CN114393166A - 一种空心长轴件端部法兰挤压成形装置及其工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种空心长轴件端部法兰挤压成形装置及其工艺，该装置包括组合模，组合模包括圆筒状结构的外模，外模内插设有芯棒，芯棒外包覆有组合模分瓣模具，外模一端卡接有底模，芯棒和组合模分瓣模具一端与底模固定卡接，另一端延伸于外模外部；组合模分瓣模具位于外模内的部分设置有平滑的成形凸起，外模内壁开设有与成形凸起对应的成形凹槽；组合模分瓣模具外用于套设坯料，坯料远离外模的一端卡接于坯料固定端。基于该模具的成型工艺主要包括预热，组合模具进给，直到坯料充满整个组合模具的鼓肚，停止进给。退出组合模具，进行机加工修整法兰形状。从而本发明可以实现带法兰空心长轴的锻造成形，且加工精度高，减少了材料的浪费。

Description

一种空心长轴件端部法兰挤压成形装置及其工艺

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，特别是涉及一种空心长轴件端部法兰挤压成形装置及其工艺。

背景技术

空心轴相比于实心轴，在满足使用要求的情况下，具有质量轻、振动小、耗材少等优点。在国民经济的各个领域都有着广泛的应用。在目前工业生产中，生产带法兰空心长轴相对成熟的方法是：机械加工法和塑性成形法，但是两种方法都存在一定的缺陷，如加工材料的浪费和加工精度难以控制。因此，探索一种简单实用的空心长轴件端部法兰挤压成形工艺具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种空心长轴件端部法兰挤压成形装置及其工艺，以解决上述现有技术存在的问题，可以实现带法兰空心长轴的锻造成形，且加工精度高，减少了材料的浪费。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种空心长轴件端部法兰挤压成形装置，包括组合模，所述组合模包括圆筒状结构的外模，所述外模内插设有芯棒，所述芯棒外包覆有组合模分瓣模具，所述外模一端卡接有底模，所述芯棒和组合模分瓣模具一端与所述底模固定卡接，另一端延伸于所述外模外部；所述组合模分瓣模具位于所述外模内的部分设置有平滑的成形凸起，所述外模内壁开设有与所述成形凸起对应的成形凹槽；所述组合模分瓣模具外用于套设坯料，所述坯料远离所述外模的一端卡接于坯料固定端。

可选的，所述外模包括两个结构相同且对称设置的组合模外模，起到控制轴类外径、引导金属走向以及防止变形失稳的作用，所述组合模外模为半圆筒状结构，所述成形凹槽包括开设于所述组合模外模内壁中部的条形槽，所述条形槽两端连接有平滑的弧形凹槽。

可选的，所述成形凸起包括与所述条形槽位置相对应的矩形平台，所述矩形平台两端连接有与所述弧形凹槽位置相对应的弧形凸起。

可选的，所述组合模分瓣模具横截面为圆环状结构，在挤压空心轴成形过程中起到控制内径以及支撑的作用，且所述组合模分瓣模具包括依次间隔排列布置的四个第一分瓣模具和四个第二分瓣模具；所述第一分瓣模具位于成形凸起位置处的宽度小于所述第一分瓣模具其他位置处的宽度，所述第二分瓣模具位于成形凸起位置处的宽大大于所述第二分瓣模具其他位置处的宽度，且第一分瓣模具位于成形凸起位置处自中间向两端宽度逐渐增大，第二分瓣模具位于成形凸起位置处自中间向两端宽度逐渐减小，从而第一分瓣模具和第二分瓣模具能够依次连接设置，使得每个第一分瓣模具两侧均为第二分瓣模具，同理，每个第二分瓣模具两侧也均为第一分瓣模具。

可选的，所述底模开设有两个同心设置的凹模，所述组合模外模和所述组合模分瓣模具靠近所述底模的一端均设置有凸模，所述组合模外模和所述组合模分瓣模具的凸模能够分别与所述底模的两个凹模对应卡接；所述底模中部设置有“米”字形定位凹模，所述芯棒一端设置有“米”字形结构的定位凸模，所述定位凸模能够与所述定位凹模卡接。

