復(fù)雜工字型連接頭鍛造成形工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種機(jī)械加工領(lǐng)域的技術(shù)，具體是一種復(fù)雜工字型連接頭鍛造成開多工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]復(fù)雜工字型連接頭是一種非標(biāo)異形連接頭，中間桿部有臺階，兩端頭部形狀不同，由于其形狀的復(fù)雜性，通常采用鑄造工藝進(jìn)行制造。但是，通過鑄造工藝生產(chǎn)出的連接頭零件，其質(zhì)量的影響因素復(fù)雜，易形成氣孔、縮孔與砂眼等鑄造缺陷；由于鑄造組織，其力學(xué)性能相對較差，影響構(gòu)件的連接強(qiáng)度。
[0003]經(jīng)過對現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利文獻(xiàn)號CN101444816，公開(公告)日2009.06.03，公開了一種工字型零件的鍛造工藝方法，該技術(shù)將圓柱形坯料鍛成長方型坯料，按照鍛件重量，用帶鋸切割下料，用胎模鍛出工字型結(jié)構(gòu)零件的頭部及頭部與桿部的過渡處，同時將所說的坯料進(jìn)行分配，再用摔模鍛出桿部，將所說的鍛件放進(jìn)精整模具并夾緊，豎起模具鍛打，保證內(nèi)檔兩平面的平整，再放平模具鍛打。與整體模鍛相比，該方法鍛造的工字型結(jié)構(gòu)零件內(nèi)檔的兩平面可以達(dá)到平行度及平面度的嚴(yán)格要求，不再進(jìn)行機(jī)械加工。但是，該方法涉及的工字型鍛件，桿部與頭部差異不大且對稱，成形較為簡單；而且所用胎膜鍛只適用于中、小批量生產(chǎn)。
[0004]進(jìn)一步檢索發(fā)現(xiàn)，鄧玉山、姚曉靜在“關(guān)于工字型截面鍛件模鍛工步的分析”(《模具技術(shù)》1990年01期)中提出:在預(yù)鍛中采取橢圓形模腔，使金屬自由變形并形成飛邊，終鍛時可避免渦流和穿肋缺陷，提高鍛件表面及內(nèi)部質(zhì)量。但是，飛邊需要后續(xù)進(jìn)行熱切；若飛邊尺寸過大，材料利用率低。
[0005]對于復(fù)雜形狀的工字型鍛件，特別是形狀尺寸差異較大的，如果采用熱模鍛工藝，會沿鍛件截面產(chǎn)生很大的飛邊，材料浪費(fèi)嚴(yán)重；由于兩端形狀復(fù)雜，容易導(dǎo)致充不滿，預(yù)鍛設(shè)計(jì)困難。如果采用胎模鍛工藝，工序長且不宜組織大批量生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提出一種復(fù)雜工字型連接頭鍛造成形工藝，能夠有效提高材料利用率與零件力學(xué)性能，保證連接頭的服役性能；同時解決了工件方便取出的問題，實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)。
[0007]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0008]本發(fā)明涉及一種復(fù)雜工字型連接頭鍛造成形工藝，首先對棒狀結(jié)構(gòu)的坯料的下端擠壓得到頭部，再對頭部以上部分鐓粗變形獲得桿部大臺階，最后對頭部進(jìn)行預(yù)鍛和終鍛，得到復(fù)雜工字型連接頭件。
[0009]所述的坯料為退火態(tài)棒料，直徑小于連接頭中間桿部小直徑0.2_，長度根據(jù)零件體積計(jì)算取得。
[0010]所述的擠壓是指:將坯料采用磷皂化處理實(shí)現(xiàn)潤滑后放入具有浮動結(jié)構(gòu)的擠壓模型腔中進(jìn)行擠壓，以實(shí)現(xiàn)具有較大橫向尺寸的頭部成形，其浮動結(jié)構(gòu)有利于減小坯料在擠壓過程中受到模壁的摩擦阻力。
[0011]所述的墩粗是指:將頭部擠壓所得擠壓件放入縱向、橫向均可分的鐓粗模腔，進(jìn)行桿部鐓粗變形，獲得桿部大臺階。
[0012]所述的預(yù)鍛是指:將經(jīng)桿部墩粗后坯料放入預(yù)鍛模具進(jìn)行預(yù)鍛，獲得鍛件頭部預(yù)成形形狀。
[0013]所述的終鍛是指:將預(yù)鍛件采用磷皂化處理實(shí)現(xiàn)潤滑后放入終鍛模具中進(jìn)行終鍛，獲得上端頭部形狀，得到復(fù)雜工字型連接頭件。
技術(shù)效果
