傳動軸花鍵軸平鍛模具的預鍛模具體的制作方法
【專利摘要】傳動軸花鍵軸平鍛模具的預鍛模具體，包括模架，模架上設有預鍛凹模體，預鍛凹模體的型腔對應設有沖壓式預鍛凸模體，所述預鍛凹模體包括上凹模和下凹模，上凹模和下凹模分別通過螺栓與模架固定連接，上凹模和下凹模之間設有中空的型腔，型腔由同軸且內(nèi)徑依次減小的軸頭腔、過渡腔和軸體腔構(gòu)成，軸體腔的內(nèi)徑為32mm，兩個軸體腔的端部均設有用于夾持鍛件的夾鉗，過渡腔的軸向截面為圓錐形結(jié)構(gòu)。本實用新型設計合理、結(jié)構(gòu)簡單，鍛件易于成形，鍛件的廢品率大大降低；取消了聚集工藝，生產(chǎn)效率提高，降低生產(chǎn)成本和模具制作成本；預鍛型腔和終鍛型腔的軸體腔的內(nèi)徑減小，減少機加工量并節(jié)約原材料。
【專利說明】傳動軸花鍵軸平鍛模具的預鍛模具體
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于汽車工業(yè)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種傳動軸花鍵軸平鍛模具的預鍛模具體。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，傳統(tǒng)的花鍵軸鍛造技術(shù)下的模具結(jié)構(gòu)形式下的鍛造工藝為:下料一中頻加熱一聚集一預鍛一終鍛，采用該模具下完成鍛件的鍛打，聚集工藝的增加不但增加了模具材料費用，模具加工費用，還增加了模具生產(chǎn)周期，僅在模具生產(chǎn)一項上就大幅度的提高了生產(chǎn)成本，另外，該工步的增加在降低生產(chǎn)效率，增加勞動工時，也無形中增加了勞動生產(chǎn)成本。
[0003]即傳統(tǒng)模具這種結(jié)構(gòu)形式具有以下缺陷:1.由于鍛件的自由鐓粗比超過3.0，所以鍛件成形難度大、鍛件的廢品率較高；2.生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)成本高；3.模具上多一個聚集模具體，給模具加工帶來不便，同時增加了模具加工成本；4、預鍛型腔和終鍛型腔的軸體腔的內(nèi)徑均為35mm，鍛造出來的花鍵軸的桿部加工量比較大，浪費較多原料。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、便于制造、易于成型、鍛造成品率高、成本低、節(jié)約原料的傳動軸花鍵軸平鍛模具的預鍛模具體。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用如下技術(shù)方案:傳動軸花鍵軸平鍛模具的預鍛模具體，包括模架，模架上設有預鍛凹模體，預鍛凹模體的型腔對應設有沖壓式預鍛凸模體，所述預鍛凹模體包括上凹模和下凹模，上凹模和下凹模分別通過螺栓與模架固定連接，上凹模和下凹模之間設有中空的型腔，型腔由同軸且內(nèi)徑依次減小的軸頭腔、過渡腔和軸體腔構(gòu)成，軸體腔的內(nèi)徑為32mm，兩個軸體腔的端部均設有用于夾持鍛件的夾鉗，過渡腔的軸向截面為圓錐形結(jié)構(gòu)。
[0006]所述預鍛凸模體包括沖桿、連接桿、連接塊、連接體、楔形塊、連接板和螺桿，連接桿和連接塊同軸且一體制成，連接塊的端部中央軸向開設有插槽，連接塊的徑向開設有與插槽連通的插孔，連接體與沖桿同軸且一體制成，連接體的端部中央開設有螺紋孔，連接板上設有楔形孔，連接板插設在插槽中且楔形孔與插孔對應連通，楔形塊徑向穿過插孔與連接板的楔形孔插接配合，連接板的外端與螺桿固定連接，螺桿螺紋連接在連接體的螺紋孔內(nèi)，沖桿的工作端設有平?jīng)_頭，連接桿的徑向設有定位槽。
[0007]所述插槽的邊緣設有圓環(huán)形的凹陷部，連接體在具有螺紋孔的一端部設有插設到凹陷部并與凹陷部適配的凸圓環(huán)。
[0008]傳動軸花鍵軸平鍛模具還包括設在模架上的終鍛凹模體，終鍛凹模體與預鍛凹模體平行設置，終鍛凹模體的型腔對應設有沖壓式終鍛凸模體，沖壓式終鍛凸模體的結(jié)構(gòu)與預鍛凸模體不同之處在于:終鍛凸模體的沖頭為軸頭窩沖頭間終鍛凹模體；終鍛凹模體與預鍛凹模體的結(jié)構(gòu)不同之處在于:終鍛凹模體的過渡腔為圓柱形結(jié)構(gòu)。[0009]采用上述技術(shù)方案，傳動軸花鍵軸鍛造工藝，可以包括以下步驟:
