组合式阶梯挤压模具及成形方法技术

本发明专利技术提供了一种组合式阶梯挤压模具及使用该组合式阶梯挤压模具的成形方法，用于成形包括轴身及第一轴颈的台阶轴类锻件。所述组合式阶梯挤压模具包括凸模、轴身凹模、轴颈凹模、挤压筒、第一支架和第二支架。所述轴身凹模设有第一通孔，所述第一通孔包括第一孔段和第二孔段，所述第一孔段用于成形所述轴身，所述第二孔段用于容纳所述轴颈凹模；所述轴颈凹模设有用于成形所述第一轴颈的第二通孔。所述第一支架和第二支架分别设有第三通孔和第四通孔。所述凸模和轴身凹模的外径均不大于挤压筒的内径。本发明专利技术提供的组合式阶梯挤压模具及成形方法能够使台阶轴类锻件一火次成形，同时保证锻件内部质量并减小锻造余量。证锻件内部质量并减小锻造余量。证锻件内部质量并减小锻造余量。

【技术实现步骤摘要】
组合式阶梯挤压模具及成形方法


[0001]本专利技术涉及材料成形
，具体而言，涉及一种组合式阶梯挤压模具及成形方法。

技术介绍

[0002]台阶轴类锻件为锻造成形中比较常见的一种锻件类型，其成形方式包括自由锻和模锻两种，当采用自由锻方式时，由于锻造时的操作精度难以掌控，往往存在锻件余量大，材料利用率低及锻造火次多，能源消耗大等问题，同时由于轴身处相对压下量较小，还容易在轴身处产生晶粒粗大等内部质量问题。而现有技术中的模锻方式需要两套凹模，一套成形轴颈，一套成形轴身，当先成形轴颈时，轴颈凹模容易附着在轴颈处无法即时脱模，此时仅能待锻件自然冷却后进行自然脱模，脱模后，由于锻件温度降低无法继续完成锻造，只能回炉再次加热，这就使得台阶轴的轴身和轴颈无法在一火次中完成锻造成形，增加了锻造火次，同时，锻件需先冷却再加热，耗时长，能源消耗大，且容易在冷却过程中形成锻件的内部质量缺陷。

