CN219880954U - 花键轴叉闭式挤压制坯模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种花键轴叉闭式挤压制坯模具，包括设置在液压平锻机上的上凹模、下凹模和凸模组合件，上凹模与下凹模之间对应贯通形成平置挤压模腔，平置挤压模腔左侧为挤压叉部腔、右侧为挤压杆部腔，上凹模和下凹模的右端面设有与挤压杆部腔同轴线且贯通的顶压槽，圆柱状的坯料放置在挤压杆部腔，局部加热的部分临近挤压叉部腔，坯料右端伸到顶压槽内，凸模组合件自右向左顶压坯料，坯料左端部被挤压至叉部腔而形成花键轴叉锻件的叉部。本实用新型原理科学、结构简单、通过设置平置挤压模腔，将圆柱状的坯料通过挤压的方式使局部加热的部分产生形变充入叉部腔，没有飞边产生，节约材料，减少后续切边及金加工工作量，并提高锻件质量。

Description

花键轴叉闭式挤压制坯模具

技术领域

本实用新型属于汽车生产技术领域，具体涉及一种花键轴叉闭式挤压制坯模具。

背景技术

传统的花键轴叉锻造采用锤锻模锻工艺，通常的工序包括下料→中频感应加热→拔长→预锻→终锻→切边，模具设计和工人操作比较繁琐，结构不同的产品必须设计不同制坯、预锻型腔，对规范化设计和操作带来了很大的阻力。花键轴叉传统锻造工艺在实际生产中具体存在以下问题：

1、花键轴叉结构属于叉宽杆细长的产品（如图1和图2所示），选用不同规格的材料对锻件成型有很大的影响：①选用较细规格的坯料时，花键轴叉的叉部1易产生叉内侧缺料，桃尖缺料、折叠等缺陷；②选用较大规格坯料时，花键轴叉的杆部2需要多次拔长才能达到成型要求，对工人的操作技巧要求很高，劳动强度大并且废品率很高。

2、花键轴叉的结构导致终锻后锻件毛边分布不均匀，切边时受力不均匀对设备和模具都有一定的损坏，叉部1的毛边占毛边总重量的80%以上，减少该部位毛边成为提高材料利用率的前提；切边毛边不均匀易造成锻件切边弯曲，为了提高机加工的成品率，图1中的D1直径机加工余量为单边2mm，整个杆部2的机加工量较大，造成原材料的浪费。

3、拔长后的坯料不能水平、准确、一致的放置于预锻型腔，预锻件的设计不合理易造成终锻缺料、刮料折叠等问题，对预锻型腔的设计要求比较高，实际生产中预锻定位和工艺固化很困难。

4、传统拔长台的形状的设计不能保证每件坯料拔长长度的一致性，对工人的主观操作能力依赖性太强，对工人的操作技巧要求很高。

5、电液锤模具较为笨重，安装困难，设备间隙很大，噪声，锻件易产生错移、弯曲、锻件质量的一致性很不好。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种结构简单、易于操作、减小飞边、提高终锻产品质量的花键轴叉闭式挤压制坯模具，通过挤压制坯替代现有技术中的拔长和预锻工序。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：花键轴叉闭式挤压制坯模具，包括设置在液压平锻机上的上凹模、下凹模和凸模组合件，上凹模位于下凹模正上方，上凹模下表面开设有上半模腔，下凹模上表面开设有下半模腔，上半模腔和下半模腔上下对应贯通形成平置挤压模腔，平置挤压模腔左侧为挤压叉部腔、右侧为挤压杆部腔，上凹模和下凹模的右端面设有与挤压杆部腔同轴线且贯通的顶压槽，圆柱状的坯料放置在挤压杆部腔，局部加热的部分临近挤压叉部腔，坯料右端伸到顶压槽内，凸模组合件自右向左顶压坯料，坯料左端部被挤压至叉部腔而形成花键轴叉锻件的叉部。

凸模组合件包括自左向右依次设置的顶压柱、连接柱和连接盘，顶压柱直径稍小于顶压槽内径，顶压柱右端面设有内螺纹孔，连接柱左端面设有与内螺纹孔对应的光孔，光孔内设有连接轴，连接柱与连接轴之间通过沿径向方向穿设的楔形销固定连接为一体，连接轴左端伸入并螺纹连接在内螺纹孔内，顶压柱右端面在连接轴外圆设有凸环，连接柱左端面设有用于容纳凸环的容纳槽，连接盘与连接柱为一体结构，连接盘直径大于连接柱直径，连接盘上沿圆周方向开设有若干个连接孔，连接盘右端中心处一体设有定位柱，连接盘通过穿过连接孔的螺栓组件固定连接在液压平锻机的水平动力驱动部，定位柱伸入到水平动力驱动部的定位凹槽内。

