所述转动座（43）背离锁止齿轮（41）的一侧设置有多个使得转动座（43）远离锁止齿轮（41）滑移的定位弹簧（431）。

7.根据权利要求6所述的一种锻造工艺，其特征在于：所述固定件（44）包括螺纹连接于上模（1）的定位杆（441）和定位板（442），所述定位杆（441）位于转动座（43）背离锁止齿轮（41）一侧，所述定位杆（441）呈倾斜设置且其一端穿入至锁止腔（15）内，所述定位板（442）球铰接于定位杆（441）穿入锁止腔（15）的一端，所述定位板（442）抵接于转动座（43）。

8.根据权利要求1所述的一种锻造工艺，其特征在于：环绕所述冲压模具设置有多个导引杆（5），所述导引杆（5）平行于冲头（12）的长度方向，所述导引杆（5）的两端分别穿入并滑移连接于上模（1）和下模（2）。

9.根据权利要求8所述的一种锻造工艺，其特征在于：所述上模（1）和下模（2）内分别设置有复位腔，所述导引杆（5）的两端分别设置有位于复位腔内的复位件（51），所述复位件（51）包括外套于导引杆（5）的复位弹簧一（511）和复位弹簧二（512），所述导引杆（5）的两端分别固定连接有环台（52），所述复位弹簧一（511）的两端分别固定连接于复位腔的顶壁和环台（52）的上端面，所述复位弹簧一（511）处于拉伸状态且复位弹簧二（512）处于压缩状态。

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