CN203711731U - 凸轮轴闭式挤压终锻成型模 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种凸轮轴闭式挤压终锻成型模，在成型上模与成型下模的贴合面上设置有供左冲头伸入的左冲头孔、供右冲头伸入的右冲头孔、与凸轮轴轮廓匹配的型腔，型腔位于左、右冲头孔之间并与左、右冲头孔相通，左冲头孔的深度与右冲头孔的深度相等，左冲头孔、右冲头孔和凸轮轴型腔同轴设置，并位于成型上模与成型下模的贴合面上；当成型上模与成型下模贴合在一起，且左冲头伸入左冲头孔内，右冲头伸入右冲头孔内时，四者共同围成一个封闭式型腔。应用于凸轮轴楔横轧制坯工艺的终锻工序中，无飞边产生、不需切边，金属纤维的完整性好，机械性能高，节约原材料、设备成本及人力资源成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及材料加工技术领域的金属塑性成型模，具体涉及一种发动机凸轮轴的闭式挤压终锻成型模。
背景技术
凸轮轴是小型汽油机及摩托车发动机的核心零件，对锻件毛坯的质量及金属纤维流向要求非常高。凸轮轴的传统加工方法有两种：一是切削加工，存在着材料利用率低、能耗大、生产率低、成本高等不足；二是锻造成型，其工艺流程为：下料→加热→压扁→预锻→终锻成型→切边→检验入库，由于锻件在终锻时产生大量飞边，经过切边工序后被切除，使成品锻件的部分金属纤维被切断，从而降低锻件的机械性能。
实用新型内容
本实用新型针对上述技术问题进行改进，旨在提供一种凸轮轴闭式挤压终锻成型模，应用于凸轮轴楔横轧制坯工艺的终锻工序中，无飞边产生、不需切边，金属纤维的完整性好，机械性能高，节约原材料、设备成本及人力资源成本。
为此，本实用新型提供的一种凸轮轴闭式挤压终锻成型模，包括成型上模（1）、成型下模（2）、左冲头（3）和右冲头（4），在所述成型上模（1）与成型下模（2）的贴合面上设置有供左冲头（3）伸入的左冲头孔、供右冲头（4）伸入的右冲头孔、与凸轮轴轮廓匹配的型腔，所述型腔位于左、右冲头孔之间并与左、右冲头孔相通，所述左冲头孔的深度与右冲头孔的深度相等，左冲头孔、右冲头孔和凸轮轴型腔同轴设置，并位于成型上模（1）与成型下模（2）的贴合面上；当成型上模（1）与成型下模（2）贴合在一起，且左冲头（3）伸入左冲头孔内，右冲头（4）伸入右冲头孔内时，四者共同围成一个封闭式型腔。
凸轮轴楔横轧制坯锻造工艺步骤为：
（一）加热：将已下好料的棒料（材质为GGr15）放入中频感应加热炉中，加热至1100℃～1120℃，出炉；
（二）楔横轧：将已加热至始锻温度的棒料，放入辊式楔横轧模具中，启动楔横轧，楔横轧转动一圈后，棒料形成合格的楔横轧坯。楔横轧是指两个带楔形模的轧辊，以相同的方向旋转，带动圆形坯料旋转，坯料在楔形型的作用下，轧制成各种形状的台阶轴。这种横轧的变形主要为径向压缩和轴向延伸，轧制成的零件形状和模具底部型槽的形状一致。
（三）闭式挤压终锻成型：将楔横轧坯放入凸轮轴闭式挤压终锻成型模（本实用新型）的成型下模中，成型上模向下运动直至与成型下模完全闭合，并保持向下的压力，在成型上、下模完全贴合的同时，左、右冲头同时向中间运动，直至工件充满由成型上模、成型下模及左、右冲头所形成的封闭型腔，至此，工件最终成形；工件成型后，成型上、下模及左、右冲头均处于静止状态，保持该形态10S～15S，成型上模、左冲头、右冲头同时快速回程至初始位置，取出工件，完成一个工作循环，此时，工件成形至毛坯图要求，成为毛坯产品。
优选为，所述左、右冲头（3、4）的直径相等。
本实用新型的有益效果：
（1）与传统的切削工艺相比，该模具对应的成型工艺材料利用率高、能耗低、生产率高、制造成本低；
（2）与传统的锻造工艺相比，该模具成型的产品精度高，无飞边消耗，材料利用率高；无飞边，无须切边设备和工序，不会破坏锻件的金属纤维，锻件的机械性能高；减少了工艺步骤，减少了设备使用量及操作工人人数，从而节约了设备成本及人力资源成本。
