CN103240383A - 一种万向节滑叉空心锻造法及专用锻具 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种汽车万向节滑叉的锻造法，同时还涉及专用锻具，属于汽车构件锻造技术领域。该方法按确定的锻件毛坯料体积下料后，将加热后的锻件毛坯料放到具有型腔的锻模上，借助第一锻头冲击锻打，锻出实心中间坯；在替换为第二锻头，冲击锻打实心中间坯的轴段端面，锻出轴段盲孔，获得所需空心轴万向节滑叉锻件。采用本发明后，突破了传统工艺的约束，可以连续锻打出空心轴万向节滑叉锻件，从而显著减少材料及后期的机械加工量，大大降低制造成本。并且空心部位的锻打进一步提高了锻件的密实度，有助于提高成品的质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种锻造方法，尤其是一种汽车万向节滑叉的锻造法，同时还涉及专用锻具，属于汽车构件锻造技术领域。
背景技术
万向节滑叉由轴段和轴段端部延伸出的两叉臂构成，整体呈Y形，是汽车重要的承力构件，因此需要首先制造锻件。虽然万向节滑叉成品的轴段为具有盲孔的空心轴，但长期以来受传统锻造工艺的限制，万向节滑叉的锻件一直是实心件，既浪费材料，又加大了后续加工的切削量，制造成本较高。
随着市场竞争的日益加剧，有必要通过不断创新，以求尽可能降本增效。
发明内容
本发明的目的在于：针对上述现有技术存在的缺点，提出一种万向节滑叉空心锻造法，同时给出实现该法的专用锻具，从而节省材料，减小精加工切削量，有效降低制造成本。
为了达到以上目的，本发明的万向节滑叉空心锻造法包括以下步骤：
第一步、计算留出加工余量的空心轴万向节滑叉锻件体积V，并依此体积确定锻件毛坯料的体积；
第二步、按确定的锻件毛坯料体积下料后，将锻件毛坯料加热至锻造温度(可以根据具体锻造材质从工具书中择定)
第三步、将加热后的锻件毛坯料放到具有倒Y形万向节滑叉型腔的锻模上，借助直径与万向节滑叉锻件轴段外径相配的第一锻头冲击锻打，锻出实心中间坯(已形成两叉臂而轴段长度短于所需空心轴万向节滑叉锻件轴段长度)；
第四步、将第一锻头替换为直径与空心轴万向节滑叉锻件轴段盲孔内径相配的第二锻头，冲击锻打实心中间坯的轴段端面，锻出轴段盲孔(同时延伸轴段长度)，获得所需空心轴万向节滑叉锻件。
上述第二步的锻件毛坯料为直径等于万向节滑叉锻件轴段直径95±3％的棒料，这样可以插放在锻模的孔腔内，便于锻打就位。
实现上述方法的专用锻具包括具有倒Y形万向节滑叉型腔的锻模和位于锻模上可相对上下运功的锻头，所述锻头包括第一和第二锻头，所述第一锻头的直径与与万向节滑叉锻件轴段外径相配，所述第二锻头的直径与万向节滑叉锻件轴段盲孔内径相配，所述第一和第二锻头分别间隔固定在滑板的下表面，所述滑板与可升降上模板的下表面导轨构成移动副，具有第一和第二锻头分别对准锻模的第一和第二位置。因此可以实现通过两个步骤的连续锻打，获得所需的空心轴万向节滑叉锻件。
进一步，所述锻模包括上表面中部具有圆台孔的下模座，所述下模座的底部具有与圆台孔连通的顶出孔，所述圆台孔内安置对合模具，所述对合模具由对合后形成中心沉孔的对合加强护套以及分别通过对合固定套固定在对合加强套内的对合内模芯构成，所述内模芯对合后形成倒Y形万向节滑叉型腔，所述下模座的两侧分别铰装两端部连杆的一端，所述两端部连杆的另一端分别通过两中间连杆与对合加强护套的两外侧铰接。因此，对合模具具有对合后形成倒Y形万向节滑叉型腔的锻打位置，以及通过顶出孔上顶后被带动朝上开启的脱模位置。这样，可以妥善解决倒Y形万向节滑叉型腔内锻打成形的下大上小的空心轴万向节滑叉锻件脱模难题。
采用本发明后，突破了传统工艺的约束，可以连续锻打出空心轴万向节滑叉锻件，从而显著减少材料及后期的机械加工量，大大降低制造成本。并且空心部位的锻打进一步提高了锻件的密实度，有助于提高成品的质量。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明一个实施例的专用锻具结构示意图。
图2为图1的俯视图。
图3为图1实施例的立体结构示意图。
图4为图2的A-A剖面结构示意图(旋转)。
图5为本发明一个实施例的锻造过程示意图。
具体实施方式
实施例一
本实施例的万向节滑叉空心锻造专用锻具如图1至图4所示，主要包括具有倒Y形万向节滑叉型腔的锻模和位于锻模上的锻头，锻模和锻头分别安装在锻机的上、下，可以相对上下运功。
锻头包括间隔固定在滑板1下表面的第一锻头1-2和第二锻头1-3，第一锻头1-2的直径与与万向节滑叉锻件(参见图5)D3轴段D3-1外径相配，第二锻头1-3的直径与万向节滑叉锻件轴段D3-3盲孔内径相配。滑板1与固定在可升降上模板2下表面的导轨2-2构成移动副，滑板1的一端与固定在上模板2一端的滑动油缸2-1的活塞连接，可以在其驱动下，具有第一和第二锻头分别对准锻模的第一和第二位置。
