傳動(dòng)軸節(jié)叉軸鍛造新工藝的制作方法
【專利摘要】傳動(dòng)軸節(jié)叉軸鍛造新工藝，包括以下步驟：（1）下料；（2）局部中頻感應(yīng)加熱；（3）制坯：將加熱后的坯料放到制坯壓力機(jī)上的制坯模具當(dāng)中，操控制坯壓力機(jī)對坯料的加熱端進(jìn)行鍛壓，頭部鍛壓成型后取出，操控制坯壓力機(jī)將頭部壓扁呈田徑跑道形狀；（4）終鍛：將坯料放置到終鍛壓力機(jī)上的終鍛模具當(dāng)中進(jìn)行鍛壓，鍛壓后成為終鍛件；（5）切邊：將終鍛件的中間連皮或飛邊部分切掉成為鍛件產(chǎn)品。本發(fā)明避免坯料桿部與模具之間的應(yīng)力集中，省去預(yù)鍛模具材料費(fèi)用、模具加工費(fèi)用、縮短模具生產(chǎn)周期、機(jī)加工加工余量小，還提高生產(chǎn)效率、降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、降低生產(chǎn)成本。
【專利說明】傳動(dòng)軸節(jié)叉軸鍛造新工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于汽車傳動(dòng)軸鍛件生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種傳動(dòng)軸節(jié)叉軸鍛造新工藝。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，傳統(tǒng)鍛造工藝生產(chǎn)出來的節(jié)叉軸鍛件加工余量大、能耗高、生產(chǎn)效率低，節(jié)叉軸的傳統(tǒng)鍛造工藝為:下料一整體中頻感應(yīng)加熱一制還一預(yù)鍛一終鍛一切邊。整體加熱后的坯料在鍛造時(shí)的模鍛斜度> 2 °，導(dǎo)致機(jī)加工時(shí)的加工余量大，并且整體加熱的能耗高，由于節(jié)叉軸傳統(tǒng)的鍛造工藝設(shè)計(jì)有預(yù)鍛，預(yù)鍛工藝的增加，不但增加了模具材料費(fèi)用、模具加工費(fèi)用，還增加了模具生產(chǎn)周期，僅在模具生產(chǎn)一項(xiàng)上就大幅度的提高了生產(chǎn)成本，另外該工步的增加降低了勞動(dòng)生產(chǎn)效率，增加勞動(dòng)工時(shí)，也無形中增加了勞動(dòng)生產(chǎn)成本。在傳統(tǒng)鍛造工藝不但增加了生產(chǎn)成本還降低了生產(chǎn)效率。
[0003]總之，傳統(tǒng)鍛造工藝的缺陷是:
1、生產(chǎn)效率低；
2、整體中頻加熱能耗高；
3、鍛件加工余量大；
4、平均每只鍛件的模具費(fèi)用高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種生產(chǎn)效率高、能耗小、金加工余量小、生產(chǎn)成本低的傳動(dòng)軸節(jié)叉軸鍛造新工藝。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:傳動(dòng)軸節(jié)叉軸鍛造新工藝，包括以下步驟，
(1)、下料:采用全自動(dòng)數(shù)控鋸床或數(shù)控剪斷機(jī)將圓鋼下料為規(guī)定尺寸的坯料；
(2)、局部中頻感應(yīng)加熱:對每個(gè)坯料長度的三分之一進(jìn)行中頻感應(yīng)加熱，加熱溫度控制在1100°?1150°C之間，溫度測控采用紅外線測溫儀；
(3)、制坯:將加熱后的坯料放到制坯壓力機(jī)上的制坯模具當(dāng)中，操控制坯壓力機(jī)對坯料的加熱端進(jìn)行鍛壓，頭部鍛壓成型后取出，操控制坯壓力機(jī)將頭部壓扁呈田徑跑道形狀；
(4)、終鍛:將坯料放置到終鍛壓力機(jī)上的終鍛模具當(dāng)中進(jìn)行鍛壓，鍛壓后成為終鍛件；
(5)、切邊:將終鍛件飛邊部分切掉成為鍛件產(chǎn)品；
