CN217831747U - 一种空心花键轴预锻模具 - Google Patents

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

一种空心花键轴预锻模具

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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