CN101712108A - 一种采用冷挤压工艺制造摩托车方向柱锥形立管的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种采用冷挤压工艺制造摩托车方向柱锥形立管的方法，首先将直形钢管坯件进行表面去污除锈处理，然后将直形钢管坯件冷挤压为锥形立管坯件，最后再对锥形立管坯件进行端面倒角、表面轴承位精车以及螺纹段的滚丝处理后即得到锥形立管成品，冷挤压工序时，先将直形钢管坯件放入冷挤压模腔中，然后开动压力机，使压力机上的凸模端对准直形钢管坯件的端面，仅向直形钢管坯件缓慢施加轴向压力，使直形钢管坯件在冷挤压模腔中被挤压成型为锥形立管坯件，凸模端具有与钢管坯件内孔相配合的定位凸台。采用该方法所需原材料成本低，生产出的锥形立管其大端的强度得以大大提高，生产中大端不会出现裂纹，从而提高了产品的合格率。

Description

一种采用冷挤压工艺制造摩托车方向柱锥形立管的方法
技术领域
本发明涉及机械加工行业中的冷挤压成型工艺，具体地说，是关于一种采用冷挤压工艺加工制造摩托车方向柱锥形立管的方法。
背景技术
如图1所示，摩托车方向柱锥形立管坯件是一根外径由大到小，从大端到小端依次由最大等直径段(A段)、锥形段(B段)、较小等直径段(C段)和最小等直径段(D段)平滑过渡连为一体的管状件。摩托车方向柱锥形立管通常由钢管加工而成，而最传统的加工工艺为锻打成型，即：首先对等直径圆钢管进行加热升温，然后将钢管对应部位锻打成锥状和较小的等直径段，待冷却后再对其表面粗车和精车成尺寸规格满足要求的成品。由于锻打成型工艺存在浪费材料、生产效率低及废品率高的问题，近年来，有人突破传统思维束缚，采用冷挤压工艺加工制造摩托车方向柱锥形立管取得了成功，与传统加热锻打成型工艺相比，冷挤压工艺明显简化了工艺、提高了生产效率和产品的合格率。
如在公告号为CN1232366C，公告日为2005年12月21日，名称为“冷挤压生产摩托车方向锥形立管的方法及装置”的中国发明专利中，利用扩孔模和缩箍模的共同作用，将等直径的圆管坯件经两到三个步骤冷挤压成形为合格的锥形立管。在公告号为CN100441369C，公告日为2008年12月10日，名称为“一次性冷挤压成形加工摩托车方向轴锥形立管工艺”的中国发明专利中，则是采用有导向柱套的冷挤压上凸模和下凹模组合成高刚性高强度的冷挤压装置，一次性地将等直径圆管坯件挤压成形为合格的锥形立管。
上述两个专利中所用方法与传统加热锻打成型的工艺相比，虽然都显著提高了生产效率，节省了劳力，降低了制造成本，但由于在成型中除了有缩箍变形外，还有扩孔变形，因此在圆管坯件的选择上，要选择壁厚大于成品锥形立管大端壁厚的原材料，原材料的壁厚又不能太大，因为太厚了不利于小端的成型，因此往往造成成品锥形立管大端的强度偏低，大端在扩孔时容易出现裂纹，影响了成品的合格率。
发明内容
本发明的目的是提供一种采用冷挤压工艺制造摩托车方向柱锥形立管的方法，采用该方法所需原材料成本低，生产出的锥形立管其大端的强度得以大大提高，生产中大端不会出现裂纹，从而提高了产品的合格率。
为实现上述目的，本发明提供了一种采用冷挤压工艺制造摩托车方向柱锥形立管的方法，首先将直形钢管坯件进行表面去污除锈处理，然后将直形钢管坯件冷挤压为锥形立管坯件，最后再对锥形立管坯件进行端面倒角、表面轴承位精车以及螺纹段的滚丝处理后即得到锥形立管成品，其关键在于：
冷挤压工序时，先将直形钢管坯件放入冷挤压模腔中，然后开动压力机，使压力机上的凸模端对准直形钢管坯件的端面，仅向直形钢管坯件缓慢施加轴向压力，使直形钢管坯件在冷挤压模腔中被挤压成型为锥形立管坯件，凸模端具有与钢管坯件内孔相配合的定位凸台。
本发明由于在冷挤压工序中，凸模端只对直形钢管坯件施加轴向压力，凸模端除了起定位作用的定位凸台外，没有扩孔模芯，直形钢管坯件在受挤压变形为锥形立管坯件过程中，金属的流动方向除轴向外，主要为径向向里。与公告号为CN1232366C和CN100441369C的两个专利相比，生产相同规格的摩托车方向柱锥形立管，所需原材料即直形钢管坯件的壁厚要小一些，管径则要大一些。在钢材市场上，外径大、壁厚小的管材价格相对便宜，因而本发明制造所需的原材料成本低。由于在锥形立管的大端无扩孔挤压变形，冷挤压工序后大端的管壁厚度没有减小，与原材料直形钢管坯件的壁厚一致，大端的强度得到了可靠保证，并且在大端不会因为扩孔挤压变形而出现裂纹，因此可大大提高成品的合格率。
附图说明
图1是本发明所述直形立管坯件沿轴心线的剖面示意图；
图2是本发明所述锥形钢管坯件沿轴心线的剖面示意图；
图3是本发明所述锥形立管成品的外形图；
图4是本发明实施例1所用模具工作状态一的示意图；
图5是本发明实施例1所用模具工作状态二的示意图；
图6是本发明实施例2所用模具工作状态一的示意图；
图7是本发明实施例2所用模具工作状态二的示意图；
图中：1.等直径最大模腔；2.锥形模腔；3.等直径较小模腔；4.等直径最小模腔；5.凸模；6.定位凸台；7.第一模腔；8.第一模腔；9.顶杆。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
本发明实施例采用冷挤压工艺制造的摩托车方向柱锥形立管成品如图3所示，锥形立管是一根外径由大到小，从大端到小端依次由最大等直径段A、锥形段B、较小等直径段C和最小等直径段D组成且平滑过渡的管状件，其中，C段上有螺纹部，C段的光滑部以及A段分别为轴承位，D段表面光滑用来与手把管配合，为得到这样的摩托车方向柱锥形立管，采用如下工艺方法。
实施例1，按以下步骤进行：
(1)下料，得到图1所示的直形钢管坯件，即等外径和等内径的一定长度规格的钢管坯件，将直形钢管坯件进行去污除锈处理，并皂化，使其表面光滑；
(2)将直形钢管坯件放入冷挤压模腔中，开动压力机，使压力机上的凸模5端对准直形钢管坯件的端面，仅向直形钢管坯件缓慢施加轴向压力，使直形钢管坯件在一个冷挤压模腔中一次性连续地被挤压，或者分两到三步逐渐地被挤压成型为图2所示的锥形立管坯件；参见图4，该冷挤压模腔依次由等直径最大模腔1、锥形模腔2、等直径较小模腔3和等直径最小模腔4相连为一体，相邻两模腔内壁之间为平滑过渡；凸模5端具有与钢管坯件内孔相配合的定位凸台6；参见图5，当凸模5下压完全到位后，直形钢管坯件就成型为双点划线所示的锥形立管坯件，然后通过顶出机构使顶杆9向上运动，就可将成型的锥形立管坯件顶出模腔。
(3)将锥形立管坯件两端倒角，然后在车床上精车锥形立管的A段轴承位、C段轴承位、以及D段，在滚丝机上滚出或雕出C段螺纹，从而得到摩托车方向柱锥形立管成品。
实施例2：
本实施例在冷挤压工序中，直形钢管坯件是在两到三个冷挤压模腔中分步逐渐地被挤压成型为锥形立管坯件，该两到三个冷挤压模腔可以位于同一副模具上，也可以分别位于不同的模具上。其余工序与实施例1相同。
图6、图7示出了应用于本实施例的，在同一副模具上具有两个冷挤压模腔的模具结构，直形钢管坯件先在第一模腔7中初步成型锥形段，得到锥形立管半成型件；第二模腔8对锥形立管半成型件继续进行挤压，对锥形立管半成型件进一步缩箍，进而成型最大等直径段、锥形段、较小等直径段和最小等直径段。图7中的双点划线即是成型的锥形立管坯件。
参见图6、图7，当凸模5下压完全到位后，直形钢管坯件就成型为双点划线所示的锥形立管坯件，然后通过顶出机构使顶杆9向上运动，就可将成型的锥形立管坯件顶出模腔。
分两到三步逐渐地被挤压成型可以使最终得到的锥形立管成品金属组织更为均匀、致密，同时，采用实施例2的方案能显著地提高生产效率。
以生产大端壁厚约为4mm的摩托车方向柱锥形立管为例，若采用公告号为CN1232366C和CN100441369C的两个专利方法进行加工，所需原材料直形钢管坯件的外径为30mm，壁厚应达到4.3～4.5mm，尽管这样，由于大端是经过扩孔模芯挤压而成，最后得到的锥形立管成品其大端的壁厚只能达到3.6～3.8mm。
若采用上述本发明实施例1或2的方法，所需原材料直形钢管坯件的外径为35mm，壁厚为4mm，最后得到的锥形立管成品其大端的壁厚仍然为4mm。
可见，本发明降低了摩托车方向柱锥形立管的制造成本，得到的锥形立管成品强度可靠性得到了保证，尤其是锥形立管大端没经过冷挤压扩孔，不会出现裂纹和金属组织缺陷，不需要进行探伤检验，大大提高了成品合格率。

