空心轴锻压成型方法技术

本发明专利技术涉及空心轴锻压成型方法，包括：S1、棒料下料；S2、模具包括上模和下模，上模包括压柱，压柱下表面设置有上成形盲孔；下模包括底板、下模座、冲杆、冲杆垫、冲杆压圈、上模座、模套、内套以及压圈，下模座安装于底板，上模座的底部安装于下模座的顶部，模套外壁与空腔侧壁滑动配合，内套设置有下成型孔，下成型孔的上端设置有凸台成形槽，内套设置于模套内部，模套与下模座之间设置有弹簧，冲杆安装于内腔的底部，冲杆的上端伸入下成型孔内；S3、在中心盲孔的孔底进行冲孔，得到过渡坯；S4、将过渡坯远离凸台的一端进行径向锻压，得到终锻件。本发明专利技术机加工余量小，降低材料损耗和刀具成本，提高加工效率，同时保证中心通孔的加工精度。同时保证中心通孔的加工精度。同时保证中心通孔的加工精度。

【技术实现步骤摘要】
空心轴锻压成型方法


[0001]本专利技术属于空心轴锻造
，尤其是一种空心轴锻压成型方法。

技术介绍

[0002]空心轴是常用零部件，某空心轴的结构如图1所示，轴体100上部的外壁设置有凸台110，轴体100下部的外壁设置有倾斜段120，中心通孔包括从上至下依次设置的上缩口段130、直线段140和下缩口段150，上缩口段130和下缩口段150的直径从内至外逐渐减小，使得中心通孔两端的直径小于中部的直径。上述空心轴传统的加工方式为机床加工，即采用刀具进行钻孔和切削，材料耗损大，刀具成本高，加工效率低。
[0003]CN201510513390.7公开了一种变截面空心轴锻件挤压成型方法，皮料墩粗后通过机加工的方法加工出中心孔，还是存在材料耗损大，刀具成本高，加工效率低的缺陷。
[0004]CN202010551495.2公开了一种阶梯形空心轴的冷锻加工工艺，冷锻只适用于小尺寸的零部件，且钻孔还是要机加工，效率较低。
[0005]CN201911259119.X公开了一种空心轴及其制造方法，对棒料进行锻造得到毛坯，毛坯进行机加工而得到管状粗坯，管状粗坯热处理后进行锻造，得到管状细坯，管状细坯铣削加工后得到管状精坯，管状精坯加热后对其两端进行径向锻造，获得两端缩口的空心轴。这种锻造工艺机加工过程还是比较多，影响加工效率。此外，径向锻造时可以保证空心轴外部尺寸，但是难以控制空心轴的内部尺寸精度。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种空心轴锻压成型方法，机加工余量小，降低材料损耗和刀具成本，提高加工效率，同时保证中心通孔的加工精度。
[0007]为解决上述问题，本专利技术采用的技术方案为：空心轴锻压成型方法，包括：
[0008]S1、棒料下料；
[0009]S2、模锻：采用的模具包括上模和下模，所述上模包括压柱，所述压柱的下表面设置有上成形盲孔；所述下模包括底板、下模座、冲杆、冲杆垫、冲杆压圈、上模座、模套、内套以及压圈，所述下模座安装于底板，所述上模座的底部安装于下模座的顶部，所述下模座与所述上模座的内部设置有空腔，所述模套位于上模座的空腔中，且模套外壁与空腔侧壁滑动配合，所述内套设置有下成型孔，所述下成型孔的上端孔口设置有凸台成形槽，且所述下成型孔与所述上成形盲孔同轴，所述内套设置于模套内部，所述模套与下模座之间的空腔中设置有弹簧，所述压圈安装于上模座的顶部并压紧模套的上端面，所述冲杆垫安装于内腔的底部，所述冲杆的下端设置有安装头，所述安装头嵌入冲杆垫，所述冲杆压圈与冲杆垫相连，且所述冲杆压圈压紧安装头，所述冲杆的上端穿过所述冲杆压圈并向上延伸至下成型孔内；所述下模内设置有从底板下表面延伸至空腔的顶出孔；
