CN221018500U - 一种输出轴冷锻成形模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种输出轴冷锻成形模具，包括上模和下模，所述上模包括上模板、上模套、上模压力块、并紧螺母和成形上模，所述下模包括下模板、下模套、下模压力块、成形下模、下模上滑块、下模下滑块、导向套和压板，所述下模上滑块设置所述下模模芯的上部内腔中，所述下模下滑块设置在所述下模模芯的下部内腔中，所述下模上滑块和所述下模下滑块接触的位置设置为第一凸台区域。本实用新型具有净成形设计减小机加工余量、降低原材料使用量、使用锻造工艺逐步增加工件强度等优点。

Description

一种输出轴冷锻成形模具

技术领域

本实用新型涉及模具领域，具体涉及一种输出轴冷锻成形模具。

背景技术

随着汽车制造技术的快速发展，零部件锻造净成形、锻后不需热处理以满足降低生产制造成本、降低生产能耗已经成为汽车制造业发展方向。

扭矩管理器是汽车中传动系统中一个重要零部件，其中输出轴是其中非常关键的零件，现常用的工艺为温锻成形或冷锻成形，但容易引起锻件外形尺寸不精确导致原材料消耗大和机加工余量大加工效率低，且锻后组织不能满足要求而需热处理导致能源浪费严重。

因此，有必要提供一种新的技术方案。

实用新型内容

为解决现有技术中存在的技术问题，本实用新型公开了一种输出轴冷锻成形工艺，具体技术方案如下所述：

本实用新型提供一种输出轴冷锻成形工艺，包括如下步骤：

S1，下料：切割原材料为柱状工件，为下道工序做好准备；

S2，正火：软化工件材料，优化工件的材料组织，控制工件的材料硬度，为后续锻造做好准备；

S3，制坯：去除工件表面的氧化层和缺陷，为后续的抛丸和磷皂化做好准备：

S4，第一次抛丸和磷皂化：

S5，正挤：初步挤出工件第一凸台下方的A区域，得到正挤的变形量和强度；

S6，减径：初步挤出工件第一凸台所在的B区域、第一凸台上方向上到第二凸台之间的C区域和第二凸台上方的D区域，得到减径的变形量和强度，其中C区域和D区域为减径后的柱状体；