Claims (5)

1.一种采用冷挤压工艺制造摩托车方向柱锥形立管的方法，首先将直形钢管坯件进行表面去污除锈处理，然后将直形钢管坯件冷挤压为锥形立管坯件，最后再对锥形立管坯件进行端面倒角、表面轴承位精车以及螺纹段的滚丝处理后即得到锥形立管成品，其特征在于：
冷挤压工序时，先将直形钢管坯件放入冷挤压模腔中，然后开动压力机，使压力机上的凸模端对准直形钢管坯件的端面，仅向直形钢管坯件缓慢施加轴向压力，使直形钢管坯件在冷挤压模腔中被挤压成型为锥形立管坯件，凸模端具有与钢管坯件内孔相配合的定位凸台。
2.如权利要求1所述的一种采用冷挤压工艺制造摩托车方向柱锥形立管的方法，其特征在于：在所述冷挤压工序中，直形钢管坯件是在一个冷挤压模腔中一次性连续挤压成型为锥形立管坯件。
3.如权利要求1所述的一种采用冷挤压工艺制造摩托车方向柱锥形立管的方法，其特征在于：在所述冷挤压工序中，直形钢管坯件是在一个冷挤压模腔中分两到三步逐渐地被挤压成型为锥形立管坯件。
4.如权利要求1所述的一种采用冷挤压工艺制造摩托车方向柱锥形立管的方法，其特征在于：在所述冷挤压工序中，直形钢管坯件是在两到三个冷挤压模腔中分步逐渐地被挤压成型为锥形立管坯件。
5.如权利要求1所述的一种采用冷挤压工艺制造摩托车方向柱锥形立管的方法，其特征在于：所述两到三个冷挤压模腔位于同一副模具上。
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