本发明还提供一种空心长轴件端部法兰挤压成形工艺，包括如下步骤：

锻造开始前，首先对坯料需变形部分进行端部加热，同时对组合模进行预热；

然后开始镦粗工艺，组合模进给，直到坯料被挤压充满至整个组合模，芯棒和组合模分瓣模具穿设于坯料内，坯料出现所需要的鼓肚形状，停止进给；

取出组合膜，首先将底模退出，接着将两个外模取出，再将芯棒水平取出，然后将四个第一组合模分瓣模具及四个第二组合模分瓣模具分别取出，最后进行机加工修整法兰形状。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明采用组合模进行镦粗工艺，组合模进给，组合模的压头部分负责控制内径以及支撑的作用，组合模的外模负责控制轴类外径、引导金属走向以及防止变形失稳的作用，直到坯料被挤压充满至整个组合模，出现所需要的鼓肚形状。该工艺对比传统的加工工艺，可一次成形，节省工时，可提高材料利用率，减少材料浪费，且产品精度高、力学性能好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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为本发明坯料端部加热示意图；

图2为本发明成形工艺前示意图；

图3为本发明成形工艺后示意图；

图4为本发明组合模底模取出后示意图；

图5为本发明组合模底模及外模取出后示意图；

图6分本发明组合模底模、外模及芯棒取出后示意图；

图7为本发明组合模示意图；

图8为本发明组合模去除外模示意图；

图9为本发明组合模的外模示意图；

图10为本发明组合模的底模示意图；

图11为本发明组合模的芯棒示意图；

图12为本发明组合模的第一分瓣模具示意图；

图13为本发明组合模的第二分瓣模具示意图；

图14为本发明坯料固定端；

其中：1.坯料 2.组合模外模 3.底模 4.芯棒 5.第一分瓣模具 6.第二分瓣模具7.坯料固定端 8.成形凸起 9.成形凹槽 10.条形槽 11.矩形平台 12.定位凹模 13.定位凸模 14.凹模 15.凸模。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种空心长轴件端部法兰挤压成形装置及其工艺，以解决上述现有技术存在的问题，可以实现带法兰空心长轴的锻造成形，且加工精度高，减少了材料的浪费。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参考附图1-附图14所示，本发明提供一种空心长轴件端部法兰挤压成形装置，包括组合模，组合模包括圆筒状结构的外模，外模内插设有芯棒，芯棒外包覆有组合模分瓣模具，外模一端卡接有底模3，芯棒4和组合模分瓣模具一端与底模3固定卡接，另一端延伸于外模外部；组合模分瓣模具位于外模内的部分设置有平滑的成形凸起8，外模内壁开设有与成形凸起8对应的成形凹槽9；组合模分瓣模具外用于套设坯料1，坯料1远离外模的一端卡接于坯料固定端7。

具体的，外模包括两个结构相同且对称设置的组合模外模2，起到控制轴类外径、引导金属走向以及防止变形失稳的作用，组合模外模2为半圆筒状结构，成形凹槽9包括开设于组合模外模2内壁中部的条形槽10，条形槽10两端连接有平滑的弧形凹槽。成形凸起8包括与条形槽10位置相对应的矩形平台11，矩形平台11两端连接有与弧形凹槽位置相对应的弧形凸起。

组合模分瓣模具横截面为圆环状结构，在挤压空心轴成形过程中起到控制内径以及支撑的作用，且组合模分瓣模具包括依次间隔排列布置的四个第一分瓣模具5和四个第二分瓣模具6；第一分瓣模具5位于成形凸起8位置处的宽度小于第一分瓣模具5其他位置处的宽度，第二分瓣模具6位于成形凸起8位置处的宽大大于第二分瓣模具6其他位置处的宽度，且第一分瓣模具5位于成形凸起8位置处自中间向两端宽度逐渐增大，第二分瓣模具6位于成形凸起8位置处自中间向两端宽度逐渐减小，从而第一分瓣模具5和第二分瓣模具6能够依次连接设置，使得每个第一分瓣模具5两侧均为第二分瓣模具6，同理，每个第二分瓣模具6两侧也均为第一分瓣模具5。

底模3开设有两个同心设置的凹模14，组合模外模2和组合模分瓣模具靠近底模3的一端均设置有凸模15，组合模外模2和组合模分瓣模具的凸模15能够分别与底模3的两个凹模14对应卡接；底模3中部设置有“米”字形定位凹模12，芯棒4一端设置有“米”字形结构的定位凸模13，定位凸模13能够与定位凹模12卡接。