附图说明
图1是凸轮轴闭式挤压终锻成型模初始位置的结构示意图。
图2是凸轮轴闭式挤压终锻成型模中间位置的结构示意图。
图3是凸轮轴闭式挤压终锻成型模最终位置的结构示意图。
图4是凸轮轴楔横轧后的毛坯图。
图5是凸轮轴闭式挤压终锻后的毛坯图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：
结合图1——图3所示，一种凸轮轴闭式挤压终锻成型模，包括成型上模1、成型下模2、左冲头3和右冲头4四部分组成。
在成型上模1与成型下模2的贴合面上设置有供左冲头3伸入的左冲头孔、供右冲头4伸入的右冲头孔、与凸轮轴轮廓匹配的型腔。左冲头孔与左冲头3之间为间隙配合，右冲头孔与右冲头4之间也为间隙配合。左、右冲头3、4的直径与成型上、下模1、2闭合后所形成的左、右冲头孔公称直径相等，滑动间隙由公差控制。型腔位于左、右冲头孔之间并与左、右冲头孔相通，左冲头孔的深度与右冲头孔的深度相等，以保证左冲头3、右冲头4以相同的速度在对应的冲头孔内运动，以同样的速度挤压型腔内的工件5。左冲头孔、右冲头孔和凸轮轴型腔同轴设置，并位于成型上模1与成型下模2的贴合面上，即左冲头孔在扣合面的上、下两侧均布，右冲头孔在扣合面的上、下两侧也是均布，凸轮轴型腔也是在扣合面的上、下两侧均布。当成型上模1与成型下模2贴合在一起，且左冲头3伸入左冲头孔内，右冲头4伸入右冲头孔内时，四者共同围成一个封闭式型腔，因此称之为闭式挤压终锻成型模。
优选为，左、右冲头3、4的直径相等，结合左、右冲头3、4以相同的速度挤压工件5，进一步提高了工件的成型效果。
凸轮轴楔横轧制坯锻造工艺包括以下工艺步骤：
（一）加热：将已下好料的棒料（材质为GGr15）放入中频感应加热炉中，加热至1100℃～1120℃，出炉；
（二）楔横轧：将已加热至始锻温度的棒料，放入辊式楔横轧模具中，启动楔横轧，在模具旋转一周内实现在轴向上的材料体积分配，棒料形成合格的楔横轧坯（如图4所示）。楔横轧是指两个带楔形模的轧辊，以相同的方向旋转，带动圆形坯料旋转，坯料在楔形型的作用下，轧制成各种形状的台阶轴。这种横轧的变形主要为径向压缩和轴向延伸，轧制成的零件形状和模具底部型槽的形状一致，已被广泛地应用于汽车、拖拉机、摩托车、发电机上的连杆件的生产中，具有生产效率高、材料利用率高、产品质量好、工作环境得到改善、自动化程度高等优点，在此不再详细介绍。
（三）闭式挤压终锻成型：将楔横轧坯放入凸轮轴闭式挤压终锻成型模（本实用新型）的成型下模2中，成型上模1向下运动直至与成型下模2完全闭合，并保持向下的压力，在成型上、下模1、2完全贴合的同时，左、右冲头3、4同时向中间运动，直至工件5充满由成型上模1、成型下模2及左、右冲头3、4所形成的封闭型腔，至此，工件5最终成行；工件5成型后，成型上、下模1、2及左、右冲头3、4均处于静止状态，保持该形态10S～15S，成型上模1、左冲头3、右冲头4同时回程至初始位置，取出工件5，完成一个工作循环，此时，工件5成形至毛坯图要求，成为最终的毛坯产品（如图5所示）。
Claims (2)
1.一种凸轮轴闭式挤压终锻成型模，其特征在于：包括成型上模（1）、成型下模（2）、左冲头（3）和右冲头（4），在所述成型上模（1）与成型下模（2）的贴合面上设置有供左冲头（3）伸入的左冲头孔、供右冲头（4）伸入的右冲头孔、与凸轮轴轮廓匹配的型腔，所述型腔位于左、右冲头孔之间并与左、右冲头孔相通，所述左冲头孔的深度与右冲头孔的深度相等，左冲头孔、右冲头孔和凸轮轴型腔同轴设置，并位于成型上模（1）与成型下模（2）的贴合面上；当成型上模（1）与成型下模（2）贴合在一起，且左冲头（3）伸入左冲头孔内，右冲头（4）伸入右冲头孔内时，四者共同围成一个封闭式型腔。
2.按照权利要求1所述的凸轮轴闭式挤压终锻成型模，其特征在于：所述左、右冲头（3、4）的直径相等。
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