CN214557090U - 一种模锻工装 - Google Patents

Abstract

一种模锻工装，包括下模，用于依次对待加工的工件的上端口进行扩口成型的冲头一、冲头二及冲头三，以及的整形环；下模上端面设有内凹的碗状成型槽，碗状成型槽的底部设有用于定位工件的中心孔，工件为管件、外径与中心孔内径间隙配合；冲头一、冲头二及冲头三下端部为一个定位导向头，定位导向头为与工件内径间隙配合的圆柱台，冲头一、冲头二及冲头三的中部为成型段，冲头一、冲头二的成型段是由圆柱台、连接于圆柱台下端且外径逐步减小的圆锥台组成，冲头一成型段的圆锥台侧壁与竖直面的夹角小于冲头二成型段的圆锥台侧壁与竖直面的夹角，冲头三成型段的外轮廓为与成型后的工件上端口的内轮廓一致的碗状结构；提高效益、降低成本。

Description

一种模锻工装

技术领域

本实用新型涉及机械制造技术领域，具体是一种传动轴用金属密封罩的模锻工装。

背景技术

随着社会的进步，客户对非标传动轴的要求越来越高，提高效益、降低成本越来被各企业重视。传动轴上有很多较复杂的零件，通用性差，批次数量普遍不多，给前期备料工作带来了不便，浪费了不少的不必要的成本，对生产安排、成本的控制以及生产加工都造成一定影响。传动轴用金属密封罩（图1），成品重量2.3kg。以往工艺一直都是采用φ180×128的棒料（图2-1）来加工，下料毛坯重量26kg，由于此产品的形状是球形碗状，材料浪费极大，材料利用率约为9%，而且粗加工时间长，需要经过多道车削、数车，工件形状才能由图2-1车加工至图2-2，直至最终成形为图1成品零件。加工余量大，加工时间长，加工成本高，工人劳动强度高，材料利用率低。

发明内容

本实用新型的目的在于解决上述现有技术的不足，从而提供一种模锻工装，提高效益、降低成本。

本实用新型的技术方案是：一种模锻工装，包括下模，用于依次对待加工的工件的上端口进行扩口成型的冲头一、冲头二及冲头三，以及用于对扩口成型后工件的上端面进行修整的整形环；下模上端面设有内凹的碗状成型槽，碗状成型槽的底部设有用于定位工件的中心孔，工件为管件、外径与中心孔内径间隙配合；冲头一、冲头二及冲头三下端部为一个定位导向头，定位导向头为与工件内径间隙配合的圆柱台，冲头一、冲头二及冲头三的中部为成型段，冲头一、冲头二的成型段是由圆柱台、连接于圆柱台下端且外径逐步减小的圆锥台组成，冲头一成型段的圆锥台侧壁与竖直面的夹角小于冲头二成型段的圆锥台侧壁与竖直面的夹角，冲头三成型段的外轮廓为与成型后的工件上端口的内轮廓一致的碗状结构。

所述冲头一、冲头二及冲头三下端面与下模下端面平齐时，成型段的上端面与下模上端面平齐。

所述冲头一、冲头二及冲头三的上端部为一个工艺柄，冲头一成型段的圆柱台的外径小于冲头二成型段的圆柱台的外径。

冲头一、冲头二及冲头三下部的定位导向头的结构尺寸均一致，冲头一、冲头二及冲头三的下端部外径与定位导向头的外径一致。

所述工艺柄为外径小于对应冲头成型段的上端部外径的圆台结构。

整形环为阶梯圆柱体，下部的小圆柱体外径与下模的碗状成型槽上端口内径一致，上部的大圆柱体外部设有环状的卡钳槽，内部设阶梯状的中心通孔，下端的大孔孔径与冲头三成型段的上端部外径一致，上端的小孔孔径大于对应工艺柄的外径。

所述下模的成型槽与底部的中心孔同轴心设置。

所述下模外部设有卡钳槽。

改变以前想用棒料锻压成型未能完成，后采用棒料粗车去余量的方式，改用管料锻压多次扩冲成型的方式来完成。管料尺寸为φ93×φ60×279，重量8.7kg。锻压模具设计，采用一个下模，三个冲头三步工序；利用自由锻结合胎模结合的方式，一次烧制，分别用三个冲头分三步工序逐渐冲扩来完成零件成型。材料利用率提高到26%。