[0014]與現(xiàn)有鑄造或鍛造工藝相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0015]①提高了工件質(zhì)量及表面粗糙度，減少了工件缺陷；
[0016]②提高了工件機(jī)械性能，成形工藝穩(wěn)定，產(chǎn)品合格率高；
[0017]③解決了各工序之間工件不易取出的問題，實(shí)現(xiàn)該類零件坯料大規(guī)模生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0018]圖1是實(shí)施例鍛件圖；
[0019]圖中:a為鍛件圖主視圖；b為鍛件圖左視圖；c為鍛件圖俯視圖；
[0020]圖2是工字型零件成形過程；
[0021]圖中:a為下料；b為擠壓；c為墩粗；d為預(yù)鍛；e為終鍛；
[0022]圖3是頭部擠壓工藝及模具結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖4是桿部墩粗工藝及模具結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖5是頭部預(yù)鍛工藝及模具結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖中:a為主視圖；b為左視圖；
[0026]圖6是頭部終鍛工藝及模具結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖中:a為主視圖；b為左視圖；
[0028]圖中:擠壓上凹模1、擠壓下凹模2、擠壓套筒3、擠壓頂桿4、第一彈性元件5、墩粗上凹模6、墩粗下凹模7、墩粗斜滑塊8、墩粗套筒9、第二彈性元件10、墩粗推桿11、墩粗頂桿12、鍛造上凹模13、鍛造下凹模14、鍛造斜滑塊15、側(cè)凹模16、第三彈性元件17、凸模18、彈性元件19、鍛造推桿20。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面對本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
實(shí)施例1
[0030]如圖1所示，本實(shí)施例包括以下步驟:
[0031]第一步、下料，采用20#鋼退火態(tài)棒料，其中:棒坯料高為40mm，直徑為3.6mm，坯料的直徑比連接頭中間桿部小直徑Cl1直徑小0.2mm。
[0032]第二步、對制備連接頭的圓柱體坯料進(jìn)行擠壓，模腔直徑DiS3.7mm，上凹模、下凹模與套筒一起下壓14.9mm，獲得上端頭部形狀，使工件上端完全填充滿的長度d4大于d3 =11.8mm0
[0033]所述的擠壓工藝中潤滑采用磷皂化處理。
[0034]所述的擠壓所采用的擠壓模具包括:橫向可分凹模與浮動控制的導(dǎo)向套筒，可以實(shí)現(xiàn)具有較大橫向尺寸的頭部成形，其浮動結(jié)構(gòu)有利于減小坯料在擠壓過程中受到模壁的摩擦阻力，如圖3所示，該模具包括:擠壓上凹模1、擠壓下凹模2、擠壓套筒3、擠壓頂桿4與第一彈性元件5，其中:擠壓上凹模I與擠壓下凹模2閉合時形成圓柱形模腔，擠壓套筒3為由第一彈性元件5實(shí)現(xiàn)浮動控制。
[0035]該步驟操作時，首先開啟擠壓上凹模1，坯料放入后，擠壓上凹模I與擠壓下凹模2閉合，再與擠壓套筒3—起向下運(yùn)動，上端頭部逐步擠壓成形，然后開啟擠壓上凹模1，擠壓頂桿4頂出，取出上端頭部擠壓件。
[0036]第三步、對工件桿部進(jìn)行墩粗，上凹模、下凹模與套筒一起下壓7.85mm，使坯料充滿整個模腔，模腔下部小直徑為3.7mm，上部大臺階直徑為4.7mm，桿部的上半部分形成臺階。
[0037]如圖4所示，墩粗所采用的墩粗模具包括:墩粗上凹模6、墩粗下凹模7、墩粗斜滑塊8、墩粗套筒9、第二彈性元件10、墩粗推桿11與墩粗頂桿12，其中:墩粗上凹模6、墩粗下凹模7、墩粗斜滑塊8閉合時形成圓柱形模腔，墩粗套筒9為由第二彈性元件10實(shí)現(xiàn)浮動控制，墩粗推桿11設(shè)置在墩粗套筒9中，下端固定在墩粗斜滑塊8上。
[0038]所述的墩粗上凹模6、墩粗下凹模7的兩側(cè)位置設(shè)有斜滑塊側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。
[0039]所述的墩粗斜滑塊8外側(cè)壁為傾斜結(jié)構(gòu)。
[0040]該步驟操作時，首先開啟墩粗上凹模6，坯料放入后，墩粗上凹模6與墩粗下凹模7閉合，