[0010]将棒料加热后放入内套的下成型孔中，锻压设备推动上模向下移动，棒料的上端进入上成形盲孔，压柱推动棒料、模套和内套向下移动，冲杆进入棒料内部，在棒料内部成
型中心盲孔，同时棒料外壁在凸台成形槽的作用下将凸台成型，得到中间坯；中心盲孔的深度为中间坯总长度的2/3至9/10，中心盲孔孔底到中间坯端面的长度小于或等于10cm；
[0011]成型后，锻压设备带动上模脱离下模，将顶杆伸入顶出孔并将锻件顶出；
[0012]S3、冲孔：在中心盲孔的孔底进行冲孔，预成形中心通孔成型，得到过渡坯；
[0013]S4、缩口锻压：将过渡坯远离凸台的一端进行径向锻压，得到终锻件。
[0014]进一步地，步骤S4之后，采用机加工的方式将终锻件加工至设计尺寸。
[0015]进一步地，步骤S2中，所述上模还包括上模板、上垫板和压板，所述上垫板的顶部安装于上模板的下表面，所述压柱上部的外壁设置有台阶，所述压板与上模板相连，且压板压紧所述台阶的下表面。
[0016]进一步地，步骤S2中，先在冲杆外壁、上成形盲孔内壁、凸台成形槽内壁以及下成型孔内壁涂抹润滑剂，然后再进行锻造。
[0017]进一步地，步骤S4中，采用缩口锻压模具，所述缩口锻压模具包括第一挡块、第二挡块、压杆、支撑杆和多个相同的支撑块，多个所述支撑块组成用于成型下缩口段的成型套，每个所述支撑块的内壁设置有轴向的滑槽，所述滑槽的一端延伸至支撑块的小端端面，另一端与支撑块的大端端面之间具有间距，所述支撑杆的外壁设置有多个轴向的限位凸筋，所述成型套套在支撑杆的外壁，且每个限位凸筋与一支撑块的滑槽滑动配合；所述压杆的直径与所述预成形中心通孔的小端直径适配，所述压杆的一端与第一挡块相连，另一端压紧成型套的的大端端面；所述支撑杆与所述压杆同轴，且所述支撑杆远离所述压杆的一端与第二挡块相连；
[0018]缩口锻压时，将各个支撑块的滑槽与支撑杆上的限位凸筋相配合，使各个支撑块形成成型套，再将成型套连同支撑杆放入过渡坯的大端孔口，直到第二挡块抵住过渡坯的端面，再将压杆从过渡坯的小端孔口伸入，向第一挡块施加轴向的压力，利用压杆将成型套的大端端面压紧，然后进行径向锻压；锻压后，拉出压杆和支撑杆，利用压杆对支撑块的小端端面施加推力，使各个支撑块脱离终锻件的内壁，再将各个支撑块取出。
[0019]进一步地，所述支撑块为6块。
[0020]进一步地，所述成型套的大端端面设置有定位环槽，所述压杆外壁与定位环槽内壁适配；所述压杆远离第一挡块的一端端面设置有定位盲孔，所述定位盲孔的直径与所述支撑杆的直径适配。
[0021]进一步地，所述成型套大端的外壁呈圆台形。
[0022]本专利技术的有益效果是：1、本专利技术采用模锻
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冲孔
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缩口锻的工艺流程，将棒料锻造成终锻件，空心轴外壁的凸台、倾斜段以及中心通孔均通过锻造成型，中途无需机加工，降低了材料损耗和刀具成本，同时锻造和冲孔的效率远远高于机加工，提高了空心轴的生产效率。
[0023]2、模锻得到的中心盲孔的深度为中间坯总长度的2/3至9/10，冲孔深度小于10cm，降低了冲孔难度，保证冲孔精度。
