專(zhuān)利名稱(chēng)：多臺(tái)肩階梯軸一次冷擠壓成形工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬塑性加工行業(yè)。
鋼質(zhì)多臺(tái)肩階梯軸類(lèi)零件是機(jī)械傳動(dòng)中常用的重要零件，在汽車(chē)、拖拉機(jī)、工程機(jī)械、機(jī)床等行業(yè)有廣泛的應(yīng)用，特別是在各類(lèi)行走機(jī)械變速箱傳動(dòng)器中這種零件承擔(dān)主要傳動(dòng)載荷，對(duì)這種零件的內(nèi)在品質(zhì)和尺寸精度均有嚴(yán)格要求。多臺(tái)肩階梯軸大批量生產(chǎn)的成形工藝主要有熱鍛模、熱楔橫軋與冷擠壓三種。熱鍛模與熱楔橫軋使用設(shè)備價(jià)格較低、生產(chǎn)流程短，生產(chǎn)率較高，因而產(chǎn)品成本低，價(jià)格便宜，但產(chǎn)品成形精度較低，切削加工余量較大，往往不能滿(mǎn)足由數(shù)控切削機(jī)床組成的生產(chǎn)線(xiàn)切削加工余量的要求。冷擠壓產(chǎn)品精度高，切削余量小，能夠滿(mǎn)足自動(dòng)切削生產(chǎn)線(xiàn)對(duì)成形件精度與切削余量的要求，但由于冷擠壓生產(chǎn)過(guò)程長(zhǎng)，一般一道次冷擠壓只能成形兩個(gè)臺(tái)肩，并且由于一次變形量不能過(guò)大的限制，一個(gè)臺(tái)肩有時(shí)需2～3道次才能成形，因而對(duì)于較為復(fù)雜的多臺(tái)肩階梯軸，經(jīng)常需要4～5道次或更多道次才能完成，有時(shí)由于加工硬化造成材料變形抗力上升塑性降低，還需進(jìn)行工序中間退火軟化與潤(rùn)滑處理。多道次冷擠壓需多付模具，需要多工位冷擠機(jī)或多臺(tái)單工位壓機(jī)。因此建設(shè)一條這樣的生產(chǎn)線(xiàn)投資額大，生產(chǎn)成本高，產(chǎn)品價(jià)格貴，是這一成形方法的缺點(diǎn)。
本發(fā)明的目的是提供一種鋼質(zhì)多臺(tái)肩階梯軸經(jīng)熱楔橫軋精密預(yù)制坯后再經(jīng)一次冷擠壓成形的新工藝，簡(jiǎn)化成形過(guò)程，減少投資額度，降低生產(chǎn)成本，在普通單工位液壓機(jī)上生產(chǎn)高精度多臺(tái)肩階梯軸。
本發(fā)明所提出的新工藝的成形過(guò)程是將加熱的鋼質(zhì)坯料在楔橫軋機(jī)上軋制成合適的預(yù)成形毛坯，預(yù)成形毛坯經(jīng)球化退火軟化，磷化皂化處理后在單工位液壓機(jī)上一次冷擠壓成形。
本發(fā)明的關(guān)鍵技術(shù)是將多臺(tái)肩階梯軸的成形任務(wù)進(jìn)行合理分配，分別由楔橫軋精確預(yù)制坯和一次冷擠壓兩個(gè)工序來(lái)完成。這樣既發(fā)揮了楔橫軋易于成形多臺(tái)肩階梯軸和一次軋制能夠完成大變形量的優(yōu)點(diǎn)，又充分利用了冷擠壓成形幾何精度高尺寸公差小的長(zhǎng)處，使原來(lái)需要多道次擠壓工序，得以大大簡(jiǎn)化，只需這一熱一冷的組合就能完成。實(shí)現(xiàn)一次冷擠壓成形多臺(tái)肩階梯軸的前提條件是提供合理的預(yù)成形毛坯，這種毛坯的形狀應(yīng)滿(mǎn)足鋼質(zhì)材料在冷擠壓過(guò)程中合理流動(dòng)的要求，各臺(tái)肩留有合適的變形量，確保在冷擠過(guò)程中縮徑變形完成后才開(kāi)始進(jìn)行鐓粗變形。這就是說(shuō)正擠壓臺(tái)肩擠壓力之和或反擠壓各臺(tái)肩擠壓力之和均須小于鐓粗力。
本發(fā)明可成形法蘭盤(pán)位于中間或端部的多臺(tái)肩階梯軸，也可成形無(wú)法蘭的多臺(tái)肩階梯軸。附

圖1為法蘭盤(pán)位于中間的多臺(tái)肩階梯軸類(lèi)件，附圖2為法蘭盤(pán)位于端部的多臺(tái)肩階梯軸類(lèi)件，附圖3為無(wú)法蘭多臺(tái)肩階梯軸類(lèi)件。
