CN102528407A - 一种万向节整体凹模的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种万向节整体凹模的加工方法，包括如下步骤：(1)加工外模：锯料、粗车外模的大圈和中圈、热处理、配压前精车和磨加工、热配压大圈和中圈、精车内孔、磨内孔；(2)加工内模：锯料、粗车、热处理、精车、平磨、粗铣内腔、精铣内腔；(3)冷压配上述制得的外模和内模，两模之间采用内模外径3～5‰的过盈配合；即可得到万向节整体凹模。本发明开发了一种新的万向节整体凹模的加工方法，其制得的万向节整体凹模的尺寸精度高、且便于装模和换模，具有积极的现实意义。
Description
技术领域
本发明涉及一种模具的加工方法，具体涉及一种万向节整体凹模的加工方法。
背景技术
目前，在汽车变速箱内等速万向节产品中，大多数是外形和内腔均是异形的产品，为了保证这类产品的精度，并实现批量生产，必须保证其制备模具的精度、使用寿命和加工周期。
现有技术中，用于制备万向节的模具的加工方法主要有以下两种：一是凹模的异形内腔尺寸是在外模与内模配压后，经过再次加工才能完成；此方法的缺点是模具加工的周期长，而且外模不能重复使用，一旦内模无法使用时，外模与内模都报废，因而材料浪费严重，不能满足批量生产的要求。第二种是凹模的内模加工方法，在粗铣加工异形内腔后热处理，然后精铣内腔；使用此法生产的内模，由于内腔的异形和圆形部分的直径相差较大，在热处理时，异形和圆形两部分的应力变化不一样，在两部分连接处会形成较大的内应力，在后续的精铣加工时无法去除内应力，导致模具在使用过程中容易出现横向裂纹，大大地缩短模具的使用寿命。
发明内容
本发明的发明目的是提供一种万向节整体凹模的加工方法。
为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种万向节整体凹模的加工方法，包括如下步骤：
(1)加工外模：锯料、粗车外模的大圈和中圈、热处理、配压前精车和磨加工、热配压大圈和中圈、精车内孔、磨内孔；
(2)加工内模：锯料、粗车、热处理、精车、平磨、粗铣内腔、精铣内腔；
(3)冷压配上述制得的外模和内模，两模之间采用内模外径3～5‰的过盈配合；即可得到万向节整体凹模。
上文中，首先分别加工外模和内模，然后冷压配外模和内模成整体凹模。上述步骤(1)和(2)不分先后。
所述粗铣异形内腔是在内模热处理之后，以提高模具的使用寿命。内模热处理后，粗铣异形内腔可以去除内腔直径差较大处的内应力，再经后续的精铣内腔完成内模加工，此内模保证模具精度的同时又能提高模具的使用寿命。模具材料是1.2367。
外模是指标准化、系列化的水冷却模，外模的大圈和中圈的尺寸和公差都是标准化、系列化的，其中高度H值分成145mm、165mm、185mm、205mm四个规格，根据产品的具体要求确定高度H值，中圈的内径是φ158mm和φ138mm两个规格，锥度都是1°；这是保证外模可以重复使用的必要条件。
由于配压时材料的收缩会导致内腔尺寸的变化，所以要根据材料的热膨胀计算内膜内腔的加工尺寸。
上述技术方案中，所述外模内径和内模的外径的锥度均是1°。即加工时使用专用的1°的标准块，保证模具的生产的一致性，批量生产的要求。
上述技术方案中，所述步骤(1)中的热配压大圈和中圈为：将大圈加热至450℃～470℃，大圈和中圈之间是0.20mm的过盈配合。
上述技术方案中，所述步骤(3)中的冷压配，两模之间采用内模外径4‰的过盈配合。
上述技术方案中，所述步骤(1)中的热处理为：将大圈加热至550℃，保温40分钟，继续加热至850℃保温60分钟，继续加热至1060℃保温75分钟，将大圈取出，冷却10～12分钟，进行回火，冷却至室温；使大圈的模面硬度达到43～45HRC。
上述技术方案中，所述步骤(2)中的热处理为：将内模加热至550℃，保温40分钟，继续加热至850℃保温60分钟，继续加热至1060℃保温至75分钟，将内模取出，冷却10～12分钟，进行回火，冷却至室温；使内模的模面硬度达到50～52HRC。
与之相应的另一种技术方案，一种万向节整体凹模的加工方法，包括如下步骤：
(1)加工外模：锯料、粗车外模的大圈和中圈、热处理、配压前精车和磨加工、热配压大圈和中圈、精车内孔、磨内孔；
(2)加工内模：锯料、数控车、平磨、热处理、精车、平磨、粗铣内腔、精铣内腔；
(3)冷压配上述制得的外模和内模，两模之间采用内模外径3～5‰的过盈配合；即可得到万向节整体凹模。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
1.本发明开发了一种新的万向节整体凹模的加工方法，其制得的万向节整体凹模的尺寸精度高、且便于装模和换模，具有积极的现实意义。
2.本发明的整体凹模中的外模可以采用标准化、系列化设计，可以反复多次使用，提高了模具的使用寿命，降低了模具的成本。
3.本发明的加工方法简便易行，在冷压配外模和内模之后直接使用，无需再加工。
附图说明
图1是本发明实施例一的剖视图；
