CN103464674B - 一种双联叉锻件的热锻成形方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种双联叉锻件的热锻成形方法，包括下料、预热模具、加热坯料、平模镦粗、不等高截面飞边槽终锻成形和冲孔切边，其中将加热好的坯料置于平模上镦粗，镦粗量为高度的15%-25%；将预锻件置于终锻模腔内，进行终锻成形；将终锻件置于冲孔切边模具中，进行冲孔切边，得到最终锻件。本发明有益的效果是：本发明与由2个标准的万向节叉改制后焊接工艺相比，本发明工艺流程短，材料利用高，生产效率高，制造成本低；与铸锻工艺相比，本发明所得双联叉因经过塑性变形具有更好的力学性能；与正向分流挤压工艺相比，本发明模具结构简单，模具成本低，工艺实施方便。

Description

一种双联叉锻件的热锻成形方法
技术领域
本发明涉及金属热锻成形制造领域，尤其是一种双联叉锻件的热锻成形方法。
背景技术
双联叉是形状复杂的一类叉形零件，该零件两侧均有一定高度的叉形结构，传统的双联叉结构需要用2个标准的万向节叉进行改制加工后焊接而成，原材料浪费严重，生产工序多，效率低，制造成本高。张加丽等在论文“双联叉结构传动轴的改进试验分析”（农业工程，2012，2(2)，90-92）中指出，采用铸锻工艺一次成型双联叉，既增加了强度又提高了精度，缩短了制造周期。夏巨谌等在论文“传动轴叉形件正向分流挤压工艺的研究”（锻压技术，1991，16(4)，15-18）中提出了采用正向分流挤压工艺，将加热至始锻温度的棒料毛坯置于可分凹模的封闭模膛中，在冲头的作用下棒料毛坯被挤压模锻成万向节叉。该工艺提高了材料利用率，但是未涉及双联叉锻件；而且采用的可分凹模，模具结构复杂，若用于双联叉，上模与下模均需采用可分结构，模具设计与制造非常困难。
发明内容
本发明要解决上述现有技术的缺点，提供一种材料利用率高、磨具结构简单、批量生产稳定的双联叉锻件的热锻成形方法。
本发明解决其技术问题采用的技术方案：这种双联叉锻件的热锻成形方法，步骤如下：
（1）下料：采用圆棒料锯切下料，坯料高径比不大于1.5；
（2）预热模具：对预锻模具和终锻模具进行加热，使模具温度维持在200℃～300℃；
（3）加热坯料：将坯料置于中频炉内加热到1100℃～1150℃；
（4）平模镦粗：将加热好的坯料置于平模上镦粗，镦粗量为高度的15%-25%；
（5）不等高截面飞边槽终锻成形：将预锻件置于终锻模腔内，进行终锻成形；
（6）冲孔切边：将终锻件置于冲孔切边模具中，进行冲孔切边，得到最终锻件。
所述预锻镦粗模具的上模、下模均具有水平截面。
所述终锻模具为立式分模方式，终锻凸模与终锻凹模形状相同，对称布置，终锻模具的飞边槽结构采用不等截面飞边槽形式，锻件叉形一侧飞边厚度比连接部一侧飞边厚度大，两不等高截面交界处采用斜面过渡，终锻模膛的形状及尺寸与预先设计的双联叉终锻热锻件形状及尺寸相匹配。
本发明有益的效果是：本发明与由2个标准的万向节叉改制后焊接工艺相比，本发明工艺流程短，材料利用高，生产效率高，制造成本低；与铸锻工艺相比，本发明所得双联叉因经过塑性变形具有更好的力学性能；与正向分流挤压工艺相比，本发明模具结构简单，模具成本低，工艺实施方便。
附图说明
图1是一种双联叉的锻件主视图；
图2是一种双联叉的锻件侧视图；
图3是本发明的终锻模具主视图；
图4是本发明的终锻模具侧视图；
图5是本发明的终锻模具俯视图；
图6是本发明的不等截面过渡处的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图所示，这种双联叉锻件的热锻成形方法，具体步骤如下：
（1）下料：采用圆棒料锯切下料，坯料高径比不大于1.5；
（2）预热模具：对预锻模具和终锻模具进行加热，使模具温度维持在200℃～300℃；
（3）加热坯料：将坯料置于中频炉内加热到1100℃～1150℃；
（4）平模镦粗：将加热好的坯料置于平模上镦粗，镦粗量为高度的15%-25%；
（5）不等高截面飞边槽终锻成形：将预锻件置于终锻模腔内，进行终锻成形；