本发明还提供一种空心长轴件端部法兰挤压成形工艺，包括如下步骤：

首先，对坯料1成形部分进行端部加热，同时对组合模进行预热，然后将坯料1安装到坯料固定端7上，如图14所示，外模2、芯棒4、四个第一分瓣模具5、四个第二分瓣模具6底部均具有凸模15，并与底模3的凹模14相结合，共同组成了组合模，如图7所示。其中四个第一分瓣模具5具体形状为内宽外窄的弧形柱状体，如图12所示，四个第二分瓣模具6为与第一分瓣模具5相配合的内窄外宽的弧形柱状体，如图13所示。四个第一分瓣模具5、四个第二分瓣模具6与芯棒4共同组成了组合模具的压头，如图8所示。就绪后，如图2所示，组合模开始进给，组合模的压头部分开始接触坯料1，坯料1开始在压头的压力下产生形变，其中压头在成形过程中起到控制内径以及支撑的作用，组合模中外模2起到控制轴类外径、引导金属走向以及防止变形失稳的作用。直到坯料1充满整个组合模的鼓肚时，停止进给，如图3所示。接下来是组合模的退出，首先将组合模的底模3退出，如图4所示，接着将两个组合模外模2取出，如图5所示，再将芯棒4取出，如图6所示，最后将四个第一分瓣模具5及四个第二分瓣模具6分别取出，最后进行机加工修整法兰形状。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“顶”、“底”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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。此外，术语“第一”、“笫二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种空心长轴件端部法兰挤压成形装置，其特征在于：包括组合模，所述组合模包括圆筒状结构的外模，所述外模内插设有芯棒，所述芯棒外包覆有组合模分瓣模具，所述外模一端卡接有底模，所述芯棒和组合模分瓣模具一端与所述底模固定卡接，另一端延伸于所述外模外部；所述组合模分瓣模具位于所述外模内的部分设置有平滑的成形凸起，所述外模内壁开设有与所述成形凸起对应的成形凹槽；所述组合模分瓣模具外用于套设坯料，所述坯料远离所述外模的一端卡接于坯料固定端。

2.根据权利要求1所述的空心长轴件端部法兰挤压成形装置，其特征在于：所述外模包括两个结构相同且对称设置的组合模外模，所述组合模外模为半圆筒状结构，所述成形凹槽包括开设于所述组合模外模内壁中部的条形槽，所述条形槽两端连接有平滑的弧形凹槽。

3.根据权利要求2所述的空心长轴件端部法兰挤压成形装置，其特征在于：所述成形凸起包括与所述条形槽位置相对应的矩形平台，所述矩形平台两端连接有与所述弧形凹槽位置相对应的弧形凸起。

4.根据权利要求3所述的空心长轴件端部法兰挤压成形装置，其特征在于：所述组合模分瓣模具横截面为圆环状结构，且所述组合模分瓣模具包括依次间隔排列布置的四个第一分瓣模具和四个第二分瓣模具；所述第一分瓣模具位于成形凸起位置处的宽度小于所述第一分瓣模具其他位置处的宽度，所述第二分瓣模具位于成形凸起位置处的宽大大于所述第二分瓣模具其他位置处的宽度。

5.根据权利要求2所述的空心长轴件端部法兰挤压成形装置，其特征在于：所述底模开设有两个同心设置的凹模，所述组合模外模和所述组合模分瓣模具靠近所述底模的一端均设置有凸模，所述组合模外模和所述组合模分瓣模具的凸模能够分别与所述底模的两个凹模对应卡接；所述底模中部设置有“米”字形定位凹模，所述芯棒一端设置有“米”字形结构的定位凸模，所述定位凸模能够与所述定位凹模卡接。

6.一种空心长轴件端部法兰挤压成形工艺，其特征在于：包括如下步骤：

锻造开始前，首先对坯料需变形部分进行端部加热，同时对组合模进行预热；

然后开始镦粗工艺，组合模进给，直到坯料被挤压充满至整个组合模，芯棒和组合模分瓣模具穿设于坯料内，坯料出现所需要的鼓肚形状，停止进给；

取出组合膜，首先将底模退出，接着将两个外模取出，再将芯棒水平取出，然后将四个第一组合模分瓣模具及四个第二组合模分瓣模具分别取出，最后进行机加工修整法兰形状。

Images