上凹模内部沿竖向设有与挤压杆部腔对应贯通的上顶杆孔，上顶杆孔内设有上气动顶杆，下凹模内部沿竖向设有与挤压杆部腔对应贯通的下顶杆孔，下顶杆孔内设有下气动顶杆。

下凹模上表面前后侧分别设有一个定位卡槽，上凹模下表面前后侧分别设有一个定位卡块，定位卡块伸入到定位卡槽内限定上凹模和下凹模的轴向位置。

采用上述技术方案，在实际生产过程中，挤压式制坯模具的上凹模、下凹模形成封闭的平置挤压模腔，根据工艺理论和实践，全闭式的挤压工艺在坯料完全充满平置挤压模腔的最后一点时间内，锻造压力会直线上升，进而需要更大的锻压设备，对模具本身也有较大损坏，导致模具寿命低。在新工艺中，在挤压式制坯模具左端的挤压叉部腔处设计有不充满区，也就是根据需要把平置挤压模腔的体积设计的比闭式挤压制坯件成形后在这个部位的坯料体积大一点，坯料不需要完全充满型腔。这样在闭式挤压制坯时的总体成形压力就比较小，可以减少挤压式制坯模具磨损，提高挤压式制坯模具的使用寿命。

根据金属成形时的流动原理，适当修改挤压式制坯模具，增大坯料在叉部的流动阻力，使坯料在流动到不充满区时尽量将其他部位充满，以满足终锻时个部位对坯料的需求。虽然坯料在不充满区不与平置挤压模腔完全接触，但是整个坯料是在封闭的型腔内流动，同时液压平锻机的速度是稳定、可调的，可以使坯料在不充满区的形状是稳定的和一致的，不影响终锻的成形。

挤压式制坯模具的挤压杆部型腔右端是开通的，凸模组合件采用了组合结构，通过更换不同长度的顶压柱或者调整液压平锻机的压力行程就可以实现同系列不同中心距的花键轴叉闭式挤压制坯，节省模具费用。

由于采用挤压式制坯工序在生产后的制坯件不产生飞边（常规取出锻件是采用夹钳夹住飞边），为了方便工人操作，在上凹模内设置上气动顶杆，下凹模内设置下气动顶杆，在上凹模向上移动时，上气动顶杆伸长使制坯件与上凹模分离，下气动顶杆伸长将制坯件顶起，方便工人取出制坯件。

定位卡槽与定位卡块之间的配合，确保上凹模和下凹模在水平方向固定为一体，在受到凸模组合件的水平顶压力时，确保上凹模和下凹模的稳定性，使平置挤压模腔保持不错位。

凸模组合件的顶压柱和连接柱之间通过连接轴和楔形销插接连接为一体，不仅连接可靠性强，而且方便拆卸，更换不同的顶压柱。

综上所述，本实用新型原理科学、结构简单、通过设置平置挤压模腔，将圆柱状的坯料通过挤压的方式使局部加热的部分产生形变充入叉部腔，没有飞边产生，节约材料，减少后续切边及金加工工作量，并提高锻件质量。

附图说明

图1是花键轴叉锻件的结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是本实用新型的结构示意图；

图4是图1的俯视图。

实施方式

如图3和图4所示，本实用新型的花键轴叉闭式挤压制坯模具，包括设置在液压平锻机上的上凹模24、下凹模25和凸模组合件，上凹模24位于下凹模25正上方，上凹模24下表面开设有上半模腔，下凹模25上表面开设有下半模腔，上半模腔和下半模腔上下对应贯通形成平置挤压模腔26，平置挤压模腔26左侧为挤压叉部腔、右侧为挤压杆部腔，上凹模24和下凹模25的右端面设有与挤压杆部腔同轴线且贯通的顶压槽27，圆柱状的坯料23放置在挤压杆部腔，局部加热的部分临近挤压叉部腔，坯料23右端伸到顶压槽27内，凸模组合件自右向左顶压坯料23，坯料23左端部被挤压至叉部腔而形成花键轴叉锻件的叉部1。