技术实现思路

[0003]本专利技术解决的问题是如何使台阶轴类锻件能够在一火次内成形，同时保证锻件内部质量及减小锻造余量。
[0004]为解决上述问题，第一方面，本专利技术提供一种组合式阶梯挤压模具，用于成形台阶轴类锻件，所述台阶轴类锻件包括轴身及与所述轴身一端连接的第一轴颈，所述组合式阶梯挤压模具包括凸模、轴身凹模、轴颈凹模、挤压筒、第一支架和第二支架；所述凸模、所述挤压筒、所述轴身凹模、所述轴颈凹模和所述第一支架用于组合形成第一成形模具；所述凸模、所述挤压筒、所述轴身凹模、所述轴颈凹模和所述第二支架用于组合形成第二成形模具；
[0005]所述轴身凹模设有第一通孔，所述第一通孔包括第一孔段和第二孔段，所述第一孔段的直径小于所述第二孔段的直径，所述第二孔段的直径不小于所述轴颈凹模的外径，所述第一孔段用于成形所述轴身，所述第二孔段用于容纳所述轴颈凹模；所述轴颈凹模设有第二通孔，所述第二通孔用于成形所述第一轴颈；
[0006]所述第一支架设有第三通孔，所述第三通孔的直径不小于所述第二通孔的孔径，同时不大于所述轴颈凹模的外径；所述第二支架设有第四通孔，所述第四通孔的直径不小于所述轴颈凹模的外径，同时不大于所述轴身凹模的外径；
[0007]所述凸模和所述轴身凹模的外径均不大于所述挤压筒的内径。
[0008]进一步地，所述台阶轴类锻件还包括与所述轴身另一端连接的第二轴颈，所述凸模设有上模腔，所述上模腔用于成形所述第二轴颈。
[0009]进一步地，所述上模腔包括设于所述上模腔开口端的第一腔段和与所述第一腔段连接的第二腔段，所述第一腔段的直径由所述模腔开口端向所述第二腔段的方向逐渐减
小；所述第二腔段的内壁设有拔模斜度。
[0010]进一步地，所述轴身凹模的第一通孔还包括第三孔段，所述第三孔段和所述第二孔段分别位于所述第一孔段的两端，所述第三孔段的直径由远离所述第二孔段的方向向靠近所述第二孔段的方向逐渐减小。
[0011]进一步地，所述轴颈凹模的第二通孔包括依次连接的第四孔段、第五孔段和第六孔段，所述第五孔段用于成形所述第一轴颈，所述第四孔段的直径由远离所述第五孔段的方向向靠近所述第五孔段的方向依次减小，所述第六孔段的直径大于所述第五孔段的直径。
[0012]进一步地，所述第一支架和所述第二支架分别设有第一卡槽和第二卡槽，所述第一卡槽用于对所述轴身凹模进行限位，所述第二卡槽用于对所述挤压筒进行限位。
[0013]第二方面，本专利技术提供一种成形方法，基于上述的组合式阶梯挤压模具，包括以下步骤：
[0014]第一成形步骤：通过所述组合式阶梯挤压模具的第一成形模具对坯料进行第一次挤压成形，形成第一半成品；
[0015]第二成形步骤：通过所述组合式阶梯挤压模具的第二成形模具对所述第一半成品进行第二次挤压成形，形成第二半成品；
[0016]机加工步骤：将所述第二半成品加工成所述台阶轴类锻件。
[0017]进一步地，所述第一成形步骤包括：
[0018]将所述轴颈凹模放置于所述轴身凹模的第二孔段内，形成凹模组件，将所述凹模组件放置于所述第一支架上，将所述挤压筒置于所述第一支架上，并使所述凹模组件进入所述挤压筒的内孔中；
[0019]将所述坯料放入所述凹模组件上方的所述挤压筒的内孔中，再将所述凸模插入所述坯料上方的所述挤压筒的内孔中，对所述凸模施加压力，使所述坯料变形并充满所述第一支架的第三通孔，当所述凸模包括上模腔时，还需将所述上模腔充满，完成第一次挤压成形。
[0020]进一步地，所述第二成形步骤包括：
[0021]吊起所述挤压筒，移走所述第一支架，放置所述第二支架，将所述挤压筒放置于所述第二支架上；
[0022]继续对所述凸模施加压力，使所述第一半成品变形并带动所述轴颈凹模随所述第一轴颈下行至所述第二支架的第四通孔中，当所述凸模行走至预设距离时，完成第二次挤压成形，所述第二半成品包括由所述凸模和所述轴身凹模挤压形成的飞边。
[0023]进一步地，所述将所述第二半成品加工成台阶轴类锻件包括：去除所述第二半成品(102)上的所述飞边(106)以形成所述台阶轴类锻件。
[0024]本专利技术提供的组合式阶梯挤压模具，其凹模为一套组合式凹模，包括轴身凹模和轴颈凹模，轴颈凹模用于放置在轴身凹模的第一通孔中，成形第一轴颈时使用第一支架，成形轴身时使用第二支架，当第一轴颈成形后，轴颈凹模包裹在第一轴颈与轴身的连接处，在成形轴身时，需将第一支架更换成第二支架，此时在将挤压筒吊起时，轴身凹模、轴颈凹模及台阶轴类锻件能够随挤压筒一起上升，使用凸模下压时，由于第二支架的第四通孔不小于轴颈凹模的外径，轴颈凹模会随第一轴颈下行进入到第四通孔中，使轴颈凹模和轴身凹