通過(guò)本發(fā)明實(shí)施的一個(gè)實(shí)例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
附圖4為本發(fā)明實(shí)施的一種轎車(chē)變速箱輸入軸簡(jiǎn)圖。這種長(zhǎng)度約700mm的軸類(lèi)件重量為5kg，中間帶有法蘭，共有八個(gè)臺(tái)肩。采用本發(fā)明提出的方法是將坯料在中頻感應(yīng)爐中加熱至1150℃，然后在中心距1000mm楔橫軋機(jī)上軋制成如附圖5所示的精確預(yù)成形毛坯，經(jīng)球化退火軟化，硬度值低于HB120，再經(jīng)磷化皂化潤(rùn)滑處理，最后在500t液壓機(jī)上一次冷擠壓成形。從上述實(shí)施實(shí)例中可見(jiàn)，本發(fā)明大大簡(jiǎn)化了多臺(tái)肩階梯軸的成形過(guò)程。實(shí)例中的輸入軸，一般要經(jīng)過(guò)4道次冷擠壓和一次冷鐓擠才能成形。如果采用多工位冷擠壓機(jī)，需要1200t以上的大型設(shè)備，國(guó)內(nèi)尚不能生產(chǎn)，從國(guó)外引進(jìn)需大量資金。如采用多臺(tái)單工位液壓機(jī)，需5臺(tái)500t左右的液壓機(jī)及5套大型冷擠壓模具。本發(fā)明的實(shí)施只需熱軋一次冷擠壓一次，所用設(shè)備均為國(guó)產(chǎn)普通設(shè)備，只需兩套模具，使生產(chǎn)投資大幅降低，生產(chǎn)成本大幅度下降，產(chǎn)品價(jià)格低，又達(dá)到冷擠壓的精度，在市場(chǎng)上有競(jìng)爭(zhēng)力。本發(fā)明實(shí)例變形任務(wù)的大部分由楔橫軋來(lái)承擔(dān)，也避免了多道次冷擠壓件中心易產(chǎn)生開(kāi)裂的問(wèn)題，從而減少了廢品率。由上可見(jiàn)，本發(fā)明具有成形過(guò)程緊湊，生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)單，投資少，產(chǎn)品質(zhì)量好，價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，在高精度多臺(tái)肩階梯軸大批量生產(chǎn)上有良好的應(yīng)用前景。
權(quán)利要求
一種鋼質(zhì)多臺(tái)肩階梯軸一次冷擠壓成形工藝，其特征在于將變形合理分配，主要變形任務(wù)由熱楔橫軋完成，一次冷擠壓承擔(dān)少量變形任務(wù)，主要承擔(dān)提高成形精度，使產(chǎn)品精度達(dá)到冷擠壓件水平任務(wù)，其工藝步驟為加熱坯料在楔橫軋機(jī)上軋制成精密預(yù)制坯，精密預(yù)制坯經(jīng)球化退火軟化，磷化皂化潤(rùn)滑處理，在單工位液壓機(jī)上一次冷擠壓成形。
全文摘要
多臺(tái)肩階梯軸一次冷擠壓成形工藝,屬于金屬塑性加工行業(yè)。目的是提供一種鋼質(zhì)多臺(tái)肩階梯軸簡(jiǎn)捷、經(jīng)濟(jì)的成形工藝,其實(shí)施過(guò)程為將加熱的鋼質(zhì)坯料在楔橫軋機(jī)上軋制成合適的預(yù)成形毛坯,預(yù)成形毛坯經(jīng)球化退火軟化,磷化皂化處理后,在單工位液壓機(jī)上一次冷擠壓成形。本成形工藝大大簡(jiǎn)化了高精度多臺(tái)肩階梯軸需經(jīng)多道次冷擠壓才能最終成形的過(guò)程,使用相對(duì)簡(jiǎn)單便宜的設(shè)備生產(chǎn)高精度產(chǎn)品,在降低生產(chǎn)成本,節(jié)省投資方面有明顯作用。
文檔編號(hào)B21C23/01GK1359766SQ0013217
公開(kāi)日2002年7月24日 申請(qǐng)日期2000年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月19日
發(fā)明者任廣升, 徐春國(guó), 王景樑, 劉桂華 申請(qǐng)人:北京機(jī)電研究所