所述制坯模具包括設(shè)在制坯上模和制坯下模，制坯下模內(nèi)部垂直設(shè)有用于放置坯料的第一通孔，第一通孔包括上部的圓錐段和下部的圓柱段，第一通孔的圓錐段呈上大下小結(jié)構(gòu)，第一通孔的圓錐段的母線與中心線的夾角為0.5°，第一通孔的圓錐段下端與圓柱段的內(nèi)徑相等，第一通孔的圓柱段內(nèi)設(shè)有與該圓柱段間隙配合的制坯頂桿，制坯下模上表面與第一通孔上端與接合處設(shè)有上大下小的第一錐形過渡孔，制坯上模下表面設(shè)有與第一錐形過渡孔上下對應(yīng)的圓槽，圓槽與第一錐形過渡孔合圍成坯料頭部鍛壓腔；制坯上模下表面一側(cè)開設(shè)有上凹槽，制坯下模上表面一側(cè)設(shè)有位于上凹槽正下方的下凹槽，上凹槽和下凹槽合圍成用于壓扁坯料頭部的鍛壓空間，當(dāng)制坯上模和制坯下模上下接觸時(shí)，鍛壓空間的高度小于圓槽的直徑；
所述終鍛模具包括終鍛上模和終鍛下模，終鍛下模內(nèi)部垂直設(shè)有用于放置坯料的第二通孔，第二通孔包括上部的圓錐段和下部的圓柱段，第二通孔的圓錐段呈上大下小結(jié)構(gòu)，第二通孔的圓錐段的母線與中心線的夾角為0.5°，第二通孔的圓錐段下端與圓柱段的內(nèi)徑相等，第二通孔的圓柱段內(nèi)設(shè)有與該圓柱段間隙配合的終鍛頂桿，終鍛下模上表面與第二通孔上端與接合處設(shè)有上大下小的第二錐形過渡孔，終鍛上模下表面設(shè)有壓頭和位于壓頭周圍的圓環(huán)槽，壓頭及圓環(huán)槽與第二錐形過渡孔上下對應(yīng)合圍成頭部終鍛腔，終鍛上模和終鍛下模之間對應(yīng)設(shè)有飛邊間隙和環(huán)形的溢料腔，溢料腔通過飛邊間隙與頭部終鍛腔連通；終鍛下模上表面的四角設(shè)有矩形的定位缺口，終鍛上模下表面外邊沿設(shè)有可與定位缺口上下配合的定位凸臺(tái)。
[0006]所述步驟(3)具體為:把圓柱形坯料放到第一通孔內(nèi)，坯料上端為加熱部，坯料下端與制坯頂桿上端接觸，操控制坯壓力機(jī)，使制坯上模向下移動(dòng)，圓槽底面向下壓坯料上端，坯料變形將頭部鍛壓腔充滿形成圓盤型的頭部，然后操控制坯壓力機(jī)的液壓或機(jī)械式頂出裝置將制坯頂桿向上移動(dòng)，制坯頂桿將坯料頂出，接著用夾鉗夾住坯料的桿部，桿部保持水平，將頭部放置到下凹槽底面上，操控制坯壓力機(jī)，使制坯上模向下移動(dòng)，上凹槽下表面鍛壓頭部，這樣就把頭部壓扁呈田徑跑道形狀。
[0007]所述步驟(4)具體為:將坯料的桿部插入到第二通孔內(nèi)，坯料頭部的長度方向與頭部終鍛腔的長度方向保持一致，操控終鍛壓力機(jī)，使終鍛上模向下移動(dòng)，壓頭向下鍛壓坯料頭部中心，將頭部多余的料向周圍擴(kuò)充，直到頭部終鍛腔充滿，并且多余的料由飛邊間隙進(jìn)入到溢料腔內(nèi)，停止鍛壓作業(yè)，操控終鍛壓力機(jī)的液壓或機(jī)械式頂出裝置將終鍛頂桿向上移動(dòng)，制坯頂桿將終鍛件頂出，終鍛作業(yè)完成。
[0008]采用上述技術(shù)方案，由于節(jié)叉軸鍛件的桿部較長，所以將傳統(tǒng)的整體中頻感應(yīng)加熱改成局部中頻感應(yīng)加熱，不需要鍛造部位(變形部位)不加熱，選原材下料時(shí)使原材直徑接近鍛件桿部直徑，外圓只需要留1~1.5mm加工余量即可，由于局部加熱鍛件的桿部端面邊緣存在尖角，這時(shí)需要模具型腔底面也得制作成尖角，模具有尖角時(shí)存在應(yīng)力集中的問題，應(yīng)力集中模具易開裂，所以在設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)避免尖角，本發(fā)明的將第一通孔和第二通孔均設(shè)計(jì)為上下通透的結(jié)構(gòu)，并在第一通孔的圓柱段設(shè)置與鍛件下端面外徑相等的制坯頂桿，在第二通孔的圓柱段設(shè)置與鍛件下端面外徑相等的終鍛頂桿，由于桿部下端面不受熱變形，即使桿部下端面邊緣具有尖角，也不會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中的問題。
