帶支撐軸轉(zhuǎn)向節(jié)的半閉式擠壓鍛造工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種帶支撐軸轉(zhuǎn)向節(jié)的半閉式擠壓鍛造工藝，包括（A）制作半閉式擠壓制坯模：半閉式擠壓制坯模包括上模（1）、下模（2）、上沖頭（3）和頂料桿（4），上模與下模貼合在一起，形成與帶支撐軸轉(zhuǎn)向節(jié)輪廓匹配的型腔（5），型腔包括支撐軸腔（51）、以及在支撐軸腔上部側(cè)向延伸的長(zhǎng)度不等且相互獨(dú)立的分枝腔（52），支撐軸腔位于下模中，各個(gè)分枝腔在貼合面上下兩側(cè)的厚度基本一致，向外延伸長(zhǎng)度最大的分枝腔采用開式結(jié)構(gòu)，而其余分枝腔均采用閉式結(jié)構(gòu)；（B）加熱；（C）半閉式擠壓制坯；（D）終鍛成型；（E）切邊。具有工藝步驟少、毛坯機(jī)械性能好、材料利用率高、減少設(shè)備數(shù)量及終鍛設(shè)備噸位、制造成本低等特點(diǎn)。
【專利說明】帶支撐軸轉(zhuǎn)向節(jié)的半閉式擠壓鍛造工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及材料加工【技術(shù)領(lǐng)域】的鍛造成型工藝，具體涉及一種帶支撐軸轉(zhuǎn)向節(jié)的半閉式擠壓鍛造工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]如圖1、圖2所示的帶支撐軸轉(zhuǎn)向節(jié)，由支撐軸A，以及在支撐軸A上部側(cè)向延伸的長(zhǎng)度不等且相互獨(dú)立的若干分枝B —體構(gòu)成，其中，有一個(gè)分枝B相比其它分枝B的長(zhǎng)度更長(zhǎng)。
[0003]帶支承軸轉(zhuǎn)向節(jié)的傳統(tǒng)鍛造工藝步驟為:傳統(tǒng)的工藝方法為:下料一加熱一鐓擠支撐軸一鐓擠制坯(也叫預(yù)成型)一預(yù)鍛一終鍛成型一切邊，共7道工序。傳統(tǒng)工藝存在的主要問題是:
[0004](I)工藝步驟繁多，相應(yīng)地，投入設(shè)備數(shù)量及人員數(shù)量較多，設(shè)備使用成本及人力資源成本高；
[0005](2)最終成型的毛坯金屬流線性不高，毛坯的機(jī)械性能還有待提高；
[0006](3)在終鍛后飛邊多，材料浪費(fèi)嚴(yán)重，以五菱宏光轉(zhuǎn)向節(jié)為例，按傳統(tǒng)工藝的下料重量為5.6 kg，材料利用率只有69.6%。
[0007](4)鍛件終鍛成型時(shí)所形成的飛邊，大大增加了鍛件(帶飛邊)的投影面積，從而增加了終鍛設(shè)備的使用噸位。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]本發(fā)明針對(duì)上述技術(shù)問題進(jìn)行改進(jìn)，提供一種帶支撐軸轉(zhuǎn)向節(jié)的半閉式擠壓鍛造工藝，具有工藝步驟少、毛坯機(jī)械性能好、材料利用率高、終鍛設(shè)備噸位小、制造成本低等特點(diǎn)。
[0009]為此，本發(fā)明提供的一種帶支撐軸轉(zhuǎn)向節(jié)的半閉式擠壓鍛造工藝，包括以下工藝步驟:
[0010](A)制作半閉式擠壓制坯模:所述半閉式擠壓制坯模包括上模(I)、下模(2)、上沖頭(3)和頂料桿(4)，所述上模(I)與下模(2)貼合在一起，形成與帶支撐軸轉(zhuǎn)向節(jié)輪廓匹配的型腔(5)，所述型腔(5)包括支撐軸腔(51)、以及在支撐軸腔(51)上部側(cè)向延伸的長(zhǎng)度不等且相互獨(dú)立的分枝腔(52)，支撐軸腔(51)位于下模(2)中，各個(gè)分枝腔(52)在貼合面上下兩側(cè)的厚度基本一致，向外延伸長(zhǎng)度最大的分枝腔(52)采用開式結(jié)構(gòu)，而其余分枝腔
(52)均采用閉式結(jié)構(gòu)，所述上沖頭(3)、頂料桿(4)和支撐軸腔(51)同軸設(shè)置，上沖頭(3)能豎直向下穿過上模(I)伸入型腔(5 )內(nèi)，頂料桿(4 )能豎直向上穿過下模(2 )伸入型腔(5 )內(nèi)；
[0011](B)加熱:將已按工藝要求下好的棒料放入加熱爐中加熱到始鍛溫度后，出爐；
[0012](C)半閉式擠壓制坯:將剛出爐的棒料立放于模鍛液壓機(jī)中的半閉式擠壓制坯模的下模(2 )中，上模(I)開始向下運(yùn)動(dòng)，直至上模(I)與下模(2 )完全貼合在一起后，上沖頭(3)開始向下運(yùn)動(dòng)到設(shè)定位置，在上沖頭(3)下移的過程中，上模(I)保持向下的壓力不變，待棒料充滿半閉式擠壓制坯模的型腔(5)后，上模(2)及上沖頭(I)同時(shí)快速回程，返回原始位置后，坯件被頂料桿(4)頂出下模(2)，取出坯件，頂料桿(4)回程至初始位置；
[0013](D)終鍛成型:將坯件放入壓力機(jī)的終鍛下模中，終鍛上模向下運(yùn)動(dòng)，使坯件產(chǎn)生變形，終鍛成型后的坯件，除周邊帶有一圈微小飛邊外，與最終的產(chǎn)品形狀一致；
[0014](E)切邊:將終鍛后的坯件放入切邊壓力機(jī)切邊下模中，切邊上模向下運(yùn)動(dòng)，沖落坯件,去掉飛邊,使之變成毛坯圖紙要求的坯件。
[0015]優(yōu)選為，所述步驟(B)中的加熱爐為中頻感應(yīng)加熱爐或天然氣加熱爐。
[0016]進(jìn)一步，所述步驟(B)中的始鍛溫度為1150?1200°C。
[0017]其工藝特點(diǎn)為:
[0018](I)在棒料加熱工序完成后，進(jìn)入半閉式擠壓制坯(也就是預(yù)鍛)，直接將棒料立放于下模中，上、下模在長(zhǎng)分枝端開口，上、下模合模形成半閉式型腔；
[0019](2)半閉式擠壓成型過程中，棒料在半封閉式型腔中，上沖頭向下運(yùn)動(dòng)，使其變形成為坯(預(yù)鍛)件，長(zhǎng)分枝端由于難以變形而將模具設(shè)計(jì)成開式結(jié)構(gòu)，便于充滿，且有利于儲(chǔ)存余料。
[0020]本發(fā)明的有益效果:
[0021](I)減少了工藝步驟，整個(gè)工藝流程由7道工序減少為4道工序，從而減少設(shè)備使用數(shù)量及人員數(shù)量，降低設(shè)備使用成本及人力資源成本；
[0022](2)由于采取半封閉式模具設(shè)計(jì)，使坯(預(yù)鍛)件形狀、尺寸與終鍛形狀、尺寸高度近似，使最終成型毛坯的金屬流線達(dá)到準(zhǔn)全纖維狀態(tài)，提高毛坯的機(jī)械性能；
[0023](3)由于在預(yù)鍛時(shí)采用半閉式擠壓制坯模，與終鍛件高度近似，在終鍛后只形成微小的飛邊，節(jié)約大量的材料，以五菱宏光轉(zhuǎn)向節(jié)為例，按傳統(tǒng)工藝的下料重量為5.6 kg，采用本工藝后降為4.3 kg，材料利用率由69.6%提高到90.7% ；
