CN112404322B - 一种十字轴连接块加工工艺及专用模具 - Google Patents

Abstract

本发明为克服现有技术中十字轴连接块需要单独订购方钢致使生产成本较高的问题，公开了一种十字轴连接块加工工艺，包括选尾料、加热、锻造镦粗、调质热处理、抛丸、孔加工和精加工等步骤。本发明还公开了一种十字轴连接块加工专用模具，该专用模具包括定模和动模；所述动模与定模相对设置，和定模之间相对移动。所述定模包括下模板、下模包围圈、下模压紧圈、顶杆和下模。所述动模包括上模板和上模。本发明提供的一种十字轴连接块加工工艺，提高了材料利用率，有效利用剩余相同材质的棒料，制作成产品进行销售，省去单独采购方钢，降低制造成本。本发明还提供了一种十字轴连接块加工专用模具，结构简单，适用于十字轴连接块加工工艺。

Description

一种十字轴连接块加工工艺及专用模具

技术领域

本发明涉及汽车配件技术领域，尤其涉及一种十字轴连接加工工艺及专用模具。

背景技术

汽车差速器及行星减速器的十字轴是汽车动力传动系统中非常重要的零件，起动力传递及减速、调速作用，其制作质量的好坏直接关系到汽车的安全和寿命。现有技术中，技术人员为有效增强短轴与长轴在连接处的强度，尽可能的避免十字轴折断的风险，延长十字轴的寿命，设计了在短轴与长轴的连接处增加连接块。

目前，某型号汽车上使用的十字轴连接块的尺寸为65mm*65mm*51mm，需要单独订购65mm*65mm方钢，并由该方钢下料后进行加工，方钢订购费用较高，致使十字轴连接块的生产成本高。

发明内容

本发明为克服现有技术中十字轴连接块需要单独订购方钢致使生产成本较高的问题，提供一种十字轴连接块加工工艺，提高了材料利用率，有效利用剩余相同材质的棒料，制作成产品进行销售，省去单独采购方钢，降低制造成本。

本发明还提供了一种十字轴连接块加工专用模具，结构简单，适用于十字轴连接块加工工艺。

本发明采用的技术方案是：

一种十字轴连接块加工工艺，包含以下步骤，

步骤1，选取锻造加工棒料的尾料；

步骤2，将尾料加热至950~1200℃；

步骤3，专用模具进行预热后，将加热的尾料置于专用模具中，尾料轴长方向与模具内腔深度方向一致，采用摩擦压力机或平锻机将模具内的尾料镦粗至专用模具内腔形状，镦粗过程中往复进行上下翻转和90°水平旋转，得到方钢锭毛坯；

步骤4，方钢锭毛坯冷却后，进行调质热处理；

步骤5，抛丸除去氧化皮；

步骤6，方钢锭毛坯开设横向通孔和纵向通孔，横向通孔和纵向通孔的中心轴相互垂直且相交；

步骤7，精加工，去除毛刺，得到十字轴连接块。

进一步地，步骤1中尾料选取时，其长度L根据以下公式计算得出,

其中，a为方钢锭毛坯的边长；

h为方钢锭毛坯的高度；

D为棒料直径，D≤a；

k为加工系数，1.0≤k≤1.1。

进一步地，步骤1中尾料材质为40Cr、42CrMo、42CrMoH、40MnB、40MnBH、40CrMnMo、35CrMo、35CrMnSi、40CrV或45号钢。

进一步地，步骤3中模具预热温度150~350℃。

进一步地，步骤4中调质热处理时采用淬火炉进行，淬火温度：850～890℃；加热时间：140～160min；淬火介质：柴油；回火温度：560～620℃；加热时间：180min；冷却介质：水。

一种十字轴连接块加工专用模具，包括：

定模，

动模，与所述定模相对设置；所述动模和所述定模之间相对移动；

其中，所述定模包括

下模板；

下模包围圈，具有上下贯通的空腔，其安装在所述下模板上；

下模，内部具有成型腔，外部上小下大构成环形水平台阶，其插入式安装在所述空腔内；

下模压紧圈，安装在所述下模包围圈顶部，并抵住所述环形水平台阶；

顶杆；

所述动模包括：

上模板；

上模，下表面具有挤压头，安装在所述上模板；所述挤压头与所述成型腔配合。

进一步地，所述定模还包括下连接板和下连接板，所述下连接板和所述下连接板上下叠放放置在所述下模下方的所述空腔区域内，并与所述下模板连接。

进一步地，所述动模还包括上垫板和上连接板，所述上垫板和所述上连接板上下叠放，并安装在所述上模和所述上模板之间。

进一步地，所述下模板上开设有下定位槽，所述下模包围圈插入式安装在所述下定位槽内。

进一步地，所述上模板上开设有上第一定位凹槽，所述上垫板插入式安装在所述第一定位凹槽内；所述上连接板上开设有上第二定位凹槽，所述上模上端插入安装在所述第二定位凹槽内。