[0009]本發(fā)明在鍛造工藝方面:去掉現(xiàn)有的預(yù)鍛工步，制坯工步需要改進(jìn)才能滿足到終鍛一次成型，制坯工步改成先鐓粗頭部，然后將頭部壓扁的方式，這樣不僅省去預(yù)鍛模具材料費(fèi)用、模具加工費(fèi)用、縮短模具生產(chǎn)周期，還提高生產(chǎn)效率、降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、降低生產(chǎn)成本。
[0010]與傳統(tǒng)的技術(shù)相比本發(fā)明將整體中頻感應(yīng)加熱改成局部中頻感應(yīng)加熱，降低能耗，另外局部加熱后的坯料在鍛造時(shí)的模鍛斜度< 0.5°，機(jī)加工加工余量小。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明中制坯模具的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明中終鍛模具的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是圖2中終鍛下模的俯視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0012]本發(fā)明的傳動(dòng)軸節(jié)叉軸鍛造新工藝，包括以下步驟:
(1)、下料:采用全自動(dòng)數(shù)控鋸床或數(shù)控剪斷機(jī)將圓鋼下料為規(guī)定尺寸的坯料；
(2)、局部中頻感應(yīng)加熱:對每個(gè)坯料長度的三分之一進(jìn)行中頻感應(yīng)加熱，加熱溫度控制在1100°?1150°C之間，溫度測控采用紅外線測溫儀；
(3)、制坯:將加熱后的坯料放到制坯壓力機(jī)上的制坯模具當(dāng)中，操控制坯壓力機(jī)對坯料的加熱端進(jìn)行鍛壓，頭部鍛壓成型后取出，操控制坯壓力機(jī)將頭部壓扁呈田徑跑道形狀；
(4)、終鍛:將坯料放置到終鍛壓力機(jī)上的終鍛模具當(dāng)中進(jìn)行鍛壓，鍛壓后成為終鍛件；
(5)、切邊:將終鍛件的中間連皮或飛邊部分切掉成為鍛件產(chǎn)品；
如圖1所示，制坯模具包括設(shè)在制坯上模1和制坯下模2，制坯下模2內(nèi)部垂直設(shè)有用于放置坯料的第一通孔3，第一通孔3包括上部的圓錐段和下部的圓柱段，第一通孔3的圓錐段呈上大下小結(jié)構(gòu)，第一通孔3的圓錐段的母線與中心線的夾角A為0.5°，第一通孔3的圓錐段下端與圓柱段的內(nèi)徑相等，第一通孔3的圓柱段內(nèi)設(shè)有與該圓柱段間隙配合的制坯頂桿4，制坯下模2上表面與第一通孔3上端與接合處設(shè)有上大下小的第一錐形過渡孔5，制坯上模1下表面設(shè)有與第一錐形過渡孔5上下對應(yīng)的圓槽6，圓槽6與第一錐形過渡孔5合圍成坯料頭部鍛壓腔；制坯上模1下表面一側(cè)開設(shè)有上凹槽7，制坯下模2上表面一側(cè)設(shè)有位于上凹槽7正下方的下凹槽8，上凹槽7和下凹槽8合圍成用于壓扁坯料頭部的鍛壓空間，當(dāng)制坯上模1和制坯下模2上下接觸時(shí)，鍛壓空間的高度小于圓槽6的直徑。
[0013]如圖2和圖3所示，終鍛模具包括終鍛上模11和終鍛下模12，終鍛下模12內(nèi)部垂直設(shè)有用于放置坯料的第二通孔13，第二通孔13包括上部的圓錐段和下部的圓柱段，第二通孔13的圓錐段呈上大下小結(jié)構(gòu)，第二通孔13的圓錐段的母線與中心線的夾角B為
0.5°，第二通孔13的圓錐段下端與圓柱段的內(nèi)徑相等，第二通孔13的圓柱段內(nèi)設(shè)有與該圓柱段間隙配合的終鍛頂桿14，終鍛下模12上表面與第二通孔13上端與接合處設(shè)有上大下小的第二錐形過渡孔15，終鍛上模11下表面設(shè)有壓頭16和位于壓頭16周圍的圓環(huán)槽17，壓頭16及圓環(huán)槽17與第二錐形過渡孔15上下對應(yīng)合圍成頭部終鍛腔，終鍛上模11和終鍛下模12之間對應(yīng)設(shè)有飛邊間隙和環(huán)形的溢料腔18，溢料腔18通過飛邊間隙19與頭部終鍛腔連通；終鍛下模12上表面的四角設(shè)有矩形的定位缺口 20，終鍛上模11下表面外邊沿設(shè)有可與定位缺口 20上下配合的定位凸臺(tái)21。
