凸輪軸閉式擠壓終鍛成型模的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種凸輪軸閉式擠壓終鍛成型模，在成型上模與成型下模的貼合面上設(shè)置有供左沖頭伸入的左沖頭孔、供右沖頭伸入的右沖頭孔、與凸輪軸輪廓匹配的型腔，型腔位于左、右沖頭孔之間并與左、右沖頭孔相通，左沖頭孔的深度與右沖頭孔的深度相等，左沖頭孔、右沖頭孔和凸輪軸型腔同軸設(shè)置，并位于成型上模與成型下模的貼合面上；當(dāng)成型上模與成型下模貼合在一起，且左沖頭伸入左沖頭孔內(nèi)，右沖頭伸入右沖頭孔內(nèi)時(shí)，四者共同圍成一個(gè)封閉式型腔。應(yīng)用于凸輪軸楔橫軋制坯工藝的終鍛工序中，無(wú)飛邊產(chǎn)生、不需切邊，金屬纖維的完整性好，機(jī)械性能高，節(jié)約原材料、設(shè)備成本及人力資源成本。
【專利說(shuō)明】凸輪軸閉式擠壓終鍛成型模
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及材料加工【技術(shù)領(lǐng)域】的金屬塑性成型模，具體涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸的閉式擠壓終鍛成型模。
【背景技術(shù)】
[0002]凸輪軸是小型汽油機(jī)及摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)的核心零件，對(duì)鍛件毛坯的質(zhì)量及金屬纖維流向要求非常高。凸輪軸的傳統(tǒng)加工方法有兩種:一是切削加工，存在著材料利用率低、能耗大、生產(chǎn)率低、成本高等不足；二是鍛造成型，其工藝流程為:下料一加熱一壓扁一預(yù)鍛—終鍛成型一切邊一檢驗(yàn)入庫(kù)，由于鍛件在終鍛時(shí)產(chǎn)生大量飛邊，經(jīng)過(guò)切邊工序后被切除，使成品鍛件的部分金屬纖維被切斷，從而降低鍛件的機(jī)械性能。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行改進(jìn)，旨在提供一種凸輪軸閉式擠壓終鍛成型模，應(yīng)用于凸輪軸楔橫軋制坯工藝的終鍛工序中，無(wú)飛邊產(chǎn)生、不需切邊，金屬纖維的完整性好，機(jī)械性能高，節(jié)約原材料、設(shè)備成本及人力資源成本。
[0004]為此，本實(shí)用新型提供的一種凸輪軸閉式擠壓終鍛成型模，包括成型上模(I)、成型下模(2)、左沖頭(3)和右沖頭(4)，在所述成型上模(I)與成型下模(2)的貼合面上設(shè)置有供左沖頭(3)伸入的左沖頭孔、供右沖頭(4)伸入的右沖頭孔、與凸輪軸輪廓匹配的型腔，所述型腔位于左、右沖頭孔之間并與左、右沖頭孔相通，所述左沖頭孔的深度與右沖頭孔的深度相等，左沖頭孔、右沖頭孔和凸輪軸型腔同軸設(shè)置，并位于成型上模(I)與成型下模(2)的貼合面上；當(dāng)成型上模(I)與成型下模(2)貼合在一起，且左沖頭(3)伸入左沖頭孔內(nèi)，右沖頭(4)伸入右沖頭孔內(nèi)時(shí)，四者共同圍成一個(gè)封閉式型腔。
[0005]凸輪軸楔橫軋制坯鍛造工藝步驟為:
[0006](一)加熱:將已下好料的棒料(材質(zhì)為GGrl5)放入中頻感應(yīng)加熱爐中，加熱至IlOO0C- 1120°C，出爐；
[0007](二)楔橫軋:將已加熱至始鍛溫度的棒料，放入輥式楔橫軋模具中，啟動(dòng)楔橫軋，楔橫軋轉(zhuǎn)動(dòng)一圈后，棒料形成合格的楔橫軋坯。楔橫軋是指兩個(gè)帶楔形模的軋輥，以相同的方向旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)圓形坯料旋轉(zhuǎn)，坯料在楔形型的作用下，軋制成各種形狀的臺(tái)階軸。這種橫軋的變形主要為徑向壓縮和軸向延伸，軋制成的零件形狀和模具底部型槽的形狀一致。