[0010](I)、下料:毛坯的直徑為32mm，材料為40Cr、長度為193.5mm ；
[0011](2)、中頻加熱:中頻加熱的溫度為950°C?1050°C、加熱時間為5?5.5分鐘；
[0012](3)、預鍛:將中頻加熱后毛坯料放置到平鍛機上花鍵軸平鍛模具的預鍛凹模體的型腔內(nèi)，操控平鍛機，動力驅(qū)動端帶動預鍛凸模體沖壓毛坯料，將毛坯料沖壓成花鍵軸的預鍛件，預鍛件的總長度為165mm，預鍛件的軸體長度和外徑分別為120mm和32mm，預鍛件的軸頭外徑為65mm,預鍛件的軸體和軸頭之間具有圓錐形的過渡桿,過渡桿的長度為25mm ；
[0013](4)、終鍛:將預鍛件放置到平鍛機上花鍵軸平鍛模具的終鍛凹模體的型腔內(nèi)，操控平鍛機，動力驅(qū)動端帶動終鍛凸模體沖壓預鍛件，將預鍛件沖壓成終鍛件，終鍛件的總長度為150mm，終鍛件的軸體長度和外徑分別為99mm和32mm，預鍛件的軸頭外徑為68mm，終鍛件的軸體和軸頭之間具有圓柱形的過渡桿，過渡桿的外徑和長度分別為43.6mm和25_。
[0014]其中步驟(3)和步驟(4)是采用傳動軸花鍵軸平鍛模具進行平鍛作業(yè)的。
[0015]由于傳動軸花鍵軸平鍛模具在模架取消了聚集模具體，從而降低了模具的制造難度和制作成本。將軸體腔的內(nèi)徑由原有的35mm減小到32mm，這樣減少了充分減小了鍛造出來的花鍵軸桿體的外徑，從而減少機加工的加工量，節(jié)約材料用量，降低成本。預鍛凹模體的過渡腔為圓錐形結(jié)構(gòu)，這樣確保在取消聚集工藝的基礎上，提高預鍛成型的可靠性，讓需要成形的部分到終鍛再成形，這樣保證了預鍛在成形過程中不至于彎曲變形，到終鍛工步不出現(xiàn)折疊現(xiàn)象。由于預鍛和終鍛過程工件仍然具有較高溫度，夾鉗用于取出預鍛和終鍛后的工件。
[0016]連接桿與平鍛機的動力驅(qū)動端連接，預鍛凸模體和終鍛凸模體采用分體組合式結(jié)構(gòu)，在沖頭斷裂的時候，只更換沖頭、沖桿和連接體即可，節(jié)省凸模體的加工成本和更換時間，降低了模具材料的消耗和熱處理能耗，提高了生產(chǎn)效率，實現(xiàn)節(jié)能降耗。連接塊與連接板之間采用楔形塊和楔形孔的配合，連接可靠，便于拆裝。凹陷部和凸圓環(huán)的配合，確保沖壓部和連接部之間連接定位更加精準、可靠。
[0017]本實用新型設計合理、結(jié)構(gòu)簡單，鍛件易于成形，鍛件的廢品率大大降低；取消了聚集工藝，生產(chǎn)效率提高，降低生產(chǎn)成本和模具制作成本；預鍛型腔和終鍛型腔的軸體腔的內(nèi)徑減小,減少機加工量并節(jié)約原材料。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是圖1當中A-A剖視圖；
[0020]圖3是預鍛成型后工件的示意圖；
[0021]圖4是終鍛成型后工件的示意圖。
【具體實施方式】
[0022]如圖1和圖2所示，傳動軸花鍵軸平鍛模具，包括模架1，模架I上設有預鍛凹模體和終鍛凹模體，預鍛凹模體和終鍛凹模體的型腔分別對應設有沖壓式預鍛凸模體和終鍛凸模體，預鍛凹模體和終鍛凹模體均包括上凹模3和下凹模4，上凹模3和下凹模4分別通過螺栓5與模架I固定連接，這樣可以通過拆裝螺栓5來更換上凹模3和下凹模4，上凹模3和下凹模4之間設有中空的型腔，型腔由同軸且內(nèi)徑依次減小的軸頭腔6、過渡腔7和軸體腔8構(gòu)成，軸體腔8的內(nèi)徑D為32mm，兩個軸體腔8的端部均設有用于夾持鍛件的夾鉗9 ；預鍛凹模體的過渡腔7為圓錐形結(jié)構(gòu)，終鍛凹模體的過渡腔7為圓柱形結(jié)構(gòu)。
