一種胎模鍛造齒輪軸的組合模具及鍛造工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種胎模鍛造齒輪軸的組合模具及鍛造工藝，屬于鍛造領(lǐng)域，組合模具包括：下模體和上模體；所述下模體包括下模體軸部型腔和下模體齒部型腔，所述上模體包括齒部型腔；所述下模體上開(kāi)設(shè)有軸部型腔，所述軸部型腔用于成形所述齒輪軸的軸部，所述下模體齒部型腔用于成形所述齒輪軸的齒部下半部分，所述上模體齒部型腔用于所述齒輪軸齒部上半部分；所述上模體設(shè)置在所述下模體的上部。本發(fā)明提供的一種胎模鍛造齒輪軸的組合模具，能夠有效減少加工余量，節(jié)約材料消耗和機(jī)加工時(shí)間。本發(fā)明還提供一種胎模鍛造齒輪軸的鍛造工藝，采用如前所述的組合模具進(jìn)行鍛造，提高鍛造精度，節(jié)約材料消耗、降低生產(chǎn)成本。
【專利說(shuō)明】
一種胎模鍛造齒輪軸的組合模具及鍛造工藝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及鍛造領(lǐng)域，特別是涉及一種胎模鍛造齒輪軸的組合模具及鍛造工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]齒輪軸指支承轉(zhuǎn)動(dòng)零件并與之一起回轉(zhuǎn)以傳遞運(yùn)動(dòng)、扭矩或彎矩的機(jī)械零件。齒輪軸一般為金屬圓桿狀，各段可以有不同的直徑，且齒輪軸一般由齒輪軸桿部和齒輪軸齒部組成。
[0003]現(xiàn)有的齒輪軸輥鍛造工藝主要是單純的自由鍛生產(chǎn)工藝，原材料下料重量相對(duì)較重，鍛造后的單邊余量較大，后續(xù)加工周期也相對(duì)較大，而且破壞了鍛造流線。其存在缺點(diǎn):機(jī)加工作量大，材料利用率低。在加工零件各部分尺寸時(shí)，大量金屬材料被切削掉，材料浪費(fèi)嚴(yán)重。鍛件的尺寸變化頻繁，不利于生產(chǎn)管理。采用自由鍛，各種型號(hào)的轉(zhuǎn)鼓體鍛件尺寸依各自零件尺寸而定，由于外形相似、尺寸相近，很容易在工序移動(dòng)之間互相混淆，出現(xiàn)差錯(cuò)O

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種胎模鍛造齒輪軸的組合模具，能夠有效減少加工余量，節(jié)約材料消耗和機(jī)加工時(shí)間。
[0005]本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種胎模鍛造齒輪軸的鍛造工藝，提高鍛造精度，節(jié)約材料消耗、降低生產(chǎn)成本。
[0006]特別地，本發(fā)明提供了一種胎模鍛造齒輪軸的組合模具，用于胎模鍛造齒輪軸工藝，包括:下模體、下模體外套和上模體;所述下模體包括用于成形所述齒輪軸的軸部的下模體型腔軸部、用于成形所述齒輪軸的齒部下半部分的下模體型腔齒部和下模體導(dǎo)向型腔;所述上模體設(shè)置在所述下模體的上部，包括用于所述齒輪軸齒部上半部分的上模體齒部型腔和上模體外套。
[0007]進(jìn)一步地，所述上模體下端面具有圓柱形的沖頭，所述沖頭與所述下模體的軸部型腔上端相匹配，所述沖頭下端部設(shè)置有斜面，使得所述沖頭的下端部的直徑小于所述沖頭的上端部的直徑。
[0008]進(jìn)一步地，所述下模外套和下模體之間具有空隙。
[0009]進(jìn)一步地，所述下模體的軸部型腔呈階梯狀，所述下模體的底部設(shè)置有退?？?。
[0010]本發(fā)明還提供了一種胎模鍛造齒輪軸的鍛造工藝，采用如前所述的組合模具進(jìn)行鍛造，包括以下步驟:
[0011]a、下料，截取坯料；
[0012]b、進(jìn)行分段加熱，其中第一次加熱爐溫小于600°C，預(yù)熱3.5小時(shí)；第二次加熱，以小于200°C/h的速度加熱至850°C，等溫I小時(shí)；第三次加熱:以小于200°C/h的速度加熱到1240 °C，保溫4小時(shí)；
[0013]C、將坯料依次拔長(zhǎng)、鐓粗，滾圓，切肩、鍛小頭，得到粗坯；
[0014]d、將所述粗坯放入所述組合模具內(nèi)進(jìn)行鐓粗至預(yù)定尺寸；
[0015]e、鍛造后冷卻，采用先空冷后砂冷。
[0016]進(jìn)一步地，所述步驟a中選用17NiCrMo6_4鋼材，截取坯料的重量根據(jù)鍛件所需的重量和火耗確定。