S7，第二次抛丸和磷皂化：

S8，预成形：将A区域、B区域和D区域挤压成形得到最终的产品尺寸和强度；

S9，成形：将C区域挤压成形得到最终的产品尺寸和强度。

进一步的，所述正火步骤中工件硬度控制在165-190HB。

进一步的，所述正挤步骤中工件A区域的变形量控制在42％左右，A区域的硬度提高35-50HB。

进一步的，所述减径步骤中B、C、D区域的变形量控制在28％左右，B、C、D区域的硬度提高25-35HB。

进一步的，在所述预成形步骤中，

A区域的变形量控制在8％左右，A区域的硬度提高5-12HB；

B区域的变形量控制在51％左右，B区域的硬度提高38-55HB；

D区域的变形量控制在25％左右，D区域的硬度提高20-32HB。

进一步的，在所述成形步骤中，

C区域中的第二凸台区域的变形量控制在55％左右，第二凸台区域的硬度提高40-65HB；

所述第二凸台下方的第一台阶区域的变形量控制在32％左右，第一台阶区域的硬度提高30-45HB；

所述第一台阶下方的第二台阶区域的变形量控制在7％左右，第二台阶区域的硬度提高5-12HB。

本实用新型还公开了一种输出轴冷锻成形模具，包括上模和下模，

所述上模包括上模板、上模套、上模压力块、并紧螺母和成形上模，

所述上模套一端固定于所述上模板，另一端套设在所述成形上模外侧，且所述上模套另一端的端部与所述并紧螺母相连接，

所述上模压力块设置在所述上模板和所述成形上模之间，所述上模压力块与所述成形上模之间卡合连接，

所述并紧螺母将所述成形上模固定在所述上模套中，

所述下模包括下模板、下模套、下模压力块、成形下模、下模上滑块、下模下滑块、导向套和压板，

所述下模套一端固定在所述下模板上，另一端套设在所述成形下模的外侧，

所述下模压力块设置在所述下模板和所述成形下模之间，

所述成形下模由外向内依次包括下模外圈、下模中圈和下模模芯，所述下模模芯的内腔中设置有所述下模上滑块和所述下模下滑块，所述下模中圈的下部与所述下模套的内腔侧壁接触，所述下模外圈设置在所述下模中圈的上部外侧，且所述下模外圈向外伸出可卡在所述下模套的上方，所述下模中圈的顶部高度高于所述下模外圈的顶部高度，

所述下模上滑块和所述下模下滑块在所述下模模芯中组合形成工件的成形形状，

所述导向套套设在所述下模中圈的顶部外侧，且所述导向套压在所述下模外圈上，

所述导向套的外侧设置有一圈台阶，所述压板呈环形压在所述导向套的台阶上，所述压板通过固定螺栓与所述下模套固定连接。

进一步的，所述下模模芯的内腔上部呈倒锥形形状，所述下模模芯的内腔下部设置为柱形形状，柱形形状的下部内腔顶部设置有倒角止口，柱形形状的下部内腔的直径大于倒锥形形状的上部内腔的底部直径。

进一步的，所述下模上滑块设置所述下模模芯的上部内腔中，所述下模下滑块设置在所述下模模芯的下部内腔中，所述下模上滑块和所述下模下滑块接触的位置设置为第一凸台区域，所述下模上滑块和所述下模下滑块的接触面为所述第一凸台的顶部水平面。

进一步的，所述下模上滑块的外侧设置为与所述下模模芯的上部内腔相匹配的倒锥形形状，所述下模上滑块设置为四等分结构，且相邻的所述下模上滑块之间设置有第一连接弹簧，所述第一连接弹簧的常态为压缩状态；

所述下模下滑块的上部直径的大小为所述下模模芯的上部内腔倒锥形底部的直径大小，所述下模下滑块的中部设置有凸起部，所述凸起部的直径大小为所述下模模芯的下部内腔的直径大小，所述凸起部可与所述下部内腔顶部的倒角止口卡合，阻止所述下模下滑块继续向上运动，所述下模下滑块的下部直径的大小小于所述凸起部的直径，所述下模下滑块的下部外侧套设有第二连接弹簧，所述第二连接弹簧的常态为压缩状态。

本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型提供的输出轴冷锻成形工艺，根据成品的外形对锻坯进行净成形设计，使得预留机加工余量减小，从而达到节约原材料、降低能源消耗的目的。

2、本实用新型提供的输出轴冷锻成形工艺，根据锻坯外形制定合理的冷锻工艺，对锻坯进行中间不退火的连续分段锻造成形，逐步强化，实现以锻造替代最终的热处理，从而满足输出轴的强度需求。

3、本实用新型提供的输出轴冷锻成形模具，以特殊的模具结构解决2个凸台无法退料的问题。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1是本实用新型输出轴冷锻成形工艺的流程图。

图2是输出轴工件在正挤工序的区域划分示意图。

图3是输出轴工件在减径工序的区域划分示意图。

图4是输出轴工件在预成形工序的区域划分示意图。

图5是输出轴工件在成形工序的区域划分示意图。

图6是实施例提供的成形模具在成形退料时的结构示意图。

图7实施例提供的成形模具在挤压成形时的结构示意图。

图8是实施例提供的成形上模和成形下模组合成模腔的结构示意图。

图9是实施例提供的成形下模的结构示意图。

图10是实施例提供的下模上滑块的立体结构示意图。

图11是实施例提供的下模上滑块的俯视结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型公开了一种输出轴冷锻成形工艺，参考图1至图5，包括如下步骤：