[0024](4)同樣，由于在預(yù)鍛時(shí)采用的半閉式擠壓制坯模與終鍛件高度近似，終鍛成型時(shí)只會(huì)形成一圈微小飛邊，大大減小了鍛件(帶飛邊)的投影面積，從而顯著降低了終鍛設(shè)備的使用噸位，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的低投入。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025]圖1是帶支撐軸轉(zhuǎn)向節(jié)的主視圖。
[0026]圖2是圖1的俯視圖。
[0027]圖3是半閉式擠壓制坯初始位置的示意圖。
[0028]圖4是半閉式擠壓制坯中間位置的示意圖。
[0029]圖5是半閉式擠壓制坯最終位置的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
[0031]一種帶支撐軸轉(zhuǎn)向節(jié)的半閉式擠壓鍛造工藝，包括以下工藝步驟:
[0032](A)制作半閉式擠壓制坯模:半閉式擠壓制坯模由上模1、下模2、上沖頭3、頂料桿4四部分組成。上模I與下模2貼合在一起，形成與帶支撐軸轉(zhuǎn)向節(jié)輪廓匹配的型腔5，以保證預(yù)鍛成型的工件與終端成型的工件基本一致。型腔5由支撐軸腔51、以及在支撐軸腔51上部側(cè)向延伸的長(zhǎng)度不等且相互獨(dú)立的分枝腔52，支撐軸腔51位于下模2中，各個(gè)分枝腔52在貼合面上下兩側(cè)的厚度基本一致。向外延伸長(zhǎng)度最大的分枝腔52采用開式結(jié)構(gòu)，而其余分枝腔52均采用閉式結(jié)構(gòu)，上沖頭3、頂料桿4和支撐軸腔51同軸設(shè)置，上沖頭3能豎直向下穿過上模I伸入型腔5內(nèi)，頂料桿4能豎直向上穿過下模2伸入型腔5內(nèi)。
[0033](B)加熱:將已按工藝要求下好的棒料放入加熱爐中加熱到始鍛溫度后，出爐，棒料的下料重量約為設(shè)計(jì)毛坯質(zhì)量的1.1倍。加熱爐可以選用中頻感應(yīng)加熱爐或天然氣加熱爐等；始鍛溫度通常為1150?1200°C。
[0034](C)半閉式擠壓制坯:結(jié)合圖3—圖5所示，將剛出爐的棒料立放于模鍛液壓機(jī)中的半閉式擠壓制坯模的下模2中，上模I開始向下運(yùn)動(dòng)，直至上模I與下模2完全貼合在一起后，上沖頭3開始向下運(yùn)動(dòng)到設(shè)定位置，在上沖頭3下移的過程中，上模I保持向下的壓力不變；待棒料充滿半閉式擠壓制坯模的型腔5后，長(zhǎng)度最大的分枝腔52 —方面有利于工件的長(zhǎng)枝端變形，另一方面還可以儲(chǔ)存余料；之后，上模2及上沖頭I同時(shí)快速回程，返回原始位置后，坯件被頂料桿4頂出下模2，取出坯件，頂料桿4回程至初始位置，完成一個(gè)工作循環(huán)。
[0035](D)終鍛成型:將坯件放入壓力機(jī)的終鍛下模中，終鍛上模向下運(yùn)動(dòng)，使坯件產(chǎn)生變形，終鍛成型后的坯件，除周邊帶有一圈微小飛邊外，與最終的產(chǎn)品形狀一致。
[0036](E)切邊:將終鍛后的坯件放入切邊壓力機(jī)切邊下模中，切邊上模向下運(yùn)動(dòng)，沖落坯件,去掉飛邊,使之變成毛坯圖紙要求的坯件。