[0017]進(jìn)一步地，所述步驟b中進(jìn)行分段加熱選用天然氣爐。
[0018]進(jìn)一步地，所述步驟c中選用在電液錘上進(jìn)行自由鍛拔長(zhǎng)、鐓粗、滾圓、切肩、鍛小頭。
[0019]進(jìn)一步地，所述步驟c和所述d的鍛造過(guò)程中，始鍛溫度1200°C，終鍛溫度850°C，往返鍛造兩火。
[0020]本發(fā)明提供的一種胎模鍛造齒輪軸的組合模具，用于胎模鍛造齒輪軸工藝，通過(guò)設(shè)置有上模體和下模體，所述下模體包括下模外套和下模體，所述下模體上開(kāi)設(shè)有軸部型腔，所述軸部型腔用于成形所述齒輪軸的軸部，所述下模外套配合套設(shè)在所述下模體的外側(cè)，可實(shí)現(xiàn)將坯料直接鍛造為所需要的齒輪軸鍛件，能夠有效減少加工余量，節(jié)約材料消耗和機(jī)加工時(shí)間。本發(fā)明提供的一種胎模鍛造齒輪軸的組合模具，結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)，不易損壞，降低了生產(chǎn)成本。
[0021]本發(fā)明提供的一種胎模鍛造齒輪軸的鍛造工藝，通過(guò)將坯料經(jīng)過(guò)充分加熱后先在電液錘上進(jìn)行自由鍛拔長(zhǎng)、鐓粗、滾圓、切肩、鍛小頭，然后把坯料裝入所述組合模具內(nèi)，鐓粗到成品圖尺寸。通過(guò)使用胎模鍛，不但提高鍛造精度，鍛造流線符合了客戶要求，而且工藝重量減小，降低了原材料成本和后續(xù)加工成本。
【附圖說(shuō)明】
[0022]后文將參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細(xì)描述本發(fā)明的一些具體實(shí)施例。附圖中相同的附圖標(biāo)記標(biāo)示了相同或類似的部件或部分。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，這些附圖未必是按比例繪制的。附圖中:
[0023]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一種胎模鍛造齒輪軸的組合模具的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一種胎模鍛造齒輪軸的組合模具的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本發(fā)明提供了一種胎模鍛造齒輪軸的組合模具，用于胎模鍛造齒輪軸工藝，其包括下模體1、上模體2和下模體外套14;所述下模體I包括用于成形所述齒輪軸的軸部下模體型腔軸部11、下模體型腔齒部12和下模體導(dǎo)向型腔13，所述上模體2包括上模體齒部型腔21和上模體外套22。所述齒輪軸3包括軸部31和齒部32。
[0025]具體地，所述上模體2與下模體I是可分離式設(shè)置，所述下模體I軸部型腔11用于所述齒輪軸3的軸部31成型，所述下模體I齒部型腔12用于3的齒部32下半部分成型，所述上模體2齒部開(kāi)腔21用于所述齒輪軸3的齒部32上半部分成型，鍛造時(shí)下模體I齒部型腔12與上模體2齒部開(kāi)腔21有一定空隙，所述下模體I導(dǎo)向型腔用于上模體2外套22鍛壓時(shí)導(dǎo)向。這樣在進(jìn)行胎模鍛造時(shí)，可以減少齒輪軸外徑的預(yù)留加工余量，從而節(jié)約材料消耗和機(jī)加工時(shí)間。
[0026]進(jìn)一步地，所述下模體I軸部型腔11用于所述齒輪軸3的軸部31成型，所述下模體I齒部型腔12用于3的齒部32下半部分成型，所述上模體2齒部開(kāi)腔21用于所述齒輪軸3的齒部32上半部分成型，所述下模體I導(dǎo)向型腔用于上模體2外套22鍛壓時(shí)導(dǎo)向。在一個(gè)具體的實(shí)施方式中，所述下模體軸部型腔11與齒部型腔12呈階梯狀，加上上模體齒部型腔的配合使用，階梯狀與需要進(jìn)行胎模鍛造的齒輪軸的直徑變化處相一致?？蛇x地，所述下模體11的底部設(shè)置有退?？祝员阌谔ツｅ懺旌蟮耐四?。
[0027]優(yōu)選地，所述下模體I為階梯式圓柱狀結(jié)構(gòu)，所述下模體齒部型腔12和上模體齒部型腔21之間具有空隙，空隙的大小與齒輪軸進(jìn)行胎模鍛造時(shí)的溫度有正相關(guān)性，空隙的存在可以使得在齒輪軸進(jìn)行胎模鍛造時(shí)下模體I的變形量減小，使得胎模鍛造后齒輪軸的形變量小，提高鍛造精度，進(jìn)而使得胎模鍛造后齒輪軸的尺寸與設(shè)計(jì)尺寸更加接近，從而有效的減小加工余量，節(jié)約材料消耗和機(jī)加工時(shí)間。