[0008](三)閉式擠壓終鍛成型:將楔橫軋坯放入凸輪軸閉式擠壓終鍛成型模(本實(shí)用新型)的成型下模中，成型上模向下運(yùn)動(dòng)直至與成型下模完全閉合，并保持向下的壓力，在成型上、下模完全貼合的同時(shí)，左、右沖頭同時(shí)向中間運(yùn)動(dòng)，直至工件充滿由成型上模、成型下模及左、右沖頭所形成的封閉型腔，至此，工件最終成形；工件成型后，成型上、下模及左、右沖頭均處于靜止?fàn)顟B(tài)，保持該形態(tài)IOS?15S，成型上模、左沖頭、右沖頭同時(shí)快速回程至初始位置，取出工件，完成一個(gè)工作循環(huán)，此時(shí)，工件成形至毛坯圖要求，成為毛坯產(chǎn)品。
[0009]優(yōu)選為，所述左、右沖頭(3、4)的直徑相等。[0010]本實(shí)用新型的有益效果:
[0011]( I)與傳統(tǒng)的切削工藝相比，該模具對(duì)應(yīng)的成型工藝材料利用率高、能耗低、生產(chǎn)率高、制造成本低；
[0012](2)與傳統(tǒng)的鍛造工藝相比，該模具成型的產(chǎn)品精度高，無(wú)飛邊消耗，材料利用率高；無(wú)飛邊，無(wú)須切邊設(shè)備和工序，不會(huì)破壞鍛件的金屬纖維，鍛件的機(jī)械性能高；減少了工藝步驟，減少了設(shè)備使用量及操作工人人數(shù)，從而節(jié)約了設(shè)備成本及人力資源成本。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是凸輪軸閉式擠壓終鍛成型模初始位置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2是凸輪軸閉式擠壓終鍛成型模中間位置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖3是凸輪軸閉式擠壓終鍛成型模最終位置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖4是凸輪軸楔橫軋后的毛坯圖。
[0017]圖5是凸輪軸閉式擠壓終鍛后的毛坯圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明:
[0019]結(jié)合圖1——圖3所示，一種凸輪軸閉式擠壓終鍛成型模，包括成型上模1、成型下模2、左沖頭3和右沖頭4四部分組成。
[0020]在成型上模I與成型下模2的貼合面上設(shè)置有供左沖頭3伸入的左沖頭孔、供右沖頭4伸入的右沖頭孔、與凸輪軸輪廓匹配的型腔。左沖頭孔與左沖頭3之間為間隙配合，右沖頭孔與右沖頭4之間也為間隙配合。左、右沖頭3、4的直徑與成型上、下模1、2閉合后所形成的左、右沖頭孔公稱直徑相等，滑動(dòng)間隙由公差控制。型腔位于左、右沖頭孔之間并與左、右沖頭孔相通，左沖頭孔的深度與右沖頭孔的深度相等，以保證左沖頭3、右沖頭4以相同的速度在對(duì)應(yīng)的沖頭孔內(nèi)運(yùn)動(dòng)，以同樣的速度擠壓型腔內(nèi)的工件5。左沖頭孔、右沖頭孔和凸輪軸型腔同軸設(shè)置，并位于成型上模I與成型下模2的貼合面上，即左沖頭孔在扣合面的上、下兩側(cè)均布，右沖頭孔在扣合面的上、下兩側(cè)也是均布，凸輪軸型腔也是在扣合面的上、下兩側(cè)均布。當(dāng)成型上模I與成型下模2貼合在一起，且左沖頭3伸入左沖頭孔內(nèi)，右沖頭4伸入右沖頭孔內(nèi)時(shí)，四者共同圍成一個(gè)封閉式型腔，因此稱之為閉式擠壓終鍛成型模。
