專利名稱：一種提高細長臺階軸桿部同軸度的冷擠模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種提高細長臺階軸桿部同軸度的冷擠模具
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及金屬精密鍛造領(lǐng)域，特別涉及一種提高細長臺階軸桿部同軸度的冷擠模具。
背景技術(shù)：
細長臺階軸是指具有多臺階的細長軸，一般指長徑比大于25的軸。請參考圖I所示，其為一種細長臺階軸鍛件的示意圖。此類鍛件的特點是直徑小，長度長，在鍛造加工過程中各臺階易產(chǎn)生同軸度較差，不能保證細長臺階軸鍛件在機加工后的精度。目前，加工細長臺階軸的常規(guī)工藝為冷鍛成形，后續(xù)經(jīng)少量切削后加工成形。由于細長臺階軸的長軸較長，各臺階同軸度要求較高，一般要求同軸度保證在O. 3_以內(nèi)。因此，細長臺階軸鍛件的 冷鍛成形工藝包括如下工序下料，退火，拋丸，磷皂化，減徑，拋丸，磷皂化和墩粗成形。請參考圖2 (a)-2 (C)所示，其為使用上述冷鍛成形工藝鍛造細長臺階軸的產(chǎn)品形狀變化過程示意圖。圖2(a)為下料工序得到的產(chǎn)品形狀，圖2(b)為減徑工序得到的產(chǎn)品形狀，圖2(c)為墩粗成形工序得到的產(chǎn)品形狀，其中，圖2(b)和圖2(c)中產(chǎn)品的減徑臺階角度為15°。由于該冷鍛工藝包括減徑和墩粗成形工序，因此，需要兩套模具。模具重復(fù)安裝會影響成形產(chǎn)品尺寸的精度，并且現(xiàn)行的軸類冷擠模具設(shè)計時分成多節(jié)下模的結(jié)構(gòu)，用止口連接。請參考圖3所示，其為墩粗成形步驟中使用的下模組件結(jié)構(gòu)示意圖。該下模組件為多節(jié)下模結(jié)構(gòu)，第一節(jié)下模310、第二節(jié)下模320、第三節(jié)下模330和第四節(jié)下模340之間通過止口 350連接，再用大模套360定位。由于大模套360加工尺寸精度低，裝配過程中易產(chǎn)生偏差，因此會影響到產(chǎn)品要求的同軸度。綜上所述，加工細長臺階軸鍛件的常規(guī)工藝采用先減徑，后墩粗成形的工藝方案，這種工藝比較穩(wěn)妥，成形力小，便于生產(chǎn)，但是需要裝卸兩次模具，且中間過程需要進行坯料的處理(比如對減徑后的坯料進行拋丸和磷皂化處理)，改變坯料的狀態(tài)，無法保證產(chǎn)品尺寸的一致性，并且受冷擠模具結(jié)構(gòu)的影響，在墩粗成形的工序中產(chǎn)品的同軸度為O. 25-0. 40mm,很難保證在O. 3mm以內(nèi)。因此，有必要提出一種改進的技術(shù)方案來解決上述問題。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種冷擠模具，其可以保證細長臺階軸的同軸度，同時可以減少工序，降低成本。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供一種冷擠模具，其包括形成上模腔的上模組件、形成下模腔的下模組件、自上模腔向下延伸的上沖頭和自下模腔向上延伸的退料器。所述上模組件包括形成所述上模腔的上模和套設(shè)于上模外圍的上模套。所述下模組件包括依次堆疊的復(fù)數(shù)下模、套設(shè)于復(fù)數(shù)下模外圍的第一下模套、將復(fù)數(shù)下模與第一下模套相對鎖定的下壓板、套設(shè)于第一下模套外圍的第二下模套、安裝于第一下模套的上緣上的導(dǎo)向套，以及將導(dǎo)向套固定的上壓板，上模組件的上模套沿所述導(dǎo)向套的導(dǎo)引與下模組件進行合模，合模后，上模腔和下模腔連接貫通，在下模腔中設(shè)有減頸臺階和位于減頸臺階上方的鐓粗臺階，其中減頸臺階的角度小于15度且大于10度。進一步的，所述減頸臺階的角度為13度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型中的冷擠模具，可以使得現(xiàn)有的減徑、墩粗成形兩道工序合為一道工序來完成，減少了使用模具的次數(shù)，使產(chǎn)品由于重復(fù)裝配模具而產(chǎn)生的誤差減小，從而保證細長臺階軸鍛件的同軸度，同時可以減少工序，降低成本。

為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施 例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。其中圖I為一種細長臺階軸鍛件的示意圖；圖2(a)_2(c)為使用現(xiàn)有冷鍛成形工藝鍛造細長臺階軸的產(chǎn)品形狀變化過程示意圖；圖3為墩粗成形步驟中使用的下模組件結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實用新型中的一種提高細長臺階軸桿部同軸度的鍛造方法在一個實施例中的工藝流程圖；圖5為本實用新型中進行冷擠成形步驟的冷擠模具示意圖；和圖6(a)_6(b)為本實用新型在一個實施例中的產(chǎn)品形狀變化過程圖。
