CN217831747U - 一种空心花键轴预锻模具 - Google Patents
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Abstract
一种空心花键轴预锻模具,包括上模架、下模架、上凹模、下凹模和凸模体,凸模体包括同轴线设置的冲杆和冲头,冲杆右端中心开设有螺纹孔,冲头自左向右依次为外螺纹连接段、环形压板、扩孔段和导向段,外螺纹连接段伸入并螺纹连接在螺纹孔内,外螺纹连接段左端面与螺纹孔的孔底面压接,同时环形压板左端面与冲杆右端面也压接;扩孔段和导向段均为左粗右细的圆锥体结构,扩孔段右端与导向段左端外圆通过圆弧段过渡连接。本实用新型是针对管料预锻空心花键轴进行的设计,具有以下优点:结构简单,方便安装及拆卸,预锻后轴头被镦粗、内窝初步形成,可大大减轻终锻工序的锻造作业量,提高锻造效率,减轻终锻模具的磨损。
Description
技术领域
本实用新型属于汽车工业技术领域,具体涉及一种空心花键轴预锻模具。
背景技术
传统花键轴锻件为长杆类实心回转体结构,锻造时采用实心棒料在平锻机上镦锻成型,花键轴锻件采用实心棒料作为坯料,生产出的锻件的轴体为实心结构。造成以下问题:①锻件重量重,原材料消耗多,加热能耗大;②工人操作时劳动强度大,生产效率低;③花键轴锻件重量重会造成传动轴总成重量增加,额外增加传动系统载荷,不符合汽车零部件轻量化设计的趋势;④锻件锻造过程成本高。
空心花键轴采用的坯料为管料(钢管),在锻造时需要先进行预锻,预锻工序有以下难点:一方面要扩大预锻件的内窝直径,另一方面还要增加预锻件的轴头壁厚,也就是预锻件在镦粗成型时还要达到扩孔的效果。现有的实心花键轴预锻工序采用的冲头平冲头,只扩充轴头的外径,并不成型内窝,这样就加大了终锻工序的工作量。因此需要对现有实心花键轴预锻模具进行相应改进。
实用新型内容
本实用新型为了解决现有技术中的不足之处,提供一种可初步成型内窝、减轻终锻工作量的空心花键轴预锻模具。
为解决上述技术问题,本实用新型采用如下技术方案:一种空心花键轴预锻模具,包括上模架、下模架、上凹模、下凹模和凸模体,上凹模固定安装在上模架底部,下凹模固定安装在下模架顶部,上凹模底部和下凹模顶部之间设有预锻型腔,预锻型腔由同轴设置的轴头腔和轴体腔构成,轴头腔位于轴体腔左侧,凸模体中心线与预锻型腔中心线重合,凸模体自左向右同轴向伸入到预锻型腔内,凸模体包括同轴线设置的冲杆和冲头,冲杆右端中心开设有螺纹孔,冲头自左向右依次为外螺纹连接段、环形压板、扩孔段和导向段,外螺纹连接段伸入并螺纹连接在螺纹孔内,外螺纹连接段左端面与螺纹孔的孔底面压接,同时环形压板左端面与冲杆右端面也压接;扩孔段和导向段均为左粗右细的圆锥体结构,扩孔段右端与导向段左端外圆通过圆弧段过渡连接。
扩孔段左端最大直径为60mm,扩孔段的母线与中心线的夹角为15°,圆弧段半径为25mm。
导向段的母线与中心线的夹角为2°,导向段右端外圆设有圆弧倒角,导向段右端面中心处设有用于螺丝刀旋动的一字或十字型槽。
下模架和下凹模内部沿垂直方向开设有顶杆孔,顶杆孔中心线穿过预锻型腔的重心。
采用上述技术方案,本实用新型的原材料由原来的实心棒料改为管料,轴体中心的轴孔自然形成,从而减轻锻件重量。
本实用新型的预锻工作过程为:将加热后的管料放置到预锻型腔的下凹模内,启动平锻机,上模架和上凹模向下移动到与下凹模接触。然后凸模体向右移动对管料进行预锻作业,冲头的导向段先进入到管料中心孔内,扩孔段对管料中心孔左端口进行扩孔,随着凸模体向右进给量的增加,环形压板向右挤压管料左端,在扩孔形成锥形孔的同时,使管料在轴向方向实现镦粗,预锻件的轴头壁厚得到增加;预锻工序完成后,向左退出凸模体,上模架和上凹模向上移动,预锻件的上半部与上凹模分离,然后启动顶杆孔内设置的顶杆(顶杆下端由气缸驱动),顶杆将预锻件上相顶起与下凹模分离,工人使用长柄钳夹住预锻件的轴头,将预锻件放置到终锻工位进行终锻作业。
本实用新型的冲头与冲杆之间通过螺纹连接,方便安装和拆卸,以更换不同形状和尺寸的冲头,安装和拆卸时,可使用螺丝刀卡住右端的一字或十字型槽旋动冲头。
冲头的导向段在伸入到管料中心孔内后,环形压板在镦粗管料时,导向段具有以下作用:限定轴体部分的管料沿径向方向移动,保证中心孔的孔径不缩小。
扩孔段和导向段的形状及相关尺寸参数,是基于终锻件的结构及尺寸进行的设计。通过扩孔段先将内窝成型为锥形孔,同时镦粗轴头部分。
上模架与上凹模之间、下模架与下凹模之间均通过螺栓组件连接。
综上所述,本实用新型是针对管料预锻空心花键轴进行的设计,具有以下优点:结构简单,方便安装及拆卸,预锻后轴头被镦粗、内窝初步形成,可大大减轻终锻工序的锻造作业量,提高锻造效率,减轻终锻模具的磨损。
