CN101352799B - 长轴闭塞正挤成形方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的长轴闭塞正挤成形方法，它涉及一种金属塑性成形技术，属于长轴类零件的精密冷锻成形技术领域。其工艺流程依次包括锯料，将长轴毛坯进行退火、抛丸、磷皂化处理，然后将毛坯进行闭塞正挤，完成大变形量的一个台阶成形，再抛丸、磷皂化处理，续而通过若干道的冷精整使得多台阶成形，最终得到满足组织性能、尺寸精度要求的产品。使用发明提供的方法进行长轴加工，产品内部质量稳定、模具使用寿命长，同时加工成本低、加工效率高、后续切削加工量少，能满足批量生产要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种金属塑性成形技术，属于长轴类零件的精密冷锻成形技术领域。
背景技术
在轴类零件的精密冷锻中，往往有一些长径比很大、台阶直径相差较大的多台阶轴产品。目前生产这类产品的方法有两种：一种是采用连续减径工艺，即多次小变量正挤到位，这样的工艺具有模具寿命长、工艺稳定的优点，但同时也有一个缺点，就是由于对同一位置进行多次反复挤压，因此容易引起长轴中心爆裂；第二种是采用正挤压工艺，即一次正挤压到位，此工艺的优点是在进行正挤压时，材料处于三向应力状态，无中心爆裂风险，缺点是由于零件的长径比很大，因此完成正挤压时进行退料需要很长的退料行程，同时退料力很大，所以在生产中经常发生顶杆失稳、折断，工件退不出的问题。
发明内容
本发明的目的是克服上述缺陷，提供一种产品内部质量稳定、模具使用寿命长，能满足批量生产要求的长轴闭塞正挤成形方法。
本发明的技术解决方案是：长轴闭塞正挤成形方法，它包括锯料，将长轴毛坯进行退火、抛丸、磷皂化处理，然后将毛坯进行闭塞正挤，完成最大变形量的一个台阶成形，再抛丸、磷皂化处理，续而通过若干道的冷精整使得多台阶成形，最终得到满足组织性能、尺寸精度要求的产品。
所述锯料指下料重量控制在成品重量的1.01～1.02倍，下料直径不能大于成品最大直径。
所述退火，当被加工件在完成长轴闭塞正挤成形后还要进行长孔加工时，是指根据客户对产品组织性能的要求控制加热温度和时间进行等温正火处理。
所述退火，当被加工件在完成长轴闭塞正挤成形后无长孔加工要求时，是指普通球化退火。
所述抛丸、磷皂化为常规工序，主要是为后续闭塞正挤工序提供润滑皮膜。
所述闭塞正挤工序是指，采闭塞正挤的方法，一次完成最大变形量台阶的正挤成形。
所述闭塞正挤的方法是指，将一个长的挤压筒分成上挤压筒和下挤压筒，在上挤压筒的上面有一个闭塞气缸，当压力机滑块下行至上挤压筒和下挤压筒接触时，由闭塞气缸提供闭塞力，使上、下挤压筒闭合，滑块继续下行，气缸被压缩，上冲头推动工件进行正挤，直至滑块运行至下死点完成正挤，上挤压筒随滑块一起回程至上死点，顶杆上行顶出工件。
所述闭塞气缸为高压氮气缸。
所述闭塞正挤工序采用以牌号为YG20的硬质合金材料制成的模具，所述硬质合金是指碳化钨为基体，钴为粘结剂制成的材料。
所述多台阶成形是指，根据长轴零件的形状，除已完成的最大变量台阶成形外，每一至二个台阶通过一次冷精整，完成多台阶轴的成形。
本发明的有益效果是：通过闭塞正挤成形方法，一次完成长轴最大变量台阶的正挤压成形，产品内部金属流线按其形状连续分布，内部组织致密，质量稳定；然后通过多次冷精整，完成多台阶轴的成形，在各台阶各部分得到不同的硬度，有利于后续的切削加工和齿轮滚压成形；同时采用长挤压筒的分模技术，解决了顶杆失稳问题，加上模具采用硬质合金材料，提高了模具寿命，满足了批量生产的要求；采用高压氮气闭塞气缸，降低了模架制造成本；同时本发明还具有一般金属塑性成形技术都具有的加工成本低、加工效率高、后续切削加工量少的优点。