具體實施方式為使本實用新型的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細的說明。此處所稱的“一個實施例”或“實施例”是指可包含于本實用新型至少一個實現(xiàn)方式中的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性。在本說明書中不同地方出現(xiàn)的“在一個實施例中”并非均指同一個實施例，也不是單獨的或選擇性的與其他實施例互相排斥的實施例。本實用新型將減徑、墩粗成形兩道工序合為一道工序來完成，減少了使用模具的次數(shù)，使產(chǎn)品由于重復(fù)裝配模具而產(chǎn)生的誤差減小，從而保證細長臺階軸鍛件的同軸度，同時可以減少工序，降低成本。請參考圖4所示，其為本實用新型提高細長臺階軸桿部同軸度的鍛造方法在一個實施例中的工藝流程圖。所述工藝流程包括如下步驟。步驟410、下料。所述下料為選擇合適的棒材，調(diào)整下料長度，形成坯料。步驟4加、退火。所述退火是將坯料緩慢加熱到一定溫度，保持足夠時間，然后以適宜速度冷卻。其目的是降低硬度，改善切削加工性；消除殘余應(yīng)力，穩(wěn)定尺寸，減少變形與裂紋傾向；細化晶粒，調(diào)整組織，消除組織缺陷。[0026]步驟430、拋丸、磷阜化。所述拋丸、磷皂化為常規(guī)拋丸和磷皂化，主要是為后續(xù)冷擠成形工序提供潤滑皮膜，是為了減少坯料與模具之間的摩擦力，有效地保護模具，提高模具壽命。步驟440、冷擠成形。所述冷擠成形為利用冷擠模具對坯料進行一次冷擠成形。其中冷擠模具的模腔的減頸臺階的角度小于15°且大于10°，優(yōu)選的為13°，在進行一次冷擠成形時先對坯料進行減頸，減徑完成后，對坯料進行墩粗以得到細長臺階軸桿鍛件，從而將減徑、墩粗成形兩道工序合并為一道工序來完成，減少了使用模具的次數(shù)，產(chǎn)品由于重復(fù)裝配模具而產(chǎn)生的誤差就變小。所述減頸臺階的角度為減頸臺階的傾斜表面與模腔的軸線之間的夾角，由于鍛件是由所述冷擠模具鍛造形成的，因此圖6示出的鍛件的減頸臺階角度與模腔的減頸臺階的角度是相同的。 請參考圖5所示，其本實用新型中進行冷擠成形步驟的冷擠模具示意圖。所述冷擠模具包括形成上模腔的上模組件、形成下模腔的下模組件、自上模腔向下延伸的上沖頭504和自下模腔向上延伸的退料器524。上模組件包括形成所述上模腔的上模506和套設(shè)于所述上模506外圍的上模套502。所述下模組件包括依次堆疊的四節(jié)下模、套設(shè)于四節(jié)下模外圍的第一下模套512、將四節(jié)下模與第一下模套512相對鎖定的下壓板522、套設(shè)于第一下模套512外圍的第二下模套520、安裝于第一下模套512的上緣上的導(dǎo)向套508，以及將導(dǎo)向套508固定的上壓板528。上模組件的上模套502沿所述導(dǎo)向套508的導(dǎo)引與下模組件進行合模，合模后，上模腔和下模腔連接貫通，在下模腔中設(shè)有減頸臺階530和位于減頸臺階上方的鐓粗臺階532，其中減頸臺階的角度為13°。以下具體介紹所述冷擠模具的組裝過程。首先，將第一節(jié)下模510、第二節(jié)下模514、第三節(jié)下模516和第四節(jié)下模518從上至下依次堆疊后裝配進第一下模套512內(nèi)，再用下壓板522將四節(jié)下模與第一下模套512相對鎖定，使四節(jié)下模與第一下模套512成為一個整體式下模次組件。四節(jié)下模的外圓公差為-0. 015mm,第一下模套512的內(nèi)圓公差為+0. 015mm,便于裝配。加工四節(jié)下模過程中保證下模內(nèi)圓對于外圓的同軸度一致，這樣通過第一下模套512裝配好四節(jié)下模后，就能保證四節(jié)下模內(nèi)圓的貫通連接偏差小(四節(jié)下模與第一層模套直接的間隙大約為
