專利名稱：一種內(nèi)燃機(jī)凸輪軸毛坯楔橫軋精密制坯模鍛成形工藝的制作方法
一種內(nèi)燃機(jī)凸輪軸毛坯楔橫軋精密制坯模鍛成形工藝技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于金屬塑性成形技術(shù)領(lǐng)域，特別提供了一種適用于全部內(nèi)燃機(jī)凸輪軸的毛坯制造，包括單缸、雙缸、四缸、六缸等凸輪軸的內(nèi)燃機(jī)凸輪軸毛坯楔橫軋精密制坯模鍛成形工藝。
背景技術(shù)：
凸輪軸是活塞發(fā)動機(jī)里的一個(gè)關(guān)鍵部件，其作用是控制氣門的開啟和閉合動作。 上世紀(jì)九十年代前，鋼質(zhì)內(nèi)燃機(jī)凸輪軸毛坯的制造工藝是直接用圓棒料車削或鍛造。九十年代初我國首先研發(fā)出楔橫軋成形凸輪軸毛坯技術(shù)，凸輪軸的底頸、軸頸和凸輪的側(cè)面實(shí)現(xiàn)精確成形，可以不再加工或少量加工。該技術(shù)比原工藝節(jié)約鋼材30%以上，生產(chǎn)效率提高 4-10倍，取得了顯著經(jīng)濟(jì)效益，已在我國鋼質(zhì)凸輪軸毛坯制造領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。
然而由于楔橫軋工藝基本上只能成形回轉(zhuǎn)體零件，凸輪體部分是按最大外圓軋制成圓柱體，凸輪體的桃形需由車削加工成形。仍然要耗費(fèi)較多后續(xù)機(jī)加工和損失較多金屬材料。發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種可以在楔橫軋精確制坯的基礎(chǔ)上，由模鍛將凸輪桃形鍛造成形，實(shí)現(xiàn)凸輪軸毛坯整體精確成形的內(nèi)燃機(jī)凸輪軸毛坯楔橫軋精密制坯模鍛成形工藝本發(fā)明的技術(shù)方案是一種內(nèi)燃機(jī)凸輪軸毛坯楔橫軋精密制坯模鍛成形工藝，具體包括步驟1)根據(jù)凸輪軸毛坯圖紙?jiān)O(shè)計(jì)楔橫軋模具和模鍛成形模具；2)將圓棒料按照工藝要求下料，在中頻加熱爐中加熱至軋制溫度，將加熱后的圓棒料送入楔橫軋機(jī)中的楔橫軋模具進(jìn)行軋制，使軸底和軸頸部位達(dá)到凸輪軸毛坯的最終圖紙要求，凸輪部位依據(jù)模鍛需要軋制成不同形狀和直徑的回轉(zhuǎn)體；3)利用軋制余熱或再加熱，將步驟2得到的凸輪軸毛坯送入所述模鍛成形模具中，在壓力機(jī)上進(jìn)行成形鍛造，將所述已預(yù)軋成不同形狀和直徑回轉(zhuǎn)體的凸輪部位按照圖紙要求鍛出凸輪桃形；切除各凸輪周圍飛邊，完成凸輪軸毛坯精確成形。
進(jìn)一步，所述凸輪部位在楔橫軋階段，依據(jù)凸輪桃形相位不同，軋制成寬度不大于成品尺寸，其直徑與軸頸部位相比減少10%—25%的回轉(zhuǎn)體；所述回轉(zhuǎn)體的側(cè)面與軸線垂直或與軸線夾角不大于15度。
本發(fā)明的有益效果是由于采用楔橫軋精密制坯，凸輪軸毛坯的軸底和軸頸在楔橫軋階段即達(dá)到圖紙要求，凸輪部位可根據(jù)形狀和位置預(yù)軋成適當(dāng)形狀，可以充分發(fā)揮楔橫軋工藝成形精度高、效率高、節(jié)材率高等優(yōu)點(diǎn)；凸輪部位模鍛成形又可將楔橫軋只能成形的回轉(zhuǎn)體鍛造為接近成品形狀的桃形凸輪，不僅節(jié)省了大量凸輪粗加工設(shè)備，還進(jìn)一步提高了材料利用率。凸輪軸毛坯單純由楔橫軋成形比單純由鍛造成形平均節(jié)材25-38%，楔橫軋與模鍛結(jié)合的軋鍛聯(lián)合工藝又比單純楔橫軋制坯節(jié)約材料10-15%。凸輪軸毛坯楔橫軋精密制坯模鍛成形新工藝大幅提高工作效率和節(jié)約生產(chǎn)成本。


圖1為凸輪軸楔橫軋精密預(yù)制坯，其軸頸A與軸底C已達(dá)到圖紙要求，凸輪B依據(jù)模鍛需要軋制成不同形狀與直徑的回轉(zhuǎn)體。
圖2為用楔橫軋精密預(yù)制坯模鍛成形的凸輪軸毛坯，凸輪處有不大的飛邊，其它部位有少量毛刺。