[0014]本發(fā)明的步驟(3)具體為:把圓柱形坯料放到第一通孔3內(nèi)，坯料上端為加熱部，坯料下端與制坯頂桿4上端接觸，操控制坯壓力機(jī)，使制坯上模1向下移動(dòng)，圓槽6底面向下壓坯料上端，坯料變形將頭部鍛壓腔充滿形成圓盤型的頭部，然后操控制坯壓力機(jī)的液壓或機(jī)械式頂出裝置將制坯頂桿4向上移動(dòng)，制坯頂桿4將坯料頂出，接著用夾鉗夾住坯料的桿部，桿部保持水平，將頭部放置到下凹槽8底面上，操控制坯壓力機(jī)，使制坯上模I向下移動(dòng)，上凹槽7下表面鍛壓頭部，這樣就把頭部壓扁呈田徑跑道形狀。
[0015]本發(fā)明的步驟(4)具體為:將坯料的桿部插入到第二通孔13內(nèi)，坯料頭部的長度方向與頭部終鍛腔的長度方向保持一致，操控終鍛壓力機(jī)，使終鍛上模11向下移動(dòng)，壓頭16向下鍛壓坯料頭部中心，將頭部多余的料向周圍擴(kuò)充，直到頭部終鍛腔充滿，并且多余的料由飛邊間隙19進(jìn)入到溢料腔18內(nèi)，停止鍛壓作業(yè)，操控終鍛壓力機(jī)的液壓或機(jī)械式頂出裝置將終鍛頂桿14向上移動(dòng)，制坯頂桿4將終鍛件頂出，終鍛作業(yè)完成。
[0016]由于節(jié)叉軸鍛件的桿部較長，所以將傳統(tǒng)的整體中頻感應(yīng)加熱改成局部中頻感應(yīng)加熱，不需要鍛造部位(變形部位)不加熱，選原材下料時(shí)使原材直徑接近鍛件桿部直徑，夕卜圓只需要留1~1.5mm加工余量即可，由于局部加熱鍛件的桿部端面邊緣存在尖角，這時(shí)需要模具型腔底面也得制作成尖角，模具有尖角時(shí)存在應(yīng)力集中的問題，應(yīng)力集中模具易開裂，所以在設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)避免尖角，本發(fā)明的將第一通孔3和第二通孔13均設(shè)計(jì)為上下通透的結(jié)構(gòu)，并在第一通孔3的圓柱段設(shè)置與鍛件下端面外徑相等的制坯頂桿4，在第二通孔13的圓柱段設(shè)置與鍛件下端面外徑相等的終鍛頂桿14，由于桿部下端面不受熱變形，即使桿部下端面邊緣具有尖角，也不會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中的問題。
[0017]本發(fā)明在鍛造工藝方面:去掉現(xiàn)有的預(yù)鍛工步，制坯工步需要改進(jìn)才能滿足到終鍛一次成型，制坯工步改成先鐓粗頭部，然后將頭部壓扁的方式，這樣不僅省去預(yù)鍛模具材料費(fèi)用、模具加工費(fèi)用、縮短模具生產(chǎn)周期，還提高生產(chǎn)效率、降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、降低生產(chǎn)成本。
[0018]與傳統(tǒng)的技術(shù)相比本發(fā)明將整體中頻感應(yīng)加熱改成局部中頻感應(yīng)加熱，降低能耗，另外局部加熱后的坯料在鍛造時(shí)的模鍛斜度< 0.5°，機(jī)加工加工余量小。
[0019]以上實(shí)施例僅用以說明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案，盡管參照上述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:依然可以對本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.