0.Olmm-O. 03mm)，接近似為無縫連接。然后，將所述整體式下模次組件裝入第二下模套520中導(dǎo)正，在第一下模套512的上緣裝上導(dǎo)向套508，之后用上壓板528將所述導(dǎo)向套508進行固定。也就是說，先由第一下模套512固定住四節(jié)下模，再由第二下模套520固定住第一下模套512進行上、下模校正，再通過導(dǎo)向套508的作用，在成形過程中進行導(dǎo)向，從而確保產(chǎn)品同軸度要求。通過兩重模套的固定，保證模具的裝配精度，從而確保鍛造過程中產(chǎn)品精度，并且在第二下模套520外將四節(jié)下模與第一下模套512裝成一體后再裝配到第二下模套520上，便于裝卸模具，便于操作。根據(jù)所述細長臺階軸鍛件在下模中長度為L (如圖I所示)，將下模分為N節(jié)，每節(jié)高100mm，可以根據(jù)實際情況作出調(diào)整。每節(jié)下模的孔徑之間由上向下依次為0. 05_，便于鍛造后的退料，退料行程適中，有利于提聞效率[0037]接下來詳細介紹一下利用冷擠模具進行冷擠成形的過程。將坯料526放入下模腔中，上模組件與下模組件在導(dǎo)向套508的導(dǎo)向下進行合模，之后上沖頭504下行擠壓坯料526，由于冷擠模具的減頸臺階角度為13°，減徑的鍛造力小于墩粗的鍛造力，先對坯料在減徑臺階530處進行減徑(即在未墩粗的時候先減徑)，減徑完成后，坯料接觸退料器524受力，隨著上沖頭繼續(xù)下行，對坯料在鐓粗臺階532處進行鐓粗，在完成整個沖壓過程后，得到細長臺階軸桿鍛件。請參考圖6(a)_6(b)所示，其為本實用新型在一個實施例中的產(chǎn)品形狀變化過程圖。其中圖6(a)為下料工序后的產(chǎn)品形狀示意圖(即坯料的形狀示 意圖)，圖6(b)為擠壓成形后的產(chǎn)品形狀示意圖(即鍛件的形狀示意圖)，圖6(b)中的產(chǎn)品的減徑臺階角度為13°。綜上所述，本實用新型將冷擠模具中的減徑臺階角度設(shè)計為13°，以使減徑、墩粗成形兩道工序合為一道工序來完成，與前述加工細長臺階軸鍛件的常規(guī)工藝相比，減少了一套模具加工，并且減少了原有減徑和墩粗成形工序之間的拋丸、磷皂化工序，從而將這兩個影響產(chǎn)品同軸度的因素去除，進而提高了該產(chǎn)品的同軸度在改善工藝的同時將冷擠模具的結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，將模具中的止口連接為采用雙重模套的結(jié)構(gòu)，保證多節(jié)下模的裝配的嚴密性，減少模具裝配的誤差，保證成形模具的同軸度，從而保證產(chǎn)品成型后的同軸度要求，使將原先工藝做到的同軸度0. 25mm-0. 40mm提高至0. 08mm-0. 15mm。上述說明已經(jīng)充分揭露了本實用新型的具體實施方式
。需要指出的是，熟悉該領(lǐng)域的技術(shù)人員對本實用新型的具體實施方式
所做的任何改動均不脫離本實用新型的權(quán)利要求書的范圍。相應(yīng)地，本實用新型的權(quán)利要求的范圍也并不僅僅局限于前述具體實施方式
。
權(quán)利要求1.一種冷擠模具，其特征在于，其包括形成上模腔的上模組件、形成下模腔的下模組件、自上模腔向下延伸的上沖頭和自下模腔向上延伸的退料器， 所述上模組件包括形成所述上模腔的上模和套設(shè)于上模外圍的上模套； 所述下模組件包括依次堆疊的復(fù)數(shù)下模、套設(shè)于復(fù)數(shù)下模外圍的第一下模套、將復(fù)數(shù)下模與第一下模套相對鎖定的下壓板、套設(shè)于第一下模套外圍的第二下模套、安裝于第一下模套的上緣上的導(dǎo)向套，以及將導(dǎo)向套固定的上壓板，上模組件的上模套沿所述導(dǎo)向套的導(dǎo)引與下模組件進行合模，合模后，上模腔和下模腔連接貫通，在下模腔中設(shè)有減頸臺階和位于減頸臺階上方的鐓粗臺階，其中減頸臺階的角度小于15度且大于10度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的冷擠模具，其特征在于，所述減頸臺階的角度為13度。
專利摘要本實用新型提供一種冷擠模具，其包括上模組件、下模組件、上沖頭和退料器。所述上模組件包括形成上模腔的上模和套設(shè)于上模外圍的上模套。所述下模組件包括依次堆疊的形成下模腔的復(fù)數(shù)下模、套設(shè)于復(fù)數(shù)下模外圍的第一下模套、將復(fù)數(shù)下模與第一下模套相對鎖定的下壓板、套設(shè)于第一下模套外圍的第二下模套、安裝于第一下模套的上緣上的導(dǎo)向套，以及將導(dǎo)向套固定的上壓板，在下模腔中設(shè)有減頸臺階，其中減頸臺階的角度小于15度且大于10度。這樣，將現(xiàn)有的減徑、墩粗成形兩道工序合為一道工序來完成，減少了使用模具的次數(shù)，使產(chǎn)品由于重復(fù)裝配模具而產(chǎn)生的誤差減小，從而保證細長臺階軸鍛件的同軸度，同時可以減少工序，降低成本。
文檔編號B21J13/02GK202752520SQ201220302390
公開日2013年2月27日 申請日期2012年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月26日
發(fā)明者朱亞萍, 黃榮, 龔衛(wèi)紅, 袁永軍, 季成 申請人:鹽城理研精密鍛造有限公司