[0037]上述鍛造工藝中，步驟(A)僅是工藝步驟前的準(zhǔn)備，由于步驟(C)半閉式擠壓制坯必須應(yīng)用該新設(shè)計(jì)的半閉式擠壓模，因此在步驟(B)前增加了制坯步驟，實(shí)際加工過程中，僅包括加熱、半閉式擠壓制坯、終鍛成型、切邊四道工序；步驟(B)加熱、步驟(D)終鍛成型、步驟(E)切邊與傳統(tǒng)加工方法中的加熱、終鍛成型、切邊基本一致，僅在下料重量、終鍛模型腔形狀、終鍛設(shè)備噸位上有區(qū)別，在此不再詳細(xì)介紹。
【權(quán)利要求】
1.一種帶支撐軸轉(zhuǎn)向節(jié)的半閉式擠壓鍛造工藝，其特征在于，包括以下工藝步驟: (A)制作半閉式擠壓制坯模:所述半閉式擠壓制坯模包括上模(I)、下模(2)、上沖頭(3)和頂料桿(4)，所述上模(I)與下模(2)貼合在一起，形成與帶支撐軸轉(zhuǎn)向節(jié)輪廓匹配的型腔(5 )，所述型腔(5 )包括支撐軸腔(51)、以及在支撐軸腔(51)上部側(cè)向延伸的長(zhǎng)度不等且相互獨(dú)立的分枝腔(52)，支撐軸腔(51)位于下模(2)中，各個(gè)分枝腔(52)在貼合面上下兩側(cè)的厚度基本一致，向外延伸長(zhǎng)度最大的分枝腔(52)采用開式結(jié)構(gòu)，而其余分枝腔(52)均采用閉式結(jié)構(gòu)，所述上沖頭(3)、頂料桿(4)和支撐軸腔(51)同軸設(shè)置，上沖頭(3)能豎直向下穿過上模(I)伸入型腔(5)內(nèi)，頂料桿(4)能豎直向上穿過下模(2)伸入型腔(5)內(nèi)； (B)加熱:將已按工藝要求下好的棒料放入加熱爐中加熱到始鍛溫度后，出爐； (C)半閉式擠壓制坯:將剛出爐的棒料立放于模鍛液壓機(jī)中的半閉式擠壓制坯模的下模(2 )中，上模(I)開始向下運(yùn)動(dòng)，直至上模(I)與下模(2 )完全貼合在一起后，上沖頭(3 )開始向下運(yùn)動(dòng)到設(shè)定位置，在上沖頭(3)下移的過程中，上模(I)保持向下的壓力不變，待棒料充滿半閉式擠壓制坯模的型腔(5)后，上模(2)及上沖頭(I)同時(shí)快速回程，返回原始位置后，坯件被頂料桿(4)頂出下模(2)，取出坯件，頂料桿(4)回程至初始位置； (D)終鍛成型:將坯件放入壓力機(jī)的終鍛下模中，終鍛上模向下運(yùn)動(dòng)，使坯件產(chǎn)生變形，終鍛成型后的坯件，除周邊帶有一圈微小飛邊外，與最終的產(chǎn)品形狀一致； (E)切邊:將終鍛后的坯件放入切邊壓力機(jī)切邊下模中，切邊上模向下運(yùn)動(dòng)，沖落坯件，去掉飛邊，使之變成毛坯圖紙要求的坯件。
2.按照權(quán)利要求1所述的帶支撐軸轉(zhuǎn)向節(jié)的半閉式擠壓鍛造工藝，其特征在于:所述步驟(B)中的加熱爐為中頻感應(yīng)加熱爐或天然氣加熱爐。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的帶支撐軸轉(zhuǎn)向節(jié)的半閉式擠壓鍛造工藝，其特征在于:所述步驟(B)中的始鍛溫度為1150?1200°C。
【文檔編號(hào)】B21J13/02GK103706746SQ201410011215
【公開日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2014年1月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月10日
【發(fā)明者】周亞夫 申請(qǐng)人:重慶應(yīng)國(guó)機(jī)械制造有限責(zé)任公司