CN1016944B - 汽车传动轴万向节叉垂直分模挤压模锻工艺及其模具 - Google Patents

Abstract

汽车传动轴万向节叉垂直分模挤压模锻工艺，特别适合于汽车传动轴万向节叉及类似产品的制作，该工艺采用一次挤压成型，保持凹模可分的方法，其模具内设有内、外镶块，该工艺的优点表现为一次挤压模锻成型，减少工序。提高工效，飞边金属损耗大幅度降低，材料使用率提高35%以上，锻件表面粗糙度大为改善，内在质量高。

Description

本发明涉及一种锻件制作工艺及其模具，特别适用于汽车传动轴万向节叉的制作。

苏联《锻压生产》（КУЗНЕЧНО-ШТАМПОВОЧНОЕ    ПРОИЗВОДОТВО）刊登的“万向接头在可分凹模中模锻过程的研究”（ИССЛЕДОВАНИЕ    ПРОЧЕССА    ШТАМПОВК    ПОКОВОК    ВИЛОК    КАРДАНА    В    ШТАМ-ПАХ    С    РАЗЬЕМНЫМИ    МАТРИЧАМИ    №10，1970Г.）一文中介绍的用于汽车传动轴万向节叉的制作工艺，虽然也采用挤压模锻工艺，即可分凹模模锻工艺，但难以在压力机作用下将结构复杂而机加工又难以完成的汽车传动轴万向节叉通过可分凹模一次挤压模锻成形。该文中介绍的工艺和模具仅适用结构简单的对象，如叉部呈扁平板状而杆部为实心的万向节叉，且该工艺在挤压模锻制坯后还要辅以压制工艺，即在另一台设备上水平压制终锻成形。这种工艺的凹模为水平分模，上下凹模系采用压板和螺钉锁紧，欲使上下凹模分开，必须先松开螺钉，模具整体结构复杂。《用等温挤压制造钛合金锻件》（ЧЭГОТОВЛЕНЦЕ    ПОКОВОК    ИЭ    ТИТАНОВЫХ    СПЛАВОВ    ИЭОТЕРМИЧЕСКИМ    ВИДАВЛИВАНИЕМ.№11.1976Г.）一文中介绍的哈佛式垂直分模模具仅适用于以微粗成形的方式制造高度不大的轴对称锻件，如阶梯轴等。

为克服上述现有技术存在的缺点，本发明公开一种一次正向分流挤压成形汽车传动轴万向节叉的工艺及其模具。

该工艺适用于汽车传动轴万向节叉及其同类产品如汽车传动轴滑动 叉的制造。该工艺可通过以下技术方案实施。该工艺采用一次挤压成形，保持凹模可分的方法，即将加热好的棒料毛坯置于闭合状态的垂直可分凹模模膛内，在压力机一次行程（一次打击）作用下，冲头挤压棒料毛坯，迫使毛坯下端金属分成两股，向∩形模膛内流动，保持正向分流挤压成型状态而获得所需锻件。实现该工艺的多余金属分流孔（23）的位置和形状是，它们设置在∩形叉的两枝，以凹模模膛中心线对称的凸圆台中心位置，形状为***的圆弧形，其尺寸根据毛坯下料精度而定。模锻时，采用水基石墨润滑剂，以喷射方法均匀地喷射到模膛表面。该工艺的模具设有内镶块（8）和外镶块（9），模具的两半凹模由闭合状态到张开的过程由张模器完成。垂直可分凹模由凹模镶块（内镶块）、锥形哈佛块（外镶块）组成，通过铰座、销子和铰支顶杆与固定在压力机工作台下面的油缸活塞杆相联。与垂直可分凹模配合的冲头，通过压圈、垫板用螺钉固定在上底板上。当该模具处于图1所示位置时，两半凹模闭合，构成封闭模膛，将加热好的棒料毛坯置于其中，只需压力机一次行程便可得到万向节叉精密锻件。当压力机滑块回程时，顶出器活塞上升，铰支顶杆将凹模内镶块（8）连同锻件一起向上顶起。在顶起过程中，同时被两个张膜器将两半凹模拉开，取出锻件，此时外镶块（9）不动。当油缸活塞向下移动时，将两半凹模的内镶块（8）向下拉而闭合成封闭凹模模膛，即可开始下一个工作行程。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：（一）一次挤压模锻成形，其质量和性能符合中华人民共和国部颁标准，工效大大提高;（二）飞边金属损耗大幅度降低，材料利用率平均提高35%以上;（三）可减少甚 至消除模锻斜度，锻件表面粗糙度大为降低，内在质量高;（四）可在实心杆部挤出一定深度的孔。

附图图面说明：

图1为万向节叉挤压模锻可分凹模模具图。图中（1）为上底板;（2）为冲头垫板;（3）为冲头固定器，（4）为冲头，（5）和（15）为限位块，（6）为导套，（7）为导柱，（8）为凹模镶块（内镶块），（9）为哈佛块（外镶块），（10）为凹模圈，（11）为铰座，（12）为柱销，（13）为铰支顶杆，（14）为张模器，（16）为锻件。