模脱离，因此本专利技术的组合式阶梯挤压模具能够在一火次内实现轴身和第一轴颈的成形，减少了锻造火次，提高了成形效率，节约了能源消耗，同时采用模锻的方式有效提高了材料的利用率。再者，在成形第一轴颈时，坯料先被挤压进入轴身凹模的第一孔段内，之后从第一孔段进入轴颈凹模的第二通孔内，即第一轴颈的成形经历了两次变形过程，避免了一次变形量过大，减小了金属流动的死区范围，提高了锻件内部质量。
附图说明
[0025]图1为本专利技术实施例的组合式阶梯挤压模具的第一成形模具的剖视结构示意图；
[0026]图2为本专利技术实施例的组合式阶梯挤压模具的第二成形模具的剖视结构示意图；
[0027]图3为本专利技术实施例的组合凹模的剖视结构示意图；
[0028]图4为本专利技术实施例的凸模的剖视结构示意图(设有上模腔)；
[0029]图5为本专利技术实施例的轴身凹模的剖视结构示意图；
[0030]图6为本专利技术实施例的轴颈凹模的剖视结构示意图；
[0031]图7为本专利技术实施例的第一支架的剖视结构示意图；
[0032]图8为本专利技术实施例的台阶轴类锻件的成形过程示意图；
[0033]图9为本专利技术实施例的成形方法的流程示意图；
[0034]图10为采用本专利技术实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种组合式阶梯挤压模具，用于成形台阶轴类锻件，所述台阶轴类锻件包括轴身(104)及与所述轴身(104)一端连接的第一轴颈(105)，其特征在于，所述组合式阶梯挤压模具包括凸模(1)、轴身凹模(3)、轴颈凹模(4)、挤压筒(2)、第一支架(5)和第二支架(6)；所述凸模(1)、所述挤压筒(2)、所述轴身凹模(3)、所述轴颈凹模(4)和所述第一支架(5)用于组合形成第一成形模具；所述凸模(1)、所述挤压筒(2)、所述轴身凹模(3)、所述轴颈凹模(4)和所述第二支架(6)用于组合形成第二成形模具；所述轴身凹模(3)设有第一通孔(30)，所述第一通孔(30)包括第一孔段(32)和第二孔段(33)，所述第一孔段(32)的直径小于所述第二孔段(33)的直径，所述第二孔段(33)的直径不小于所述轴颈凹模(4)的外径，所述第一孔段(32)用于成形所述轴身(104)，所述第二孔段(33)用于容纳所述轴颈凹模(4)；所述轴颈凹模(4)设有第二通孔(40)，所述第二通孔(40)用于成形所述第一轴颈(105)；所述第一支架(5)设有第三通孔(53)，所述第三通孔(53)的直径不小于所述第二通孔(40)的孔径，同时不大于所述轴颈凹模(4)的外径；所述第二支架(6)设有第四通孔，所述第四通孔的直径不小于所述轴颈凹模(4)的外径，同时不大于所述轴身凹模(3)的外径；所述凸模(1)和所述轴身凹模(3)的外径均不大于所述挤压筒(2)的内径。2.根据权利要求1所述的组合式阶梯挤压模具，其特征在于，所述台阶轴类锻件还包括与所述轴身(104)另一端连接的第二轴颈(103)，所述凸模(1)设有上模腔(10)，所述上模腔(10)用于成形所述第二轴颈(103)。3.根据权利要求2所述的组合式阶梯挤压模具，其特征在于，所述上模腔(10)包括设于所述上模腔(10)开口端的第一腔段(12)和与所述第一腔段(12)连接的第二腔段(11)，所述第一腔段(12)的直径由所述模腔开口端向所述第二腔段(11)的方向逐渐减小；所述第二腔段(11)的内壁设有拔模斜度。4.根据权利要求2所述的组合式阶梯挤压模具，其特征在于，所述轴身凹模(3)的第一通孔(30)还包括第三孔段(31)，所述第三孔段(31)和所述第二孔段(33)分别位于所述第一孔段(32)的两端，所述第三孔段(31)的直径由远离所述第二孔段(33)的方向向靠近所述第二孔段(33)的方向逐渐减小。5.根据权利要求2所述的组合式阶梯挤压模具，其特征在于，所述轴颈凹模(4)的第二通孔(40)包括依次连接的第四孔段(41)...

【专利技术属性】
技术研发人员：温瑞洁，刘颖，王宝忠，周岩，程幸叶，
申请(专利权)人：天津重型装备工程研究有限公司，
类型：发明
国别省市：