附图说明

图1成品零件图；

图2-1现有技术中的加工下料示意图；

图2-2现有技术中车加工示意图；

图3-1工序一成型前初始示意图；

图3-2工序一成型后示意图；

图4-1工序二成型前初始示意图；

图4-2工序二成型后示意图；

图5-1工序三成型前初始示意图；

图5-2工序三成型后示意图；

图6工件半成品示意图；

图中：1、下模，2、卡钳槽，3、工件，4、定位导向头，5、冲头一，6、工艺柄，7、冲头二，8、冲头三，9、整形环 。

具体实施方式

图3-1、图4-1、图5-1中，本实用新型包括下模1，下模1上端面设有内凹的碗状成型槽，碗状成型槽内腔形状与扩口成型后的工件上端口的碗型的外轮廓一致，下模1外圆柱面设置有工序间转换的卡钳槽2，碗状成型槽的底部设有用于定位工件3的中心孔，下模1的成型槽与底部的中心孔同轴心设置；用于依次对工件3的上端口进行扩口成型的冲头一5、冲头二7及冲头三8的上端部均为工艺柄6，中部均为成型段，下部均为一个定位导向头4，定位导向头4为圆台型、外径比工件3内径略小，满足锻压过程定位准确，工艺柄6为操作夹持柄，即能控制成型后的位置，又便于锻工操作，冲头一5、冲头二7、冲头三8成型段的外形逐渐过渡，冲头一5、冲头二7的成型段由圆柱台、连接于圆柱台下端且外径逐步减小的圆锥台组成，冲头一5成型段的圆锥台侧壁与竖直面的夹角小于冲头二7成型段的圆锥台侧壁与竖直面的夹角，冲头一5成型段的圆柱台的外径小于冲头二7成型段的圆柱台的外径，冲头三8成型段的外轮廓与扩口成型后的工件上端口的碗型的内轮廓一致；工件3加工前为管件、外径与中心孔内径间隙配合。冲头一5、冲头二7及冲头三8下端面与下模1下端面平齐时，成型段的上端面与下模1上端面平齐；用于对扩口成型后工件的上端面进行修整的整形环9为阶梯圆柱体，下部的小圆柱体外径与下模1的碗状成型槽上端口内径一致，上部的大圆柱体外部设有环状的卡钳槽，内部设阶梯状的中心通孔，下端的大孔孔径与冲头三8成型段的上端部外径一致，上端的小孔孔径大于对应工艺柄的外径

图3-1、图3-2为工序一成型前后的对照图，下模1放在压力机压头的正下方，工件3的管料加热后，下端置于下模1的中心孔内，冲头一5上的定位导向头4置于工件3管料的上端；通过压力机对冲头一5上的工艺柄6的上平面施加向下的压力，直至冲头一5下端面与下模1下端面重合，工序一的成型工作完成。

图4-1、图4-2为工序二成型前后的对照图，将经过工序一的工件3，下端置于下模1的中心孔内，冲头二7上的定位导向头4置于工件3管料的上端；通过压力机对冲头二7上的工艺柄6的上平面施加向下的压力，直至冲头二7下端面与下模1下端面重合，工序二的成型工作完成。

图5-1、5-2为工序三成型前后的对照图，将经过工序一、工序二的工件3，下端置于下模1的中心孔内，冲头三8上的定位导向头4置于工件3管料的另一端；通过压力机对冲头三8上的工艺柄6的上平面施加向下的压力，直至冲头三8下端面与下模1下端面重合，然后将整形环9置于下模1上平面，整形环9的小圆柱体下端面与工件3上端面相抵，压力机对整形环9的上平面施加向下的压力，对工件3进行整形处理。

本实用新型采用重量为8.7kg管料进行扩口成型，减轻毛坯重量和减少中心部成型阻力，碗底的孔径尺寸通过备的管料内径保证，不需在锻压要成型，只是碗口部分从内往外扩充成型即可。

下模中间处切有一个卡钳槽，便于锻工锻打时用卡钳来回翻转模具；上模设计三个不同角度的冲头，零件一次烧制，分别用这三个冲头分3次逐步扩充管料上端口部来完成零件成型；3种冲头前端都设计有一节导向头，尺寸比管料内径略小，满足锻压过程定位准确，尾端留一个工艺柄，即能控制成型后的位置，又便于锻工操作，同时在第三个冲头完成后需追加一个整形环，对碗口口部进行整平和控制高度尺寸稳定。