圖3為切去飛邊后的凸輪軸楔橫軋模鍛聯(lián)合成形毛坯產(chǎn)品。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步說明。
實(shí)施例1:四缸凸輪軸毛坯，其軸頸直徑為65mm，軸底直徑為32mm，凸輪寬度24mm，軸頸寬度 23mm,總長 578mm。
首先，將直徑65mm，長度361mm的圓鋼加熱到1100-1150度，由送料機(jī)構(gòu)送入楔橫軋機(jī)軋制。在楔橫軋機(jī)中，將軸頸A和軸底C分別軋成為直徑65mm和32mm的回轉(zhuǎn)體，軸頸 A和軸底C達(dá)到最終凸輪軸毛坯圖紙要求。各凸輪B依所處相位軋制成直徑53mm至57mm 不等的回轉(zhuǎn)體(如圖1所示)；第二步，直接利用楔橫軋預(yù)制坯軋制余熱，將預(yù)制坯置于開式模鍛模具中鍛造成形(圖 2)，最后切去飛邊成形如圖3所示凸輪軸毛坯產(chǎn)品。
該產(chǎn)品直接鍛造或切削時(shí)原料為直徑65mm，長度578mm，重15. 05kg。
單純楔橫軋制坯時(shí)軸頸和凸輪的直徑全部為65mm，軸底的直徑全部為32mm，所用原料直徑65mm，長度415mm，重10. 81kg，比直接鍛造或切削節(jié)材觀％。軋鍛結(jié)合用料9. 39kg, 比單純楔橫軋制坯進(jìn)一步節(jié)材13%，并可節(jié)省粗車凸輪桃形的機(jī)床和工時(shí)。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機(jī)凸輪軸毛坯楔橫軋精密制坯模鍛成形工藝，具體包括以下步驟1)根據(jù)凸輪軸毛坯圖紙?jiān)O(shè)計(jì)楔橫軋模具和模鍛成形模具；2)將圓棒料按照工藝要求下料，在中頻加熱爐中加熱至軋制溫度，將加熱后的圓棒料送入楔橫軋機(jī)中的楔橫軋模具進(jìn)行軋制，使軸底和軸頸部位達(dá)到凸輪軸毛坯的最終圖紙要求，凸輪部位依據(jù)模鍛需要軋制成不同形狀和直徑的回轉(zhuǎn)體；3)利用軋制余熱或再加熱，將步驟2得到的凸輪軸毛坯送入所述模鍛成形模具中，在壓力機(jī)上進(jìn)行成形鍛造，將所述已預(yù)軋成不同形狀和直徑回轉(zhuǎn)體的凸輪部位按照圖紙要求鍛出凸輪桃形；切除各凸輪周圍飛邊，完成凸輪軸毛坯精確成形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)凸輪軸毛坯楔橫軋精密制坯模鍛成形工藝，其特征在于，所述凸輪部位在楔橫軋階段，依據(jù)凸輪桃形相位不同，軋制成寬度不大于成品尺寸，其直徑與軸頸部位相比減少10%—25%的回轉(zhuǎn)體；所述回轉(zhuǎn)體的側(cè)面與軸線垂直或與軸線夾角不大于15度。
全文摘要
本發(fā)明一種內(nèi)燃機(jī)凸輪軸毛坯楔橫軋精密制坯模鍛成形工藝，其實(shí)施步驟為1)根據(jù)凸輪軸毛坯圖紙?jiān)O(shè)計(jì)楔橫軋模具和模鍛成形模具；2)將圓棒料按照工藝要求下料，加熱至軋制溫度，將加熱后的圓棒料送入楔橫軋機(jī)中的楔橫軋模具進(jìn)行軋制，使軸底和軸頸部位達(dá)到凸輪軸毛坯的最終圖紙要求，凸輪部位依據(jù)模鍛需要軋制成不同形狀和直徑的回轉(zhuǎn)體；3)利用軋制余熱或再加熱，凸輪軸毛坯送入模鍛成形模具中，在壓力機(jī)上進(jìn)行成形鍛造，將預(yù)軋成不同形狀和直徑回轉(zhuǎn)體的凸輪部位按照圖紙要求鍛出凸輪桃形；切除各凸輪周圍飛邊，完成凸輪軸毛坯精確成形。本發(fā)明有益效果是凸輪軸毛坯比僅由楔橫軋制坯進(jìn)一步節(jié)材10-15%，還可節(jié)省大量凸輪粗加工工時(shí)和設(shè)備。
文檔編號B23P15/00GK102489956SQ20111040387
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月7日
發(fā)明者張康生, 楊翠萍, 胡正寰, 高星 申請人:北京科技大學(xué)