[0028]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述下模體I和所述上模體2均采用模具鋼材質(zhì)制成，不僅能夠滿足鍛造要求，而且能夠滿足批量生產(chǎn)的要求。
[0029]本發(fā)明提供的一種胎模鍛造齒輪軸的組合模具，用于胎模鍛造齒輪軸工藝，通過(guò)設(shè)置有上模體2和下模體I，所述下模體I包括下模體型腔軸部11、下模體型腔齒部12、下模體導(dǎo)向型腔13和下模體外套14，所述上模體2包括上模體齒部型腔21和上模體外套22?？蓪?shí)現(xiàn)將坯料直接鍛造為所需要的齒輪軸鍛件，能夠有效減少加工余量，節(jié)約材料消耗和機(jī)加工時(shí)間。
[0030]本發(fā)明提供的一種胎模鍛造齒輪軸的組合模具，結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)，鍛造精度高，不易損壞，降低了生產(chǎn)成本。
[0031]本發(fā)明還提供了一種胎模鍛造齒輪軸的鍛造工藝，采用如前所述的組合模具進(jìn)行鍛造，包括以下步驟:
[0032]a、下料，截取坯料；
[0033]b、進(jìn)行分段加熱，其中第一次加熱爐溫小于600°C，預(yù)熱3.5小時(shí)；第二次加熱，以小于200°C/h的速度加熱至850°C，等溫I小時(shí)；第三次加熱:以小于200°C/h的速度加熱到1240 °C，保溫4小時(shí)；
[0034]C、將坯料依次拔長(zhǎng)、鐓粗，滾圓，切肩、鍛小頭，得到粗坯；
[0035]d、將所述粗坯放入所述組合模具內(nèi)進(jìn)行鐓粗至預(yù)定尺寸；
[0036]e、鍛造后冷卻，采用先空冷后砂冷。
[0037]具體地，所述步驟a中的下料是根據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求選用，可以選用17NiCrMo6_4鋼材，截取坯料的重量根據(jù)鍛件所需的重量和火耗確定。在所述步驟b中進(jìn)行分段加熱可以使用本領(lǐng)域技術(shù)人員常用的加熱爐進(jìn)行加熱保溫處理，優(yōu)選為選用天然氣爐進(jìn)行加熱保溫處理。在所述步驟c中選用在電液錘上進(jìn)行自由鍛拔長(zhǎng)、鐓粗、滾圓、切肩、鍛小頭。其中所述步驟c和所述d的鍛造過(guò)程中，始鍛溫度1200°C，終鍛溫度850°C，往返鍛造兩火。
[0038]在一個(gè)具體的實(shí)施方式中，如以6630090292齒輪軸為例，其鍛造工藝包括以下步驟:
[0039](I)原材料按圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求選用，選用17NiCrMo6-4材料，鋸床下料按鍛件重量和火耗，6630090292齒輪軸下料重量為172Kg;
[0040](2)鋼坯在天然氣爐進(jìn)行加熱，采用分段加熱，第一次加熱:裝爐爐溫小于600°C，預(yù)熱3.5小時(shí)以上；第二次加熱:以小于200°C/h的速度加熱到850°C，等溫I小時(shí)；第三次加熱:以小于200°C/h的速度加熱到1240°C，保溫4小時(shí)后鍛造；
[0041 ] (3)鍛造時(shí)先將鋼坯3拔長(zhǎng)至220*220*465mm，將坯料3鐓粗至290*290*265mm，再鍛至Φ250*425.ι，然后按變形圖切肩，鍛出小頭至410mm長(zhǎng)，放入下模體I內(nèi)，蓋上上模體2進(jìn)行鐓粗，平端面到圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的尺寸。
[0042](4)鍛造過(guò)程中，始鍛溫度1200°C，終鍛溫度850°C，往返鍛造兩火；
[0043](5)鍛后冷卻采用先空冷，然后砂冷的方法。
[0044]本發(fā)明提供的一種胎模鍛造齒輪軸的鍛造工藝，通過(guò)將坯料經(jīng)過(guò)充分加熱后先在電液錘上自由鍛拔長(zhǎng)、鐓粗、滾圓、切肩、鍛小頭，然后把坯料裝入下模體I內(nèi)，蓋上上模體2，鐓粗到圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的尺寸。通過(guò)使用胎模鍛，不但提高鍛造精度，鍛造流線符合了客戶要求，而且工藝重量由原來(lái)的228Kg降低到172Kg，降低了原材料成本和后續(xù)加工成本。