（6）冲孔切边：将终锻件置于冲孔切边模具中，进行冲孔切边，得到最终锻件。
实施过程需要一套预锻镦粗模具和一套终锻成形模具。预锻镦粗模具的上模、下模均具有水平截面。终锻模具为立式分模方式，终锻凸模与终锻凹模形状相同，对称布置，终锻模具的飞边槽结构采用不等截面飞边槽形式，锻件叉形一侧飞边厚度比连接部一侧飞边厚度大，即锻件叉形一侧飞边厚度为4mm～6mm，比连接部一侧飞边厚度大2mm～3mm，两不等高截面交界处采用斜面过渡，斜面宽度35mm～40mm，终锻模膛的形状及尺寸与预先设计的双联叉终锻热锻件形状及尺寸相匹配。
实施例1
某型号传动轴双联叉，材料选用SAE1141合金钢，加工设备为25000kN热模锻压力机，其工艺过程为：
一、下料：采用剧切下料方式，坯料尺寸Φ70×100mm；
二、预热模具：对预锻模具和终锻模具的上下模膛进行加热，将模具加热至220℃；
三、加热坯料：将坯料置于中频炉中加热到1100℃；
四、平模镦粗：将加热好的圆棒形坯料在平模上镦粗，镦粗量为20mm.
五、终锻成形：将预锻件置于终锻模腔内，进行终锻成形。叉形一侧飞边厚度为5mm，连接部一侧飞边厚度为3mm，两飞边不等截面采用斜面过渡，斜面水平宽度为40mm；
六、冲孔切边：将终锻件置于冲孔切边模具中，进行冲孔切边，得到最终锻件。
本实施例得到的锻件充填饱满，强度高，磁粉探伤后未见裂纹。
实施例2
某型号传动轴双联叉，材料选用45号钢，加工设备为25000kN热模锻压力机，其工艺过程为：
一、下料：采用剧切下料方式，坯料尺寸Φ70×100mm；
二、预热模具：对预锻模具和终锻模具的上下模膛进行加热，将模具加热至250℃；
三、加热坯料：将坯料置于中频炉中加热到1150℃；
四、平模镦粗：将加热好的圆棒形坯料在平模上镦粗，镦粗量为20mm；
五、终锻成形：将预锻件置于终锻模腔内，进行终锻成形。叉形一侧飞边厚度为5mm，连接部一侧飞边厚度为3mm，两飞边不等截面采用斜面过渡，斜面水平宽度为40mm；
六、冲孔切边：将终锻件置于冲孔切边模具中，进行冲孔切边，得到最终锻件。
本实施例得到的锻件充填饱满，强度高，磁粉探伤后未见裂纹。
实施例3
某型号传动轴双联叉，材料选用SAE1141合金钢，加工设备为25000kN热模锻压力机，其工艺过程为：
一、下料：采用剧切下料方式，坯料尺寸Φ70×100mm；
二、预热模具：对预锻模具和终锻模具的上下模膛进行加热，将模具加热至250℃；
三、加热坯料：将坯料置于中频炉中加热到1120℃；
四、平模镦粗：将加热好的圆棒形坯料在平模上镦粗，镦粗量为18mm；
五、终锻成形：将预锻件置于终锻模腔内，进行终锻成形。叉形一侧飞边厚度为5mm，连接部一侧飞边厚度为3mm，两飞边不等截面采用斜面过渡，斜面水平宽度为40mm；
六、冲孔切边：将终锻件置于冲孔切边模具中，进行冲孔切边，得到最终锻件。
本实施例得到的锻件充填饱满，强度高，磁粉探伤后未见裂纹。
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 (1)

1.一种双联叉锻件的热锻成形方法，其特征是：具体步骤如下：
(1)下料：采用圆棒料锯切下料，坯料高径比不大于1.5；
(2)预热模具：对预锻模具和终锻模具进行加热，使模具温度维持在200℃～300℃；
(3)加热坯料：将坯料置于中频炉内加热到1100℃～1150℃；
(4)平模镦粗：将加热好的坯料置于平模上镦粗，镦粗量为高度的15％-25％，所述预锻模具的上模、下模均具有水平截面；
(5)不等高截面飞边槽终锻成形：将预锻件置于终锻模腔内，进行终锻成形；所述终锻模具为立式分模方式，终锻凸模与终锻凹模形状相同，对称布置，终锻模具的飞边槽结构采用不等截面飞边槽形式，锻件叉形一侧飞边厚度比连接部一侧飞边厚度大，两不等高截面交界处采用斜面过渡，终锻模膛的形状及尺寸与预先设计的双联叉终锻热锻件形状及尺寸相匹配；
(6)冲孔切边：将终锻件置于冲孔切边模具中，进行冲孔切边，得到最终锻件。
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