[0021 ] 優(yōu)選為，左、右沖頭3、4的直徑相等，結(jié)合左、右沖頭3、4以相同的速度擠壓工件5，進(jìn)一步提聞了工件的成型效果。
[0022]凸輪軸楔橫軋制坯鍛造工藝包括以下工藝步驟:
[0023](一)加熱:將已下好料的棒料(材質(zhì)為GGrl5)放入中頻感應(yīng)加熱爐中，加熱至IlOO0C- 1120°C，出爐；
[0024](二)楔橫軋:將已加熱至始鍛溫度的棒料，放入輥式楔橫軋模具中，啟動(dòng)楔橫軋，在模具旋轉(zhuǎn)一周內(nèi)實(shí)現(xiàn)在軸向上的材料體積分配，棒料形成合格的楔橫軋坯(如圖4所示)。楔橫軋是指兩個(gè)帶楔形模的軋輥，以相同的方向旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)圓形坯料旋轉(zhuǎn)，坯料在楔形型的作用下，軋制成各種形狀的臺(tái)階軸。這種橫軋的變形主要為徑向壓縮和軸向延伸，軋制成的零件形狀和模具底部型槽的形狀一致，已被廣泛地應(yīng)用于汽車、拖拉機(jī)、摩托車、發(fā)電機(jī)上的連桿件的生產(chǎn)中，具有生產(chǎn)效率高、材料利用率高、產(chǎn)品質(zhì)量好、工作環(huán)境得到改善、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)，在此不再詳細(xì)介紹。
[0025](三)閉式擠壓終鍛成型:將楔橫軋坯放入凸輪軸閉式擠壓終鍛成型模(本實(shí)用新型)的成型下模2中，成型上模I向下運(yùn)動(dòng)直至與成型下模2完全閉合，并保持向下的壓力，在成型上、下模1、2完全貼合的同時(shí)，左、右沖頭3、4同時(shí)向中間運(yùn)動(dòng)，直至工件5充滿由成型上模1、成型下模2及左、右沖頭3、4所形成的封閉型腔，至此，工件5最終成行；工件5成型后，成型上、下模1、2及左、右沖頭3、4均處于靜止?fàn)顟B(tài)，保持該形態(tài)IOS?15S，成型上模
1、左沖頭3、右沖頭4同時(shí)回程至初始位置，取出工件5，完成一個(gè)工作循環(huán)，此時(shí)，工件5成形至毛坯圖要求，成為最終的毛坯產(chǎn)品(如圖5所示)。
【權(quán)利要求】
1.一種凸輪軸閉式擠壓終鍛成型模，其特征在于:包括成型上模(I)、成型下模(2)、左沖頭(3)和右沖頭(4)，在所述成型上模(I)與成型下模(2)的貼合面上設(shè)置有供左沖頭(3)伸入的左沖頭孔、供右沖頭(4)伸入的右沖頭孔、與凸輪軸輪廓匹配的型腔，所述型腔位于左、右沖頭孔之間并與左、右沖頭孔相通，所述左沖頭孔的深度與右沖頭孔的深度相等，左沖頭孔、右沖頭孔和凸輪軸型腔同軸設(shè)置，并位于成型上模(I)與成型下模(2)的貼合面上；當(dāng)成型上模(I)與成型下模(2)貼合在一起，且左沖頭(3)伸入左沖頭孔內(nèi)，右沖頭(4)伸入右沖頭孔內(nèi)時(shí)，四者共同圍成一個(gè)封閉式型腔。
2.按照權(quán)利要求1所述的凸輪軸閉式擠壓終鍛成型模，其特征在于:所述左、右沖頭(3,4)的直徑相等。
【文檔編號(hào)】B21J13/02GK203711731SQ201420032371
【公開(kāi)日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2014年1月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月17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