專利名稱：半軸套管快捷精密擠壓成形新工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于材料加工工程中金屬塑性成形領(lǐng)域。用于成形半軸套管(軸頭)及其與此相類似的中空軸類鍛件。
背景技術(shù)：
半軸套管是載貨車后橋上承擔(dān)繁重載荷的重要零件。為節(jié)省燃油消耗，要求汽車提高荷重比，因此重量較輕的沖焊橋殼正逐漸替代鑄造橋殼，鍛造半軸套管因而也正逐漸替代鑄造半軸套管，以便把半軸套管與橋殼牢固焊接在一起。這就是近年來(lái)鍛造半軸套管需求量逐年大幅度上升的原因。這種細(xì)長(zhǎng)比較大的中空通透鍛件成形與提高精度都比較困難。目前采用的鍛造工藝主要有兩種一種是采用無(wú)縫鋼管在平鍛機(jī)上鐓擠，另一種是采用圓棒料鐓擠后單獨(dú)設(shè)立沖連皮工序或單獨(dú)設(shè)立切端頭工序去除連皮。這兩種工藝均存在某些不足。無(wú)縫鋼管鐓擠法無(wú)法成形端部帶較大法蘭的鍛件，加之材料價(jià)格較高，生產(chǎn)成本較高，應(yīng)用范圍正在萎縮。另一種工藝主要存在兩個(gè)問(wèn)題其一是成形內(nèi)孔采用反擠壓法，擠壓沖頭長(zhǎng)度較長(zhǎng)(不小于鍛件高度)，細(xì)長(zhǎng)比較大，工作中易變形，服役壽命低，生產(chǎn)中需要經(jīng)常更換沖頭，這已成為制約生產(chǎn)率提高的主要因素；其二是在擠壓工序后商需設(shè)立單獨(dú)工序去除反擠壓留下的連皮，有時(shí)還需設(shè)立切端頭工序，不但工序長(zhǎng)，材料利用率也較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出半軸套管快捷精密成形新工藝，工藝過(guò)程是將加熱到鍛造溫度的圓棒料在液壓機(jī)上經(jīng)過(guò)鐓粗、沖孔、穿孔及正擠壓、鐓擠四工序，完成全部成形任務(wù)。鍛件精度達(dá)到或超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB12362《鋼質(zhì)模鍛件公差及機(jī)械加工余量》中的精密級(jí)，只用四個(gè)工序就完成這種通透中空難成形鍛件的生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了半軸套管精密鍛件的快捷成形。
本發(fā)明的特征之一是采用正擠壓法成形半軸套管中空桿部，正擠壓凸模由環(huán)形沖頭和被環(huán)形沖頭包圍的芯桿組成，環(huán)形沖頭施加擠壓力，芯桿與凹模內(nèi)壁控制金屬流動(dòng)，保證桿部?jī)?nèi)孔和外壁的尺寸精度。與反擠壓成形桿部相比，本發(fā)明大大改善了擠壓凸模的受力狀態(tài)，將大細(xì)長(zhǎng)比反擠壓沖頭改變?yōu)楦叨瘸叽缧∮谥睆匠叽绲沫h(huán)形沖頭，沖頭服役壽命提高10倍以上，尺寸與反擠壓沖頭直徑相近的芯桿長(zhǎng)度也縮短到反擠壓沖頭的一半左右，并且不再施加擠壓力，因而磨損大大減輕，壽命大大提高，保證內(nèi)孔成形精度，提高了生產(chǎn)率。本發(fā)明的另一個(gè)特征是將沖連皮工序與正擠壓工序合并為一個(gè)穿孔及正擠壓復(fù)合工序，縮短了工藝流程，免除單獨(dú)設(shè)立的沖連皮工序或切端頭工序，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，提高材料利用率，同時(shí)也可減少生產(chǎn)設(shè)備，節(jié)省投資。


附圖1為一種半軸套管鍛件圖。
附圖2為本發(fā)明的一種半軸套管成形工序流程圖。
其中1)-鐓粗， 2)-沖孔， 3)-穿孔及正擠壓， 4)-鐓擠附圖3為穿孔及正擠壓復(fù)合工序模具及模架圖。
具體實(shí)施例方式
下面舉例說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施過(guò)程，也進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)特征。