本发明的有益效果是：

1.本发明为克服现有技术中十字轴连接块需要单独订购方钢致使生产成本较高的问题，提供一种十字轴连接块加工工艺，包括选尾料、加热、锻造镦粗、调质热处理、抛丸、孔加工和精加工等步骤。该加工工艺提高了材料利用率，有效利用剩余相同材质的棒料，制作成产品进行销售，省去单独采购方钢，降低制造成本。

2.本发明还提供了一种十字轴连接块专用模具，该模具结构简单，适用于十字轴连接块加工工艺。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或有现技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例中，十字轴连接块专用模具的结构示意图一。

图2为实施例中，十字轴连接块专用模具的结构示意图二。

图3为图2中A-A向剖视图。

图4为实施例中，十字轴连接块专用模具的分解结构示意图。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。

下面结合附图对发明的实施例进行详细说明。

现有技术中，技术人员为有效增强短轴与长轴在连接处的强度，尽可能的避免十字轴折断的风险，延长十字轴的寿命，设计了在短轴与长轴的连接处增加连接块。目前，某型号汽车上使用的十字轴连接块的尺寸为65mm*65mm*51mm，需要单独订购65mm*65mm方钢，并由该方钢下料后进行加工，方钢订购费用较高，致使十字轴连接块的生产成本高。

为降低十字轴连接块的生产成本，本实施中提供一种十字轴连接块加工工艺，包含以下步骤：

步骤1，选取半轴产品锻造加工棒料的尾料。尾料材质为40Cr、42CrMo、42CrMoH、40MnB、40MnBH、40CrMnMo、35CrMo、35CrMnSi、40CrV或45号钢，为半轴锻造棒料裁切工序后的余料。尾料选取时，其长度L根据以下公式计算得出，

其中，a为方钢锭毛坯的边长；

h为方钢锭毛坯的高度；

D为棒料直径，D≤a；

k为加工系数，1.0≤k≤1.1。

步骤2，将尾料加热至950~1200℃。

步骤3，专用模具进行预热后，温度150~350℃。将加热的尾料置于专用模具中，尾料轴长方向与模具内腔深度方向一致，采用摩擦压力机或平锻机将模具内的尾料镦粗至专用模具内腔形状，镦粗过程中往复进行上下翻转和90°水平旋转，得到方钢锭毛坯。

步骤4，方钢锭毛坯冷却后，进行调质热处理。调质热处理时采用淬火炉进行，淬火温度：850～890℃；加热时间：140～160min；淬火介质：柴油；回火温度：560～620℃；加热时间：180min；冷却介质：水。

步骤5，抛丸除去氧化皮。

步骤6，方钢锭毛坯开设横向通孔和纵向通孔，横向通孔和纵向通孔的中心轴相互垂直且相交。

步骤7，精加工，去除毛刺，得到十字轴连接块。

原生产的十字轴连接块零件，需单独定购65mm*65mm的方钢锭直接下料后进行加工，单独订购费用偏高。本实施例中的加工工艺，直接采用我公司生产其他产品棒料尾料锻造后加工，提高了材料利用率，有效利用剩余相同材质的棒料，制作成产品进行销售，省去单独采购方钢，降低制造成本。

本实施例中还提供了一种十字轴连接块专用模具，其结构如附图1~4所示。该专用模具包括定模1和动模2，且定模1和动模2之间可相对相向移动。即，尾料置于定模1内，动模2向定模1移动并对尾料进行挤压，从而将尾料加工成方钢锭毛坯。

定模1包括下模板10、下垫板11、下连接板12、下模包围圈13、下模压紧圈14、顶杆15和下模16。

下模板10，其一侧表面开设有下定位槽101。

下模包围圈13，其内部为上下贯通的空腔131。下模包围圈13的下部插到定位槽101内，并由螺栓使得下模包围圈13与下模板连接。下模包围圈13插入到定位槽101内后，其外壁与定位槽101侧壁接触。通过定位槽101可以实现下模包围圈13快速定位以及限制移动等。

下连接板12和下垫板11，其外周尺寸与空腔131的内周尺寸一致，两者依次上下叠放安装在空腔131内下部，并由螺栓穿过下连接板12和下垫板11，使得下连接板12和下垫板11与下模板10连接。

下模16，自其上表面起开设有成型腔161。下模16上部尺寸小于下部尺寸，形成环形水平台阶162。下模16下部尺寸与空腔131内周尺寸一致。下模16下部安装在空腔131内后，其下表面与下连接板12接触，环形水平台阶162表面与下模包围圈13顶面齐平。