图2（a）为锻件结构图，图2（b）为图2（a）的B-B剖视图。

图3（a）、3（b）为锻件的主体透视图。

图4为图1（8）的A-A剖视放大图，图中（23）为多余金属分流孔。

本发明还可通过实施例及有关附图作进一步说明如下：锻件形状如图2所示，上部为圆柱体杆部，下面部分为∩形叉，在圆柱体的上端中心有一圆柱形的孔。∩形叉的两枝以其中心线为准对称，其形状为扁棱形横截面，自∩形叉底部到D-D′处，扁棱形截面由大变小，自D-D′至A-A′其截面由小变大，然后由A-A′至B-B′又逐渐变小。∩形叉的两枝头部各有向叉内侧和叉外侧凸起的凸圆台。锻件的成型过程为;由于D-D′截面小于A-A′截面，因此，毛坯金属在自上而下正向分流挤压过程中，金属经D-D′截面流向A-A′时处于一种自由流动状态，然后经A-A′截面流向B-B′截面。当被挤压的金属与∩形叉头部B-B′接触后，随着冲头继续下移，被挤金属自B-B′起被镦粗而充满整个凸圆台模膛DABB′A′D′。凸圆台端面AA处为最后充满部位，毛坯体积过剩部分除一部分沿可 分凹模的分模面形成局部飞边外，其余的则流向分流孔内，通常，锻件在此处为自由表面，还能起到降低模膛负荷的作用。图1所示为本发明模具结构图，它由两个半圆形内镶块（9）、两个半圆形外镶块（8）、凹模圈（10）、限位块（5）、顶出器（11、12、13）与张模器（14）组成，内镶块（9）为凹模镶块（图4），用螺钉（17）固定在外镶块（8）内，两个外镶块的底部通过销子（12）与顶出器的铰支顶杆（13）连接，上端通过张模器（14）与凹模圈（10）连接，该模具的凸模由冲头（4）、冲头固定器（3）、冲头垫板（2）、上底板（1）和限位块（15）组成，冲头（4）、冲头固定器（3）和上底板（1）的中心线相重合，它们由螺钉（18）固定在一起，上底板（1）与冲头（4）之间设有垫板（2），导套（6）固定在上底板上，导柱（7）固定在凹模圈上，凸模与可分凹模通过导柱导套导向。冲头（4）通过压圈（3）和垫板（2）用螺钉固定在上底板（1）上。垂直可分凹模由内镶块（8）和外镶块（9）组成，通过铰座（11）、销子（12）及铰支顶杆（13）与固定在压力机工作台下面的油缸活塞杆连接。当压力机滑块回程时，顶出器的活塞上升，铰支顶杆（13）将垂直可分凹模向上顶起，同时被两个张模器（14）将两个半凹模拉开，取出锻件（16）。当铰支顶杆（13）随油缸活塞向下运动时，将两个半凹模向下拉而闭合成封闭凹模模膛。表1所列为采用本发明新工艺及新模具后与老工艺老模具比较所得的节材率。

表1

产品名称    老工艺所耗钢材    新工艺所耗钢材    节材率

（公斤）    （公斤）

滑动叉    2.35    1.54    34.5%

万向节叉    2.05    1.23    40%

Claims (2)

1、汽车传动轴万向节叉垂直分模挤压模锻工艺，其特征为该工艺采用一次挤压成形，保持凹模可分的方法，即将加热好的棒料毛坯置于闭合状态的垂直可分凹模模膛内，在压力机一次行程(一次打击)作用下，冲头挤压棒料毛坯，迫使毛坯下端金属分成两段，向∩形模膛内流动，以正向分流挤压成形方式获得所需锻件，实现该工艺的多余金属分流孔(23)的位置和形状是，它们设在∩形叉的两枝内侧，以凹模模膛中心线对称的凸圆台中心位置，形状为***的圆弧形。

2、根据权利要求1所述工艺的模具，其特征为所述模具的可分凹模由两个半圆形内镶块（9）、两个半圆形外镶块（8）、凹模圈（10）、限位块（5）、顶出器（11、12、13）与张模器（14）组成，内镶块（9）为凹模镶块（图4），用螺钉（17）固定在外镶块（8）内，两个外镶块的底部通过销子（12）与顶出器的铰支顶杆（13）连接，上端通过张模器（14）与凹模圈（10）连接，该模具的凸模由冲头（4）、冲头固定器（3）、冲头垫板（2）、上底板（1）和限位块（15）组成，冲头（4）、冲头固定器（3）和上底板（1）的中心线相重合，它们由螺钉（18）固定在一起，上底板（1）与冲头（4）之间设有垫板（2），导套（6）固定在上底板上，导柱（7）固定在凹模圈上，凸模与可分凹模通过导柱导套导向。

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