[0023]預鍛凸模體和終鍛凸模體均包括沖桿10、連接桿11、連接塊12、連接體13、楔形塊14、連接板15和螺桿16，連接桿11和連接塊12同軸且一體制成，連接塊12的端部中央軸向開設有插槽17，連接塊12的徑向開設有與插槽17連通的插孔18，連接體13與沖桿10同軸且一體制成，連接體13的端部中央開設有螺紋孔19，連接板15上設有楔形孔20，連接板15插設在插槽17中且楔形孔20與插孔18對應連通，楔形塊14徑向穿過插孔18與連接板15的楔形孔20插接配合，連接板15的外端與螺桿16固定連接，螺桿16螺紋連接在連接體13的螺紋孔19內(nèi)，預鍛凸模體的沖桿10的工作端設有平?jīng)_頭21，終鍛凸模體的沖桿10的工作端設有用于沖壓工件軸頭窩的軸頭窩沖頭22，連接桿11的徑向設有定位槽25。
[0024]插槽17的邊緣設有圓環(huán)形的凹陷部23，連接體13在具有螺紋孔19的一端部設有插設到凹陷部23并與凹陷部23適配的凸圓環(huán)24。
[0025]由于在模架I取消了聚集模具體，從而降低了模具的制造難度和制作成本。將軸體腔8的內(nèi)徑由原有的35mm減小到32mm，這樣減少了充分減小了鍛造出來的花鍵軸桿體的外徑，從而減少機加工的加工量，節(jié)約材料用量，降低成本。預鍛凹模體的過渡腔7為圓錐形結(jié)構(gòu)，這樣確保在取消聚集工藝的基礎上，提高預鍛成型的可靠性，讓需要成形的部分到終鍛再成形，這樣保證了預鍛在成形過程中不至于彎曲變形，到終鍛工步不出現(xiàn)折疊現(xiàn)象。由于預鍛和終鍛過程工件仍然具有較高溫度，夾鉗9用于取出預鍛和終鍛后的工件。
[0026]連接桿11與平鍛機的動力驅(qū)動端連接，預鍛凸模體和終鍛凸模體采用分體組合式結(jié)構(gòu)，在沖頭斷裂的時候，只更換沖頭、沖桿10和連接體13即可，節(jié)省凸模體的加工成本和更換時間，降低了模具材料的消耗和熱處理能耗，提高了生產(chǎn)效率，實現(xiàn)節(jié)能降耗。連接塊12與連接板15之間采用楔形塊14和楔形孔20的配合，連接可靠，便于拆裝。凹陷部23和凸圓環(huán)24的配合，確保沖壓部和連接部之間連接定位更加精準、可靠。
[0027]在工作使用時，先將高溫的圓柱形毛坯放置到預鍛凹模體的型腔內(nèi)，預鍛凸模體的平?jīng)_頭21軸向沖壓，將毛坯鍛造成如圖3所示的預鍛件26，然后打開模架I上的上凹模3，使用夾鉗9將預鍛件26夾持到終鍛凹模體的型腔內(nèi)，終鍛凹模體的軸頭窩沖頭22軸向沖壓，將預鍛件26最終鍛造為如圖4所示的終鍛件27。
[0028]如圖3和圖4所示，傳動軸花鍵軸鍛造工藝，包括以下步驟:
[0029](I)、下料:毛坯的直徑為32mm，材料為40Cr、長度為193.5mm ；
[0030](2)、中頻加熱:中頻加熱的溫度為950°C?1050°C、加熱時間為5?5.5分鐘；
[0031](3)、預鍛:將中頻加熱后毛坯料放置到平鍛機上花鍵軸平鍛模具的預鍛凹模體的型腔內(nèi)，操控平鍛機，動力驅(qū)動端帶動預鍛凸模體沖壓毛坯料，將毛坯料沖壓成花鍵軸的預鍛件，預鍛件的總長度LI為165mm，預鍛件的軸體28長度L2和外徑Dl分別為120mm和32mm,預鍛件的軸頭26外徑D2為65mm，預鍛件的軸體28和軸頭26之間具有圓錐形的過渡桿27，過渡桿27的長度L3為25mm ；
[0032](4)、終鍛:將預鍛件放置到平鍛機上花鍵軸平鍛模具的終鍛凹模體的型腔內(nèi)，操控平鍛機，動力驅(qū)動端帶動終鍛凸模體沖壓預鍛件，將預鍛件沖壓成終鍛件，終鍛件的總長度L4為150臟，終鍛件的軸體28長度L5和外徑D3分別為99mm和32臟，終鍛件的軸頭26外徑D4為68mm，終鍛件的軸體28和軸頭26之間具有圓柱形的過渡桿27，過渡桿27的外徑D5和長度L6分別為43.6mm和25mm。
[0033]其中步驟(3)和步驟(4)為采用傳動軸花鍵軸平鍛模具進行的平鍛作業(yè)。由于傳動軸花鍵軸鍛造工藝取消了聚集工步，相對于現(xiàn)有傳統(tǒng)技術(shù)，具有以下有益效果:
[0034]1、減少了聚集工步，就相當于減少了四塊模塊和一個聚集沖頭，一套模具總重量是150Kg，按模具鋼費用15.5元/Kg，加上模具熱處理費4.5元/Kg，加起來能節(jié)省的模具費用為20元/KgX150Kg=2000元，僅這一項就大幅度地降低了模具成本，相當于每生產(chǎn)I個鍛件減少模具費用0.3元。