下模压紧圈14，其内周尺寸下模16上部尺寸一致。下模压紧圈14放置到下模包围圈13顶端并采用螺栓固定，其内侧壁与下模16上部外壁接触，其顶面低于下模16顶面。

顶杆15，沿成型腔161深度方向设置，用于将方钢锭毛坯顶出。顶杆15上端可穿过下垫板11、下连接板12和下模16，伸入到成型腔161内。

动模2包括上模板20、上垫板21、上连接板22和上模23。

上模板20，其一侧表面开设有上第一定位槽201。

上垫板21和上连接板22，其外周尺寸与上定位槽201内周尺寸一尺。上垫板21安装在上第一定位槽201内。由螺栓穿过上垫板21和上连接板22，实现上垫板21和上连接板22与上模板连接。上连接板22的下表面开设有上第二定位槽221。

上模23，下表面具有挤压头231。上模23上端外周尺寸与第二定位槽221内周尺寸一致，其插入到第二定位槽221内有螺栓固定。挤压头231外周尺寸与成型腔161内周尺寸一致。

采用本实施例中的十字轴连接块专用模具进行方钢锭毛坯挤压成型时：

顶杆15上端面与成型腔161底面齐平。将加热后的尾料置于成型腔161内。上模23向下模16移动，对尾料进行挤压。尾料进行挤压过程中，利用顶杆15作用，将尾料顶出进行上下翻转和90°水平旋转，直至尾料被挤压成方钢锭毛坯。

本实施例中专用模具为配合前述加工工艺而设计，通过利用剩余的料尾进行挤压成型，提高材料利用率，解决了方钢材料单独订购导致生产成本高的问题。

Claims (7)

1.一种十字轴连接块加工工艺，其特征在于，包含以下步骤，

步骤1，选取锻造加工棒料的尾料；尾料材质为40Cr、42CrMo、42CrMoH、40MnB、40MnBH、40CrMnMo、35CrMo、35CrMnSi、40CrV或45号钢；尾料选取时，其长度L根据以下公式计算得出，

，

其中，a为方钢锭毛坯的边长；

h为方钢锭毛坯的高度；

D为棒料直径，D≤a；

k为加工系数，1.0≤k≤1.1；

步骤2，将尾料加热至950~1200℃；

步骤3，专用模具进行预热后，将加热的尾料置于专用模具中，尾料轴长方向与模具内腔深度方向一致，采用摩擦压力机或平锻机将模具内的尾料镦粗至专用模具内腔形状，镦粗过程中往复进行上下翻转和90°水平旋转，得到方钢锭毛坯；

步骤4，方钢锭毛坯冷却后，进行调质热处理；

步骤5，抛丸除去氧化皮；

步骤6，方钢锭毛坯开设横向通孔和纵向通孔，横向通孔和纵向通孔的中心轴相互垂直且相交；

步骤7，精加工，去除毛刺，得到十字轴连接块；

其中，所述步骤3中的专用模具包括：

定模，

动模，与所述定模相对设置；所述动模和所述定模之间相对移动；

其中，所述定模包括：

下模板；

下模包围圈，具有上下贯通的空腔，其安装在所述下模板上；

下模，内部具有方形的成型腔，外部上小下大构成环形水平台阶，其插入式安装在所述空腔内；

下模压紧圈，安装在所述下模包围圈顶部，并抵住所述环形水平台阶；

顶杆；

所述动模包括：

上模板；

上模，下表面具有挤压头，安装在所述上模板；所述挤压头与所述成型腔配合。

2.根据权利要求1所述的十字轴连接块加工工艺，其特征在于，步骤3中模具预热温度150~350℃。

3.根据权利要求1所述的十字轴连接块加工工艺，其特征在于，步骤4中调质热处理时采用淬火炉进行，淬火温度：850～890℃；加热时间：140～160min；淬火介质：柴油；回火温度：560～620℃；加热时间：180min；冷却介质：水。

4.根据权利要求1所述的十字轴连接块加工工艺，其特征在于，所述定模还包括下连接板和下垫板，所述下连接板和所述下垫板上下叠放放置在所述下模下方的所述空腔区域内，并与所述下模板连接。

5.根据权利要求1所述的十字轴连接块加工工艺，其特征在于，所述动模还包括上垫板和上连接板，所述上垫板和所述上连接板上下叠放，并安装在所述上模和所述上模板之间。

6.根据权利要求5所述的十字轴连接块加工工艺，其特征在于，所述下模板上开设有下定位槽，所述下模包围圈插入式安装在所述下定位槽内。

7.根据权利要求6所述的十字轴连接块加工工艺，其特征在于，所述上模板上开设有上第一定位凹槽，所述上垫板插入式安装在所述第一定位凹槽内；所述上连接板上开设有上第二定位凹槽，所述上模上端插入安装在所述第二定位凹槽内。

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