圖1為一種半軸套管鍛件圖。精度等級(jí)為GB12362《鋼質(zhì)模鍛件公差及機(jī)械加工余量》中的精密級(jí)。鍛件高度380mm，頭部帶有法蘭盤。采用擠壓成形，壓力機(jī)的工作行程至少應(yīng)達(dá)到工件高度的2倍。這是因?yàn)槌藬D壓需要的行程外，還要考慮工件從凹模中頂出后取走所需要的行程。加上模具系統(tǒng)高度，壓力機(jī)的開(kāi)起高度應(yīng)大于工件高度的4倍。一般機(jī)械壓力機(jī)不能滿足這一要求，而液壓機(jī)較容易達(dá)到這一要求，因此選用液壓機(jī)比較合理。成形鍛件的四個(gè)工序可布置在三臺(tái)液壓機(jī)上，模具分別安裝在導(dǎo)向精度良好的三套模架上。其中鐓粗與沖孔共用一臺(tái)設(shè)備，穿孔及正擠壓復(fù)合工序和鐓擠工序各用一臺(tái)設(shè)備。圓棒料鐓粗為沖孔工序提供尺寸合適的坯料，同時(shí)去除加熱產(chǎn)生的氧化皮。采用閉式?jīng)_孔，保證坯料在下道工序中定位準(zhǔn)確，為桿部成形提供良好條件。穿孔及正擠壓復(fù)合工序工作時(shí)，組合凸模中的芯桿先將沖孔連皮去除，連皮落在凹模底部并被壓縮空氣吹走，然后環(huán)形沖頭接觸坯料并施加擠壓力，通過(guò)正擠壓成形全部通透桿部?jī)?nèi)孔與外輪廓。最后經(jīng)過(guò)鐓擠成形頭部法蘭盤。圖2是工序流程，圖3是穿孔及正擠壓復(fù)合工序模具及模架圖。本發(fā)明的技術(shù)特征集中體現(xiàn)在穿孔及正擠壓復(fù)合工序中。圖3清楚表明了這一工序的工作原理，環(huán)形沖頭施加擠壓力，芯桿擔(dān)負(fù)沖連皮與控制金屬流動(dòng)雙重任務(wù)。與反擠壓沖頭相比，芯桿的長(zhǎng)度短得多，不承擔(dān)擠壓力，在工作中主要承擔(dān)由于摩擦所產(chǎn)生的拉應(yīng)力，因此精度損失較慢，服役壽命較長(zhǎng)。
采用1250噸液壓機(jī)為主機(jī)，配以兩臺(tái)噸位較小的液壓機(jī)組成生產(chǎn)線，可生產(chǎn)法蘭盤直徑300毫米，桿部外徑110毫米，桿部?jī)?nèi)孔60毫米，鍛件高度400毫米及其以下尺寸的半軸套管。生產(chǎn)節(jié)拍30秒，班產(chǎn)可達(dá)800件，鍛件平均重量20公斤，班產(chǎn)鍛件16噸。鍛件材料利用率97％以上，鍛件精度達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)精密級(jí)。本發(fā)明是鍛造半軸套管的先進(jìn)實(shí)用技術(shù)，應(yīng)用前景十分廣闊。
權(quán)利要求
1.一種半軸套管鍛件快捷精密擠壓新工藝，其特征是采用熱軋圓棒料加熱至鍛造溫度在液壓機(jī)上無(wú)需單獨(dú)設(shè)立沖連皮工序或切頭工序，精密快捷成形通透內(nèi)孔和外輪廓，工藝過(guò)程是鐓粗-沖孔-穿孔與正擠壓-鐓擠。
2.根據(jù)權(quán)力要求1所述的新工藝，其特征是將穿孔與正擠壓合并為一個(gè)工步，利用適當(dāng)長(zhǎng)度的芯桿首先去除沖孔連皮，然后用正擠壓成形內(nèi)孔。為實(shí)現(xiàn)這一目的，設(shè)計(jì)組合凸模結(jié)構(gòu)，由環(huán)狀凸模和芯桿組成，環(huán)狀凸模施加擠壓力，芯桿用于成形內(nèi)孔。
全文摘要
提出半軸套管快捷精密成形新工藝，工藝過(guò)程是將加熱到鍛造溫度的圓棒料在液壓機(jī)上經(jīng)過(guò)鐓粗、沖孔、穿孔及正擠壓、鐓擠四工序，完成全部成形任務(wù)。鍛件精度達(dá)到或超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB12362《鋼質(zhì)模鍛件公差及機(jī)械加工余量》中的精密級(jí)，只用四個(gè)工序就完成這種通透中空難成形鍛件的生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了半軸套管精密鍛件的快捷成形。本發(fā)明采用組合凸模結(jié)構(gòu)，把沖孔連皮與正擠壓合并成一個(gè)工序，實(shí)現(xiàn)用正擠壓成形中空桿部，克服了反擠壓中沖頭細(xì)長(zhǎng)比大，易變形，壽命低的缺點(diǎn)，提高了生產(chǎn)效率和材料利用率，有較為廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)B21J5/08GK1672863SQ20041002977
公開(kāi)日2005年9月28日 申請(qǐng)日期2004年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月26日
發(fā)明者任廣升, 徐春國(guó) 申請(qǐng)人:北京機(jī)電研究所