S1，下料：切割原材料为柱状工件，为下道工序做好准备；

S2，正火：软化工件材料，优化工件的材料组织，控制工件的材料硬度，为后续锻造做好准备；

S3，制坯：去除工件表面的氧化层和缺陷，为后续的抛丸和磷皂化做好准备：

S4，第一次抛丸和磷皂化：

S5，正挤：初步挤出工件第一凸台下方的A区域，得到正挤的变形量和强度；

S6，减径：初步挤出工件第一凸台所在的B区域、第一凸台上方向上到第二凸台之间的C区域和第二凸台上方的D区域，得到减径的变形量和强度，其中C区域和D区域为减径后的柱状体；

S7，第二次抛丸和磷皂化：

S8，预成形：将A区域、B区域和D区域挤压成形得到最终的产品尺寸和强度；

S9，成形：将C区域挤压成形得到最终的产品尺寸和强度。

所述正火步骤中工件硬度控制在165-190HB。

所述正挤步骤中工件A区域的变形量控制在42％左右，A区域的硬度提高35-50HB。

所述减径步骤中B、C、D区域的变形量控制在28％左右，B、C、D区域的硬度提高25-35HB。

在所述预成形步骤中，

A区域的变形量控制在8％左右，A区域的硬度提高5-12HB；

B区域的变形量控制在51％左右，B区域的硬度提高38-55HB；

D区域的变形量控制在25％左右，D区域的硬度提高20-32HB。

在所述成形步骤中，

C区域中的第二凸台区域的变形量控制在55％左右，第二凸台区域的硬度提高40-65HB；

所述第二凸台下方的第一台阶区域的变形量控制在32％左右，第一台阶区域的硬度提高30-45HB；

所述第一台阶下方的第二台阶区域的变形量控制在7％左右，第二台阶区域的硬度提高5-12HB。

本实用新型还公开了一种输出轴冷锻成形模具，参考图6至图11，包括上模1和下模2。所述上模1包括上模板11、上模套12、上模压力块13、并紧螺母14和成形上模15。所述上模套12一端固定于所述上模板11，另一端套设在所述成形上模15外侧，且所述上模套12另一端的端部与所述并紧螺母14相连接。所述上模压力块13设置在所述上模板11和所述成形上模15之间，所述上模压力块13与所述成形上模15之间卡合连接。所述并紧螺母14将所述成形上模15固定在所述上模套12中。

所述下模2包括下模板21、下模套22、下模压力块23、成形下模24、下模上滑块25、下模下滑块26、导向套27和压板28。所述下模套22一端固定在所述下模板21上，另一端套设在所述成形下模24的外侧。所述下模压力块23设置在所述下模板21和所述成形下模24之间。所述成形下模24由外向内依次包括下模外圈241、下模中圈242和下模模芯243，所述下模模芯243的内腔中设置有所述下模上滑块25和所述下模下滑块26，所述下模中圈242的下部与所述下模套22的内腔侧壁接触，所述下模外圈241设置在所述下模中圈242的上部外侧，且所述下模外圈241向外伸出可卡在所述下模套22的上方，所述下模中圈242的顶部高度高于所述下模外圈241的顶部高度。所述下模上滑块25和所述下模下滑块26在所述下模模芯243中组合形成工件的成形形状。所述导向套27套设在所述下模中圈242的顶部外侧，且所述导向套27压在所述下模外圈241上。所述导向套27的外侧设置有一圈台阶，所述压板28呈环形压在所述导向套27的台阶上，所述压板28通过固定螺栓与所述下模套22固定连接。

一个实施例中，所述下模模芯243的上部内腔呈倒锥形形状，所述下模模芯243的下部内腔设置为柱形形状，柱形形状的下部内腔的顶部设置有倒角止口244，柱形形状的下部内腔的直径大于倒锥形形状的上部内腔的底部直径。

一个实施例中，所述下模上滑块25设置所述下模模芯243的上部内腔中，所述下模下滑块26设置在所述下模模芯243的下部内腔中，所述下模上滑块25和所述下模下滑块26接触的位置设置为第一凸台区域，所述下模上滑块25和所述下模下滑块26的接触面为所述第一凸台的顶部水平面。

一个实施例中，所述下模上滑块25的外侧设置为与所述下模模芯243的上部内腔相匹配的倒锥形形状，所述下模上滑块25设置为四等分结构，且相邻的所述下模上滑块25之间设置有第一连接弹簧251，所述第一连接弹簧251的常态为压缩状态。