附图说明
图1 是本实用新型的结构示意图;
图2 是图1中冲头的放大图;
图3是采用本实用新型锻造后的预锻件的结构示意图。
具体实施方式
如图1、图2和图3所示,本实用新型的一种空心花键轴预锻模具,包括上模架1、下模架2、上凹模3、下凹模4和凸模体,上凹模3固定安装在上模架1底部,下凹模4固定安装在下模架2顶部,上凹模3底部和下凹模4顶部之间设有预锻型腔,预锻型腔由同轴设置的轴头腔5和轴体腔6构成,轴头腔5位于轴体腔6左侧,凸模体中心线与预锻型腔中心线重合,凸模体自左向右同轴向伸入到预锻型腔内,凸模体包括同轴线设置的冲杆7和冲头8,冲杆7右端中心开设有螺纹孔,冲头8自左向右依次为外螺纹连接段9、环形压板10、扩孔段11和导向段12,外螺纹连接段9伸入并螺纹连接在螺纹孔内,外螺纹连接段9左端面与螺纹孔的孔底面压接,同时环形压板10左端面与冲杆7右端面也压接;扩孔段11和导向段12均为左粗右细的圆锥体结构,扩孔段11右端与导向段12左端外圆通过圆弧段过渡连接。
扩孔段11左端最大直径为60mm,扩孔段11的母线与中心线的夹角为15°,圆弧段半径为25mm。
导向段12的母线与中心线的夹角为2°,导向段12右端外圆设有圆弧倒角,导向段12右端面中心处设有用于螺丝刀旋动的一字或十字型槽13。
下模架2和下凹模4内部沿垂直方向开设有顶杆孔14,顶杆孔14中心线穿过预锻型腔的重心。
本实用新型的原材料由原来的实心棒料改为管料,轴体中心的轴孔自然形成,从而减轻锻件重量。
本实用新型的预锻工作过程为:将加热后的管料放置到预锻型腔的下凹模4内,启动平锻机,上模架1和上凹模3向下移动到与下凹模4接触。然后凸模体向右移动对管料进行预锻作业,冲头8的导向段12先进入到管料中心孔内,扩孔段11对管料中心孔左端口进行扩孔,随着凸模体向右进给量的增加,环形压板10向右挤压管料左端,在扩孔形成锥形孔17的同时,使管料在轴向方向实现镦粗,预锻件的轴头15壁厚得到增加;预锻工序完成后,向左退出凸模体,上模架1和上凹模3向上移动,预锻件的上半部与上凹模3分离,然后启动顶杆孔14内设置的顶杆(图未示,顶杆下端由气缸驱动),顶杆将预锻件上相顶起与下凹模4分离,工人使用长柄钳夹住预锻件的轴头15,将预锻件放置到终锻工位进行终锻作业。
本实用新型的冲头8与冲杆7之间通过螺纹连接,方便安装和拆卸,以更换不同形状和尺寸的冲头8,安装和拆卸时,可使用螺丝刀卡住右端的一字或十字型槽13旋动冲头8。
冲头8的导向段12在伸入到管料中心孔内后,环形压板10在镦粗管料时,导向段12具有以下作用:限定轴体16部分的管料沿径向方向移动,保证中心孔的孔径不缩小。
扩孔段11和导向段12的形状及相关尺寸参数,是基于终锻件的结构及尺寸进行的设计。通过扩孔段11先将内窝成型为锥形孔17,同时镦粗轴头15部分。
上模架1与上凹模3之间、下模架2与下凹模4之间均通过螺栓组件连接。
本实施例并非对本实用新型的形状、材料、结构等作任何形式上的限制,凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均属于本实用新型技术方案的保护范围。
Claims (4)
1.一种空心花键轴预锻模具,包括上模架、下模架、上凹模、下凹模和凸模体,上凹模固定安装在上模架底部,下凹模固定安装在下模架顶部,上凹模底部和下凹模顶部之间设有预锻型腔,预锻型腔由同轴设置的轴头腔和轴体腔构成,轴头腔位于轴体腔左侧,凸模体中心线与预锻型腔中心线重合,凸模体自左向右同轴向伸入到预锻型腔内,其特征在于:凸模体包括同轴线设置的冲杆和冲头,冲杆右端中心开设有螺纹孔,冲头自左向右依次为外螺纹连接段、环形压板、扩孔段和导向段,外螺纹连接段伸入并螺纹连接在螺纹孔内,外螺纹连接段左端面与螺纹孔的孔底面压接,同时环形压板左端面与冲杆右端面也压接;扩孔段和导向段均为左粗右细的圆锥体结构,扩孔段右端与导向段左端外圆通过圆弧段过渡连接。
2.根据权利要求1所述的一种空心花键轴预锻模具,其特征在于:扩孔段左端最大直径为60mm,扩孔段的母线与中心线的夹角为15°,圆弧段半径为25mm。
3.根据权利要求1或2所述的一种空心花键轴预锻模具,其特征在于:导向段的母线与中心线的夹角为2°,导向段右端外圆设有圆弧倒角,导向段右端面中心处设有用于螺丝刀旋动的一字或十字型槽。
4.根据权利要求1或2所述的一种空心花键轴预锻模具,其特征在于:下模架和下凹模内部沿垂直方向开设有顶杆孔,顶杆孔中心线穿过预锻型腔的重心。
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