[0024]3、本专利技术采用的模锻模具可以成型空心轴外壁的凸台以及内壁上缩口段和直线段之间的连接段，一次模锻实现多个结构特征的成型，保证加工效率。此外，模套下方设置弹簧，模锻时弹簧被压缩，锻后脱模时，弹簧的弹力可辅助脱模，降低脱模难度。另外，各个部件之间的连接均为可拆卸连接，以便于拆装、检修、更换零部件。
[0025]4、缩口锻造时，通过在内部设置支撑杆和成型套，可以对过渡坯内壁进行支撑，确保下缩口段的成型精度。由于支撑杆和成型套可拆卸连接，且成型套由多个支撑块拼接而成，锻造后，可以先取出支撑杆，然后将各个支撑块打散，然后将各个支撑块取出。
附图说明
[0026]图1是本专利技术空心轴的设计示意图；
[0027]图2是本专利技术的模锻模具示意图；
[0028]图3是模锻得到的中间坯的示意图；
[0029]图4是冲孔得到的过渡坯的示意图；
[0030]图5是缩口锻压时的示意图；
[0031]图6是图5中A
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.空心轴锻压成型方法，其特征在于，包括：S1、棒料下料；S2、模锻：采用的模具包括上模和下模，所述上模包括压柱(1)，所述压柱(1)的下表面设置有上成形盲孔(11)；所述下模包括底板(2)、下模座(21)、冲杆(22)、冲杆垫(23)、冲杆压圈(24)、上模座(25)、模套(26)、内套(27)以及压圈(28)，所述下模座(21)安装于底板(2)，所述上模座(25)的底部安装于下模座(21)的顶部，所述下模座(21)与所述上模座(25)的内部设置有空腔，所述模套(26)位于上模座(25)的空腔中，且模套(26)外壁与空腔侧壁滑动配合，所述内套(27)设置有下成型孔(29)，所述下成型孔(29)的上端孔口设置有凸台成形槽(212)，且所述下成型孔(29)与所述上成形盲孔(11)同轴，所述内套(27)设置于模套(26)内部，所述模套(26)与下模座(21)之间的空腔中设置有弹簧(210)，所述压圈(28)安装于上模座(25)的顶部并压紧模套(26)的上端面，所述冲杆垫(23)安装于内腔的底部，所述冲杆(22)的下端设置有安装头，所述安装头嵌入冲杆垫(23)，所述冲杆压圈(24)与冲杆垫(23)相连，且所述冲杆压圈(24)压紧安装头，所述冲杆(22)的上端穿过所述冲杆压圈(24)并向上延伸至下成型孔(29)内；所述下模内设置有从底板(2)下表面延伸至空腔的顶出孔(211)；将棒料加热后放入内套(27)的下成型孔(29)中，锻压设备推动上模向下移动，棒料的上端进入上成形盲孔(11)，压柱(1)推动棒料、模套(26)和内套(27)向下移动，冲杆(22)进入棒料内部，在棒料内部成型中心盲孔(101)，同时棒料外壁在凸台成形槽(212)的作用下将凸台(110)成型，得到中间坯；中心盲孔(101)的深度为中间坯总长度的2/3至9/10，中心盲孔(101)孔底到中间坯端面的长度小于或等于10cm；成型后，锻压设备带动上模脱离下模，将顶杆伸入顶出孔(211)并将锻件顶出；S3、冲孔：在中心盲孔(101)的孔底进行冲孔，预成形中心通孔(102)成型，得到过渡坯；S4、缩口锻压：将过渡坯远离凸台(110)的一端进行径向锻压，得到终锻件。2.如权利要求1所述的空心轴锻压成型方法，其特征在于，步骤S4之后，采用机加工的方式将终锻件加工至设计尺寸。3.如权利要求1所述的空心轴锻压成型方法，其特征在于，步骤S2中，所述上模还包括上模板(12)、上垫板(13)和压板(14...

【专利技术属性】
技术研发人员：王勇力，刘光涛，汪胜淋，
申请(专利权)人：重庆旺德福机械有限公司，
类型：发明
国别省市：