附图说明
图1是本发明工艺流程图。
图2是本发明闭塞正挤工序示意图。
图3是本发明实施例产品形状变化过程图。
图中：1.高压氮气缸，2.上挤压筒，3.下挤压筒，4.工件，5.顶杆，6.上冲头，7.滑块。
下面结合附图1对本发明进一步说明。
具体实施方式
以捷达轿车变速箱输入轴的加工过程为例，其工艺流程为：
1、锯料，选择直径为φ37.9毫米的热轧圆棒料，材料牌号为20MnCr5，调整下料长度，重量控制在2170～2180克；
2、等温正火，由于捷达轿车变速箱输入轴上需要钻一个直径φ10毫米，而长度达到300毫米的深孔，因此对成品内部组织性能要求很严，其等温正火工艺为：随炉加热至980°C，保温3小时，快冷至650°C，保温3小时后出炉空冷。
3、常规抛丸工序。
4、常规磷皂化工序。
5、闭塞正挤，采闭塞正挤的方法，一次完成最大变形量台阶的正挤成形，由坯料直径φ37.9毫米一次闭塞正挤至轴大端直径φ38.3毫米、长度205毫米，轴小端直径φ22毫米、长度84毫米，台阶倒角40°，变形量为67％。将长度250毫米的挤压筒等分成上挤压筒2和下挤压筒3，在上挤压筒2的上面有一个高压氮气缸1，当压力机滑块7下行至上挤压筒2和下挤压筒3接触时，由高压氮气缸1提供闭塞力，使上挤压筒2和下挤压筒3闭合，滑块7继续下行，气缸被压缩，上冲头6推动工件进行正挤，直至滑块7运行至下死点完成正挤，上挤压筒2随滑块7一起回程至上死点，顶杆5上行顶出工件4。正挤凹模日模芯采用牌号为YG20的硬质合金材料制成。
6、常规抛丸工序。
7、常规磷皂化工序。
8、预成形工序，主要是进行另一端的两个台阶成形，由于这两个台阶的变形量都很小，因此一次完成两个台阶的成形。第一台阶直径由φ38.5减至φ34.5，变形量为19.7％，第二台阶直径由φ34.5减至φ33.5，变形量为5.7％，总变形量为24.2％。
9、成形工序，主要是镦中间部分的凸台，同时完成一个台阶的减径成形，凸台部分直径由φ38.5变为φ53.5，变形量约为54.7％，另一台阶直径由φ33.5减径至φ27.9，变形量为30.6％。
Claims (3)
1.长轴闭塞正挤成形方法，它的工艺流程依次包括锯料，将长轴毛坯进行退火、抛丸、磷皂化处理，然后将毛坯进行闭塞正挤，完成最大变形量的一个台阶成形，再抛丸、磷皂化处理，续而通过若干道的冷精整使得多台阶成形；所述锯料指下料重量控制在成品重量的1.01～1.02倍，下料直径不能大于成品最大直径；所述退火，当被加工件在完成长轴闭塞正挤成形后还要进行长孔加工时，是指等温正火处理，当被加工件在完成长轴闭塞正挤成形后无长孔加工要求时，是指普通球化退火；所述抛丸、磷皂化为常规抛丸和常规磷皂化；所述闭塞正挤工序是指采用闭塞正挤的方法，一次完成最大变形量台阶的正挤成形；所述多台阶成形是指根据长轴零件的形状，除已完成的最大变量台阶成形外，每一至二个台阶通过一次冷精整，完成多台阶轴的成形；其特征在于：所述闭塞正挤的方法是指，将一个长的挤压筒分成上挤压筒和下挤压筒，在上挤压筒的上面有一个闭塞气缸，当压力机滑块下行至上挤压筒和下挤压筒接触时，由闭塞气缸提供闭塞力，使上、下挤压筒闭合，滑块继续下行，气缸被压缩，滑块推动上冲头，上冲头推动工件进行正挤，直至滑块运行至下死点完成正挤，上挤压筒随滑块一起回程至上死点，顶杆上行顶出工件。
2.据权利要求1所述的长轴闭塞正挤成形方法，其特征在于：所述闭塞气缸为高压氮气缸。
3.据权利要求1所述的长轴闭塞正挤成形方法，其特征在于：所述闭塞正挤工序采用以牌号为YG20的硬质合金材料制成的模具，所述硬质合金是指碳化钨为基体，钴为粘结剂制成的材料。
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