成型过程，具体如下：

1、将烧制好的管料工件3放入下模1碗状成型槽底部的中心孔内，再将冲头一5前端导定位向头放人管料工件3内孔上端，对冲头一5施加压力进行第一次的扩充，直到冲头一5的下端面与下模1的下端面平后，工序一完成，通过卡钳将工件3、下模1及冲头一5整体翻转180°，使冲头一5退出下模1；

2、冲头一5退出后，再次翻转工件3、下模，将冲头二7放入通过工序一成型后的工件3上端口内，由于冲头二7成型段的圆锥台还没有完全进入工件3，因此刚开始通过压力机打入时需轻轻的缓慢打入，待冲头二7成型段的圆锥台完全进入工件3内后，再加大力量进行第二次的扩充，直到冲头二7的下端面与下模1的下端面平后，通过卡钳将工件3、下模1及冲头二7整体翻转180°，使冲头二7退出下模1；

3、冲头二7退出后，再次翻转工件3、下模，将冲头三8放入通过工序二成型后的工件3上端口内，由于冲头三8成型段底部还没有完全进入工件3，因此刚开始打入时同样需轻轻的缓慢打入，待冲头三8成型段底部进入工件3后，再加大力量进行扩充，直到冲头三8的下端面与下模1的下端面平后，再放入整形环9对锻件进行一次整形，确保零件尺寸稳定，通过卡钳将工件3、下模1及冲头三8整体翻转180°，退出加工后的工件半成品、整形环9及冲头3。

图6为通过工序一、工序二及工序三加工后的半成品结构图。半成品，留余量，然后再精车到图1。相比以往图2-1和图2-2的加工方式，节约了很多原材料，也省去了很多加工量。

Claims (8)

1.一种模锻工装，其特征在于：包括下模（1），用于依次对待加工的工件（3）的上端口进行扩口成型的冲头一（5）、冲头二（7）及冲头三（8），以及用于对扩口成型后工件的上端面进行修整的整形环（9）；下模（1）上端面设有内凹的碗状成型槽，碗状成型槽的底部设有用于定位工件（3）的中心孔，工件（3）为管件、外径与中心孔内径间隙配合；冲头一（5）、冲头二（7）及冲头三（8）下端部为一个定位导向头（4），定位导向头（4）为与工件（3）内径间隙配合的圆柱台，冲头一（5）、冲头二（7）及冲头三（8）的中部为成型段，冲头一（5）、冲头二（7）的成型段是由圆柱台、连接于圆柱台下端且外径逐步减小的圆锥台组成，冲头一（5）成型段的圆锥台侧壁与竖直面的夹角小于冲头二（7）成型段的圆锥台侧壁与竖直面的夹角，冲头三（8）成型段的外轮廓为与成型后的工件上端口的内轮廓一致的碗状结构。

2.根据权利要求1所述的一种模锻工装，其特征在于：所述冲头一（5）、冲头二（7）及冲头三（8）下端面与下模（1）下端面平齐时，成型段的上端面与下模（1）上端面平齐。

3.根据权利要求2所述的一种模锻工装，其特征在于：所述冲头一（5）、冲头二（7）及冲头三（8）的上端部为一个工艺柄（6），冲头一（5）成型段的圆柱台的外径小于冲头二（7）成型段的圆柱台的外径。

4.根据权利要求1、2、3任意一项所述的一种模锻工装，其特征在于：冲头一（5）、冲头二（7）及冲头三（8）下部的定位导向头（4）的结构尺寸均一致，冲头一（5）、冲头二（7）及冲头三（8）的下端部外径与定位导向头（4）的外径一致。

5.根据权利要求3所述的一种模锻工装，其特征在于：工艺柄（6）为外径小于对应冲头成型段的上端部外径的圆台结构。

6.根据权利要求1所述的一种模锻工装，其特征在于：整形环（9）为阶梯圆柱体，下部的小圆柱体外径与下模（1）的碗状成型槽上端口内径一致，上部的大圆柱体外部设有环状的卡钳槽，内部设阶梯状的中心通孔，下端的大孔孔径与冲头三（8）成型段的上端部外径一致，上端的小孔孔径大于对应工艺柄的外径。

7.根据权利要求1所述的一种模锻工装，其特征在于：所述下模（1）的成型槽与底部的中心孔同轴心设置。

8.根据权利要求1或7所述的一种模锻工装，其特征在于：所述下模（1）外部设有卡钳槽（2）。

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