所述下模下滑块26的上部直径的大小为所述下模模芯243的上部内腔倒锥形底部的直径大小，所述下模下滑块26的中部设置有凸起部261，所述凸起部261的直径大小为所述下模模芯243的下部内腔的直径大小，所述凸起部261可与所述下部内腔顶部的倒角止口244卡合，阻止所述下模下滑块26继续向上运动，所述下模下滑块26的下部直径的大小小于所述凸起部261的直径，所述下模下滑块26的下部外侧套设有第二连接弹簧262，所述第二连接弹簧262的常态为压缩状态。

本实用新型具有净成形设计减小机加工余量、降低原材料使用量、使用锻造工艺逐步增加工件强度等优点。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改和变型。

Claims (4)

1.一种输出轴冷锻成形模具，包括上模和下模，其特征在于，

所述上模包括上模板、上模套、上模压力块、并紧螺母和成形上模，

所述上模套一端固定于所述上模板，另一端套设在所述成形上模外侧，且所述上模套另一端的端部与所述并紧螺母相连接，

所述上模压力块设置在所述上模板和所述成形上模之间，所述上模压力块与所述成形上模之间卡合连接，

所述并紧螺母将所述成形上模固定在所述上模套中，

所述下模包括下模板、下模套、下模压力块、成形下模、下模上滑块、下模下滑块、导向套和压板，

所述下模套一端固定在所述下模板上，另一端套设在所述成形下模的外侧，

所述下模压力块设置在所述下模板和所述成形下模之间，

所述成形下模由外向内依次包括下模外圈、下模中圈和下模模芯，所述下模模芯的内腔中设置有所述下模上滑块和所述下模下滑块，所述下模中圈的下部与所述下模套的内腔侧壁接触，所述下模外圈设置在所述下模中圈的上部外侧，且所述下模外圈向外伸出可卡在所述下模套的上方，所述下模中圈的顶部高度高于所述下模外圈的顶部高度，

所述下模上滑块和所述下模下滑块在所述下模模芯中组合形成工件的成形形状，

所述导向套套设在所述下模中圈的顶部外侧，且所述导向套压在所述下模外圈上，

所述导向套的外侧设置有一圈台阶，所述压板呈环形压在所述导向套的台阶上，所述压板通过固定螺栓与所述下模套固定连接。

2.根据权利要求1所述的输出轴冷锻成形模具，其特征在于，所述下模模芯的内腔上部呈倒锥形形状，所述下模模芯的内腔下部设置为柱形形状，柱形形状的下部内腔顶部设置有倒角止口，柱形形状的下部内腔的直径大于倒锥形形状的上部内腔的底部直径。

3.根据权利要求2所述的输出轴冷锻成形模具，其特征在于，所述下模上滑块设置所述下模模芯的上部内腔中，所述下模下滑块设置在所述下模模芯的下部内腔中，所述下模上滑块和所述下模下滑块接触的位置设置为第一凸台区域，所述下模上滑块和所述下模下滑块的接触面为所述第一凸台的顶部水平面。

4.根据权利要求3所述的输出轴冷锻成形模具，其特征在于，

所述下模上滑块的外侧设置为与所述下模模芯的上部内腔相匹配的倒锥形形状，所述下模上滑块设置为四等分结构，且相邻的所述下模上滑块之间设置有第一连接弹簧，所述第一连接弹簧的常态为压缩状态；

所述下模下滑块的上部直径的大小为所述下模模芯的上部内腔倒锥形底部的直径大小，所述下模下滑块的中部设置有凸起部，所述凸起部的直径大小为所述下模模芯的下部内腔的直径大小，所述凸起部可与所述下部内腔顶部的倒角止口卡合，阻止所述下模下滑块继续向上运动，所述下模下滑块的下部直径的大小小于所述凸起部的直径，所述下模下滑块的下部外侧套设有第二连接弹簧，所述第二连接弹簧的常态为压缩状态。