[0035]2、減少了聚集工步，使工人的生產(chǎn)效率提高了 35%，眾所周知，工人的工資是計件發(fā)放的，干的越多越好，工資就會越高，同種產(chǎn)品在新工藝下生產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性也得到保證，工步越多影響鍛件質(zhì)量的因素也越多，經(jīng)過總結(jié)對比對比得知，新工藝生產(chǎn)的鍛件的廢品率降低2%，相當于每件鍛件降低成本0.4元左右。
[0036]3、減少了聚集工步，無論是在節(jié)能還是降耗方面，都有突出的貢獻，節(jié)能降耗工作有了實質(zhì)性的突破，不斷提高了生產(chǎn)效率，還降低了鍛造、金加工成本。
[0037]采用本實用新型所加工出來的花鍵軸終鍛件(圖4所示)，與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的鍛件相比，本實用新型的優(yōu)點可綜述為以下幾點內(nèi)容:
[0038]1、降耗方面:毛坯的桿部由原來的Φ35減少到Φ32，鍛件減少重量0.15Kg,每件降低材料成本0.6元。
[0039]2、節(jié)能方面:從加熱坯料的能耗上計算，中頻感應加熱，每公斤坯料加熱能耗約
0.5Kw.h (0.5度)，每件可節(jié)約電能0.15KgX0.5度/Kg=0.075度，每件降低能源成本0.1
元左右。
[0040]3、成材率方面:新的設計技術(shù)能提高材料利用率2%，每件降低生產(chǎn)成本0.4元左右。
[0041]4、后續(xù)金加工:節(jié)約總公司的金加工刀具費用0.3元/件。
[0042]綜上所述:每生產(chǎn)I件鍛件,總成本降低1.4元左右,若此類花鍵軸的產(chǎn)量100萬件/年，每年可節(jié)約140萬元左右。
[0043]本實施例并非對本實用新型的形狀、材料、結(jié)構(gòu)等作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均屬于本實用新型技術(shù)方案的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.傳動軸花鍵軸平鍛模具的預鍛模具體，包括模架，模架上設有預鍛凹模體，預鍛凹模體的型腔對應設有沖壓式預鍛凸模體，其特征在于:所述預鍛凹模體包括上凹模和下凹模，上凹模和下凹模分別通過螺栓與模架固定連接，上凹模和下凹模之間設有中空的型腔，型腔由同軸且內(nèi)徑依次減小的軸頭腔、過渡腔和軸體腔構(gòu)成，軸體腔的內(nèi)徑為32mm，兩個軸體腔的端部均設有用于夾持鍛件的夾鉗，過渡腔的軸向截面為圓錐形結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳動軸花鍵軸平鍛模具的預鍛模具體，其特征在于:所述預鍛凸模體包括沖桿、連接桿、連接塊、連接體、楔形塊、連接板和螺桿，連接桿和連接塊同軸且一體制成，連接塊的端部中央軸向開設有插槽，連接塊的徑向開設有與插槽連通的插孔，連接體與沖桿同軸且一體制成，連接體的端部中央開設有螺紋孔，連接板上設有楔形孔，連接板插設在插槽中且楔形孔與插孔對應連通，楔形塊徑向穿過插孔與連接板的楔形孔插接配合，連接板的外端與螺桿固定連接，螺桿螺紋連接在連接體的螺紋孔內(nèi)，沖桿的工作端設有平?jīng)_頭，連接桿的徑向設有定位槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的傳動軸花鍵軸平鍛模具的預鍛模具體，其特征在于:所述插槽的邊緣設有圓環(huán)形的凹陷部，連接體在具有螺紋孔的一端部設有插設到凹陷部并與凹陷部適配的凸圓環(huán)。
【文檔編號】B21J13/02GK203592100SQ201320654842
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2013年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月23日
【發(fā)明者】孟會濤, 劉其勇, 郭艷珺, 胡衛(wèi)華, 張恒, 王永桃, 丁圣杰, 安偉浩, 陳喜樂, 史增峰, 宋航 申請人:許昌中興鍛造有限公司, 許昌遠東傳動軸股份有限公司