凸模组合件包括自左向右依次设置的顶压柱28、连接柱29和连接盘30，顶压柱28直径稍小于顶压槽27内径，顶压柱28右端面设有内螺纹孔，连接柱29左端面设有与内螺纹孔对应的光孔，光孔内设有连接轴31，连接柱29与连接轴31之间通过沿径向方向穿设的楔形销32固定连接为一体，连接轴31左端伸入并螺纹连接在内螺纹孔内，顶压柱28右端面在连接轴31外圆设有凸环33，连接柱29左端面设有用于容纳凸环33的容纳槽，连接盘30与连接柱29为一体结构，连接盘30直径大于连接柱29直径，连接盘30上沿圆周方向开设有若干个连接孔34，连接盘30右端中心处一体设有定位柱35，连接盘30通过穿过连接孔34的螺栓组件固定连接在液压平锻机的水平动力驱动部，定位柱35伸入到水平动力驱动部的定位凹槽内；

上凹模24内部沿竖向设有与挤压杆部腔对应贯通的上顶杆孔36，上顶杆孔36内设有上气动顶杆（图未示），下凹模25内部沿竖向设有与挤压杆部腔对应贯通的下顶杆孔27，下顶杆孔37内设有下气动顶杆（图未示）；

下凹模25上表面前后侧分别设有一个定位卡槽37，上凹模24下表面前后侧分别设有一个定位卡块38，定位卡块38伸入到定位卡槽37内限定上凹模24和下凹模25的轴向位置。

本实用新型闭式挤压制坯的具体过程为：将除氧化皮后的高温坯料23放置到下凹模25的下半模腔右侧的杆部腔内，然后启动液压平锻机的垂直动力驱动部将上凹模24下压到下凹模25上，接着启动液压平锻机的水平动力驱动部，带动连接盘30、连接柱29和顶压柱28向左移动，顶压柱28左端顶压圆柱状坯料23的右端，水平动力驱动部的动力逐渐增大，将坯料23向左移动，坯料23左侧的局部加热的高温部分被挤压到平置挤压模腔26左侧的挤压叉部腔，液压平锻机的水平动力驱动部的水平驱动力达到设定值后，挤压叉部腔内部充满高温料，液压平锻机的水平动力驱动部带动凸模组合件向右移动，顶压柱28退出挤压杆部腔，完成闭式挤压制坯工序。

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.花键轴叉闭式挤压制坯模具，其特征在于：包括设置在液压平锻机上的上凹模、下凹模和凸模组合件，上凹模位于下凹模正上方，上凹模下表面开设有上半模腔，下凹模上表面开设有下半模腔，上半模腔和下半模腔上下对应贯通形成平置挤压模腔，平置挤压模腔左侧为挤压叉部腔、右侧为挤压杆部腔，上凹模和下凹模的右端面设有与挤压杆部腔同轴线且贯通的顶压槽，圆柱状的坯料放置在挤压杆部腔，局部加热的部分临近挤压叉部腔，坯料右端伸到顶压槽内，凸模组合件自右向左顶压坯料，坯料左端部被挤压至叉部腔而形成花键轴叉锻件的叉部。

2.根据权利要求1所述的花键轴叉闭式挤压制坯模具，其特征在于：凸模组合件包括自左向右依次设置的顶压柱、连接柱和连接盘，顶压柱直径稍小于顶压槽内径，顶压柱右端面设有内螺纹孔，连接柱左端面设有与内螺纹孔对应的光孔，光孔内设有连接轴，连接柱与连接轴之间通过沿径向方向穿设的楔形销固定连接为一体，连接轴左端伸入并螺纹连接在内螺纹孔内，顶压柱右端面在连接轴外圆设有凸环，连接柱左端面设有用于容纳凸环的容纳槽，连接盘与连接柱为一体结构，连接盘直径大于连接柱直径，连接盘上沿圆周方向开设有若干个连接孔，连接盘右端中心处一体设有定位柱，连接盘通过穿过连接孔的螺栓组件固定连接在液压平锻机的水平动力驱动部，定位柱伸入到水平动力驱动部的定位凹槽内。

3.根据权利要求1或2所述的花键轴叉闭式挤压制坯模具，其特征在于：上凹模内部沿竖向设有与挤压杆部腔对应贯通的上顶杆孔，上顶杆孔内设有上气动顶杆，下凹模内部沿竖向设有与挤压杆部腔对应贯通的下顶杆孔，下顶杆孔内设有下气动顶杆。

4.根据权利要求1或2所述的花键轴叉闭式挤压制坯模具，其特征在于：下凹模上表面前后侧分别设有一个定位卡槽，上凹模下表面前后侧分别设有一个定位卡块，定位卡块伸入到定位卡槽内限定上凹模和下凹模的轴向位置。