锻模包括上表面中部具有圆台孔的下模座3，该下模座3通过环状固定板8固定在下模板4上，下模座3的底部和下模板4具有与圆台孔连通的顶出孔3-1。圆台孔内安置对合模具，该对合模具由对合后形成中心沉孔的对合加强护套5以及分别通过对合半环状固定套7-1固定在对合加强套5内中心沉孔中的对合内模芯7构成。内模芯7对合后形成倒Y形万向节滑叉型腔7-2。下模座3的两侧分别通过凸耳3-1铰装两端部连杆9-1的一端，两端部连杆9-1的另一端分别通过两中间连杆9-2与对合加强护套5的两外侧铰接。
如各图所示工作位置，对合模具对合后形成倒Y形万向节滑叉型腔，可以进行锻打。而当顶出机构通过顶出孔上顶加强护套底部后，对合模具可以上升张开，到达便于将锻好的倒Y形万向节滑叉从模具中取出的脱模位置。
锻造时，按如下步骤进行(参见图5)：
第一步、由于锻件锻造前后理论体积不变，因此可以计算留出加工余量的空心轴万向节滑叉锻件体积V，并依此体积确定锻件毛坯料的体积(可加上1.5％的损耗量)。
第二步、按确定的锻件毛坯料体积下料，本实施例的锻件毛坯料为直径等于万向节滑叉锻件轴段直径95％的40Cr棒料D1，将此锻件毛坯料加热至1100±50℃。
第三步、将加热后的锻件毛坯棒料插放到具有倒Y形万向节滑叉型腔的锻模孔腔内，控制滑动油缸使第一锻头处于锻模孔腔正上方，借助第一锻头进行冲击锻打，直至锻出形成两叉臂D2-2而轴段D2-1长度短于所需空心轴万向节滑叉锻件轴段长度的实心中间坯D2。
第四步、控制滑动油缸使第二锻头处于锻模孔腔正上方，取代原先的第一锻头，借助第二锻头冲击锻打实心中间坯的轴段端面，锻出轴段盲孔D3-3，同时延伸轴段D3-1长度，直至获得所需空心轴万向节滑叉锻件的D3。
第五步、借助顶出机构上顶对合模具，使其分离开启，取出空心轴万向节滑叉锻件。
实践证明，采用本实施例的专用锻具后，不仅突破了传统的锻造工艺，可以连续锻打出空心轴万向节滑叉锻件，显著减少材料及后期的机械加工量，大大降低制造成本，提高锻件的密实度和成品质量，而且具有如下有益效果：
1)对合模具由可开启的对称两半构成，因此可以在锻打成形后开启，大大方便了脱模。
2)由于设置了加强护套结构，因此可以保护内模芯，延长其使用寿命。
3)滑移式双工位锻头，可以方便进行切换，从而使整个锻造过程更为顺畅，无需中间二次加热，显著提高了工效。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (6)
1.一种万向节滑叉空心锻造法，其特征在于：包括以下步骤：
第一步、计算留出加工余量的空心轴万向节滑叉锻件体积V，并依此体积确定锻件毛坯料的体积；
第二步、按确定的锻件毛坯料体积下料后，将锻件毛坯料加热至锻造温度；
第三步、将加热后的锻件毛坯料放到具有倒Y形万向节滑叉型腔的锻模上，借助直径与万向节滑叉锻件轴段外径相配的第一锻头冲击锻打，锻出实心中间坯；
第四步、将第一锻头替换为直径与空心轴万向节滑叉锻件轴段盲孔内径相配的第二锻头，冲击锻打实心中间坯的轴段端面，锻出轴段盲孔，获得所需空心轴万向节滑叉锻件。
2.根据权利要求1所述的万向节滑叉空心锻造法，其特征在于：所述锻件毛坯料为直径等于万向节滑叉锻件轴段直径95±3％的棒料。
3.一种万向节滑叉空心锻造专用锻具，其特征在于：包括具有倒Y形万向节滑叉型腔的锻模和位于锻模上可相对上下运功的锻头，所述锻头包括第一和第二锻头，所述第一锻头的直径与与万向节滑叉锻件轴段外径相配，所述第二锻头的直径与万向节滑叉锻件轴段盲孔内径相配，所述第一和第二锻头分别间隔固定在滑板的下表面，所述滑板与可升降上模板的下表面导轨构成移动副，具有第一和第二锻头分别对准锻模的第一和第二位置。
4.根据权利要求3所述的万向节滑叉空心锻造专用锻具，其特征在于：所述锻模包括上表面中部具有圆台孔的下模座，所述下模座的底部具有与圆台孔连通的顶出孔，所述圆台孔内安置对合模具，所述对合模具由对合后形成中心沉孔的对合加强护套以及分别通过对合固定套固定在对合加强套内的对合内模芯构成，所述内模芯对合后形成倒Y形万向节滑叉型腔，所述下模座的两侧分别铰装两端部连杆的一端，所述两端部连杆的另一端分别通过两中间连杆与对合加强护套的两外侧铰接。
5.根据权利要求4所述的万向节滑叉空心锻造专用锻具，其特征在于：所述滑板的一端与固定在上模板一端的滑动油缸的活塞连接。
6.根据权利要求5所述的万向节滑叉空心锻造专用锻具，其特征在于：所述下模座的两侧分别通过凸耳铰装两端部连杆的一端。
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