图2是本发明实施例一的俯视图；
图3是本发明实施例一中外模的剖视图；
图4是本发明实施例一中内模的剖视图；
图5是本发明实施例一中内模的俯视图。
其中：1、大圈；2、中圈；3、内模。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
实施例一：
参见图1～5所示，以GI8738三柱槽壳的反挤凹模的加工过程为例，其加工方法为：
(1)外模的加工：
1)、锯料：大圈1和中圈2的锯料，选择φ290和φ285mm的模具钢，材料牌号为H13，高度为170mm；
2)、粗车；大圈和中圈的外圆至直径为和φ180mm，高度162mm；
3)、热处理：将大圈放入真空炉中加热至550℃，保温40分钟，继续加热至850℃保温60分钟，继续加热至1060℃保温至75分钟，将大圈从加热室取出，放入油池冷却10～12分钟，进行回火，在井式回火炉中进行三次回火后；每次加热到620℃保温120～180分钟，在空气中冷却至室温；最后在大圈的模面取三点，用HR-150A洛氏硬度计测量硬度，确保43～45HRC；
4)、精车、精磨：为后续的大圈和中圈的热配压，需对大圈和中圈的配合面进行精车和精磨，配合的孔径为φ178mm，大圈的公差为+0.03，中圈的外径上公差为+0.45mm，下公差为+0.40mm；平磨上下两平面直至高度H为165mm；
5)、热配压：将大圈放入箱式炉中加热，预热至450℃～470℃，将大圈从箱式炉中取出，然后将中圈压入大圈中，两者之间是0.20mm的过盈配合；
6)、精车、磨内孔，将配压后的外模的内孔进行精车，然后磨削至直径φ138mm、锥度为1°的内孔；
(2)内模3的加工：
1)、锯料：选择直径为φ144的模具钢，材料牌号为1.2367，长度为170mm；
2)、粗车：在数控车床上车削外圆φ140mm和内孔是φ61.5mm、φ28.8mm、φ30.7mm、φ43.8mm的台阶孔，总长度为167mm；
3)、热处理：将内模放入真空炉中加热至550℃，保温40分钟，继续加热至850℃保温60分钟，继续加热至1060℃保温至75分钟，将内模从加热室取出，放入油池冷却10～12分钟，进行回火，在井式回火炉中进行三次回火后；每次加热到580℃保温120～180分钟，在空气中冷却至室温；最后在内模的模面取三点，用HR-150A洛氏硬度计测量硬度，确保在50～52HRC；
4)、精车：精车外圆和内孔，外圆是φ138.6mm，锥度是1°的锥面，内孔是圆形内孔φ62mm、φ29.4mm、φ31.38mm、φ44.42mm；
5)、磨平面：磨削两平面至尺寸165mm；
6)、粗铣内腔：在四轴加工中心上粗铣异形内腔，均匀为后续精铣内腔留余量0.50mm；
7)、精铣内腔：在五轴高速铣上在精铣异形内腔，至内腔异形尺寸；
(3)冷配压
将加工好的外模和内模，在常温下进行配压，两模之间是内模外径的4‰的过盈配合。
Claims (7)
1.一种万向节整体凹模的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)加工外模：锯料、粗车外模的大圈和中圈、热处理、配压前精车和磨加工、热配压大圈和中圈、精车内孔、磨内孔；
(2)加工内模：锯料、粗车、热处理、精车、平磨、粗铣内腔、精铣内腔；
(3)冷压配上述制得的外模和内模，两模之间采用内模外径3～5‰的过盈配合；即可得到万向节整体凹模。
2.根据权利要求1所述的万向节整体凹模的加工方法，其特征在于：所述外模内径和内模的外径的锥度均是1°。
3.根据权利要求1所述的万向节整体凹模的加工方法，其特征在于：所述步骤(1)中的热配压大圈和中圈为：将大圈加热至450℃～470℃，大圈和中圈之间是0.20mm的过盈配合。
4.根据权利要求1所述的万向节整体凹模的加工方法，其特征在于：所述步骤(3)中的冷压配，两模之间采用内模外径4‰的过盈配合。
5.根据权利要求1所述的万向节整体凹模的加工方法，其特征在于：所述步骤(1)中的热处理为：将大圈加热至550℃，保温40分钟，继续加热至850℃保温60分钟，继续加热至1060℃保温75分钟，将大圈取出，冷却10～12分钟，进行回火，冷却至室温；使大圈的模面硬度达到43～45HRC。
6.根据权利要求1所述的万向节整体凹模的加工方法，其特征在于：所述步骤(2)中的热处理为：将内模加热至550℃，保温40分钟，继续加热至850℃保温60分钟，继续加热至1060℃保温至75分钟，将内模取出，冷却10～12分钟，进行回火，冷却至室温；使内模的模面硬度达到50～52HRC。
7.一种万向节整体凹模的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)加工外模：锯料、粗车外模的大圈和中圈、热处理、配压前精车和磨加工、热配压大圈和中圈、精车内孔、磨内孔；
(2)加工内模：锯料、数控车、平磨、热处理、精车、平磨、粗铣内腔、精铣内腔；
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