[0045]至此，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到，雖然本文已詳盡示出和描述了本發(fā)明的示例性實(shí)施例，但是，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下，仍可根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)的內(nèi)容直接確定或推導(dǎo)出符合本發(fā)明原理的許多其他變型或修改。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)被理解和認(rèn)定為覆蓋了所有這些其他變型或修改。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種胎模鍛造齒輪軸的組合模具，其特征在于，包括:下模體、下模體外套和上模體；所述下模體包括用于成形所述齒輪軸的軸部的下模體型腔軸部、用于成形所述齒輪軸的齒部下半部分的下模體型腔齒部和下模體導(dǎo)向型腔;所述上模體設(shè)置在所述下模體的上部，包括用于所述齒輪軸齒部上半部分的上模體齒部型腔和上模體外套。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合模具，其特征在于，所述上模體下端面具有圓柱形的沖頭，所述沖頭與所述下模體的軸部型腔上端相匹配，所述沖頭下端部設(shè)置有斜面，使得所述沖頭的下端部的直徑小于所述沖頭的上端部的直徑。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合模具，其特征在于，所述下模外套和下模體之間具有空隙。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合模具，其特征在于，所述下模體的軸部型腔呈階梯狀，所述下模體的底部設(shè)置有退模孔。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的組合模具，其特征在于，所述上模體和所述下模體采用模具鋼材質(zhì)，所述下模外套采用模具鋼材質(zhì)或者不銹鋼材質(zhì)。6.—種胎模鍛造齒輪軸的鍛造工藝，其特征在于，采用如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的組合模具進(jìn)行鍛造，包括以下步驟: a、下料，截取坯料； b、進(jìn)行分段加熱，其中第一次加熱爐溫小于600°C，預(yù)熱3.5小時(shí)；第二次加熱，以小于200°C/h的速度加熱至850°C，等溫I小時(shí)；第三次加熱:以小于200°C/h的速度加熱到1240C，保溫4小時(shí)； c、將坯料依次拔長(zhǎng)、鐓粗，滾圓，切肩、鍛小頭，得到粗坯； d、將所述粗坯放入所述組合模具內(nèi)進(jìn)行鐓粗至預(yù)定尺寸； e、鍛造后冷卻，米用先;??冷后砂冷ο7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鍛造工藝，其特征在于，所述步驟a中選用17NiCrMo6-4鋼材，截取坯料的重量根據(jù)鍛件所需的重量和火耗確定。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鍛造工藝，其特征在于，所述步驟b中進(jìn)行分段加熱選用天然氣爐。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鍛造工藝，其特征在于，所述步驟c中選用在電液錘上進(jìn)行自由鍛拔長(zhǎng)、鐓粗、滾圓、切肩、鍛小頭。10.根據(jù)權(quán)利要求6-9中任一項(xiàng)所述的鍛造工藝，其特征在于，所述步驟c和所述d的鍛造過(guò)程中，始鍛溫度120(TC，終鍛溫度850°C，往返鍛造兩火。
【文檔編號(hào)】B21J13/02GK106040938SQ201610392652
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年6月2日
【發(fā)明人】徐文博, 閆來(lái)平
【申請(qǐng)人】溧陽(yáng)市金昆鍛壓有限公司