傳動(dòng)軸節(jié)叉軸鍛造新工藝，其特征在于:包括以下步驟， (1)、下料:采用全自動(dòng)數(shù)控鋸床或數(shù)控剪斷機(jī)將圓鋼下料為規(guī)定尺寸的坯料； (2)、局部中頻感應(yīng)加熱:對每個(gè)坯料長度的三分之一進(jìn)行中頻感應(yīng)加熱，加熱溫度控制在1100°?1150°C之間，溫度測控采用紅外線測溫儀； (3)、制坯:將加熱后的坯料放到制坯壓力機(jī)上的制坯模具當(dāng)中，操控制坯壓力機(jī)對坯料的加熱端進(jìn)行鍛壓，頭部鍛壓成型后取出，操控制坯壓力機(jī)將頭部壓扁呈田徑跑道形狀； (4)、終鍛:將坯料放置到終鍛壓力機(jī)上的終鍛模具當(dāng)中進(jìn)行鍛壓，鍛壓后成為終鍛件； (5)、切邊:將終鍛件的飛邊部分切掉成為鍛件產(chǎn)品； 所述制坯模具包括設(shè)在制坯上模和制坯下模，制坯下模內(nèi)部垂直設(shè)有用于放置坯料的第一通孔，第一通孔包括上部的圓錐段和下部的圓柱段，第一通孔的圓錐段呈上大下小結(jié)構(gòu)，第一通孔的圓錐段的母線與中心線的夾角為0.5°，第一通孔的圓錐段下端與圓柱段的內(nèi)徑相等，第一通孔的圓柱段內(nèi)設(shè)有與該圓柱段間隙配合的制坯頂桿，制坯下模上表面與第一通孔上端與接合處設(shè)有上大下小的第一錐形過渡孔，制坯上模下表面設(shè)有與第一錐形過渡孔上下對應(yīng)的圓槽，圓槽與第一錐形過渡孔合圍成坯料頭部鍛壓腔；制坯上模下表面一側(cè)開設(shè)有上凹槽，制坯下模上表面一側(cè)設(shè)有位于上凹槽正下方的下凹槽，上凹槽和下凹槽合圍成用于壓扁坯料頭部的鍛壓空間，當(dāng)制坯上模和制坯下模上下接觸時(shí)，鍛壓空間的高度小于圓槽的直徑； 所述終鍛模具包括終鍛上模和終鍛下模，終鍛下模內(nèi)部垂直設(shè)有用于放置坯料的第二通孔，第二通孔包括上部的圓錐段和下部的圓柱段，第二通孔的圓錐段呈上大下小結(jié)構(gòu)，第二通孔的圓錐段的母線與中心線的夾角為0.5°，第二通孔的圓錐段下端與圓柱段的內(nèi)徑相等，第二通孔的圓柱段內(nèi)設(shè)有與該圓柱段間隙配合的終鍛頂桿，終鍛下模上表面與第二通孔上端與接合處設(shè)有上大下小的第二錐形過渡孔，終鍛上模下表面設(shè)有壓頭和位于壓頭周圍的圓環(huán)槽，壓頭及圓環(huán)槽與第二錐形過渡孔上下對應(yīng)合圍成頭部終鍛腔，終鍛上模和終鍛下模之間對應(yīng)設(shè)有飛邊間隙和環(huán)形的溢料腔，溢料腔通過飛邊間隙與頭部終鍛腔連通；終鍛下模上表面的四角設(shè)有矩形的定位缺口，終鍛上模下表面外邊沿設(shè)有可與定位缺口上下配合的定位凸臺(tái)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳動(dòng)軸節(jié)叉軸鍛造新工藝，其特征在于:所述步驟(3)具體為:把圓柱形坯料放到第一通孔內(nèi)，坯料上端為加熱部，坯料下端與制坯頂桿上端接觸，操控制坯壓力機(jī)，使制坯上模向下移動(dòng)，圓槽底面向下壓坯料上端，坯料變形將頭部鍛壓腔充滿形成圓盤型的頭部，然后操控制坯壓力機(jī)的液壓或機(jī)械式頂出裝置將制坯頂桿向上移動(dòng)，制坯頂桿將坯料頂出，接著用夾鉗夾住坯料的桿部，桿部保持水平，將頭部放置到下凹槽底面上，操控制坯壓力機(jī)，使制坯上模向下移動(dòng)，上凹槽下表面鍛壓頭部，這樣就把頭部壓扁呈田徑跑道形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的傳動(dòng)軸節(jié)叉軸鍛造新工藝，其特征在于:所述步驟(4)具體為:將坯料的桿部插入到第二通孔內(nèi)，坯料頭部的長度方向與頭部終鍛腔的長度方向保持一致，操控終鍛壓力機(jī)，使終鍛上模向下移動(dòng)，壓頭向下鍛壓坯料頭部中心，將頭部多余的料向周圍擴(kuò)充，直到頭部終鍛腔充滿，并且多余的料由飛邊間隙進(jìn)入到溢料腔內(nèi)，停止鍛壓作業(yè)，操控終鍛壓力機(jī)的液壓或機(jī)械式頂出裝置將終鍛頂桿向上移動(dòng)，制坯頂桿將終鍛件頂出，終鍛作業(yè)完成。
【文檔編號】B21K1/06GK104439027SQ201410615127
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月5日
【發(fā)明者】孟會(huì)濤, 劉其勇, 胡衛(wèi)華, 郭艷珺, 張恒, 丁圣杰, 安偉浩, 陳喜樂, 趙世啟, 宋航 申請人:許昌中興鍛造有限公司, 許昌遠(yuǎn)東傳動(dòng)軸股份有限公司