一種具有表面織構(gòu)的楔形變模數(shù)多孔潤(rùn)滑花鍵軸擠壓模具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于擠壓成形模具技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有表面織構(gòu)的楔形變模數(shù)多孔潤(rùn)滑花鍵軸擠壓模具。
【背景技術(shù)】
[0002]花鍵在航空航天、汽車工業(yè)、石油化工等工業(yè)部門中得到了廣泛應(yīng)用，因而要求花鍵具有較高的精度和力學(xué)性能，采用冷擠壓工藝成形花鍵軸能夠顯著提高加工效率，而且成形的花鍵硬度較高，冷擠壓成形是一種精密塑性體積成形技術(shù)，是指在冷態(tài)下將金屬毛坯放入模具內(nèi)或夾緊機(jī)構(gòu)中，在強(qiáng)大的壓力和一定的速度作用下，使工件毛坯在模具型腔內(nèi)成形，從而獲得所需尺寸、力學(xué)性能的擠壓件。冷擠壓加工是通過模具控制金屬流動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)金屬體積的大量轉(zhuǎn)移來成形零件的，但是當(dāng)今常用的擠壓模具普遍存在結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)力較大，摩擦較高的缺點(diǎn)，尤其是擠壓花鍵等齒形零件時(shí)，尺寸精度不高，由于擠壓力較大，金屬流動(dòng)控制難度較高，大部分金屬?zèng)]有用于成形齒形而是隨模具移動(dòng)，造成金屬堆積，花鍵軸底部也容易出現(xiàn)折疊現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了擠壓花鍵軸的成品率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種具有表面織構(gòu)的楔形變模數(shù)多孔潤(rùn)滑花鍵軸擠壓模具，通過變化模具齒形的模數(shù)，來控制成形過程中的金屬流動(dòng)，提高了擠壓花鍵軸的成品率。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0005]—種具有表面織構(gòu)的楔形變模數(shù)多孔潤(rùn)滑花鍵軸擠壓模具，包括擠壓模具2和其外部連接的預(yù)應(yīng)力模具固定套I，預(yù)應(yīng)力模具固定套I與擠壓模具2為過盈配合，預(yù)應(yīng)力模具固定套I與擠壓模具2配合處裝有密封圈3，擠壓模具2分為上部斜角段1、中部成形段Π、楔形過渡段m，密封圈3為金屬密封墊片，材料為純銅。
[0006]所述的擠壓模具2的上部斜角段I傾角α為45度，以緩沖擠壓模具2所受應(yīng)力。
[0007]所述的擠壓模具2的楔形過渡段m齒形模數(shù)自下而上逐漸增大，齒厚自下而上逐漸減小，齒高自下而上逐漸減小，使擠壓模具2齒高部位和齒底部位的軸向和徑向均呈現(xiàn)楔形。
[0008]所述的擠壓模具2的中部成形段Π與楔形過渡段m的齒底部位相對(duì)于成形工件放大尺寸，與成形工件保留縫隙，對(duì)每個(gè)齒底部位加工縱向排列的3-5個(gè)細(xì)小油孔IV，預(yù)應(yīng)力模具固定套I相對(duì)油孔位置加工油腔，加工過程中潤(rùn)滑油由預(yù)應(yīng)力模具固定套I油腔內(nèi)充入細(xì)小油孔IV，油壓小于5MPa，使擠壓模具2潤(rùn)滑更充分。
[0009]所述的擠壓模具2中部成形段Π與楔形過渡段m各斜面上進(jìn)行激光刻痕，形成表面織構(gòu)以減小摩擦力。
[0010]所述的擠壓模具2底部入口倒角β和所加工軸桿類零件的前端倒角保持一致，且至少為30度。
[0011]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0012]一、擠壓模具2的楔形過渡段m采用變模數(shù)的方式成形花鍵，可以顯著減小成形力，在保證齒數(shù)不變的條件下，模數(shù)增大意味著增大了模具齒形的分度圓直徑，直徑增大而齒高減小，使所工件的成形部位在加工過程中由小至大，其受到的軸向力也由小變大，從而減小了花鍵軸在加工過程中的材料堆積現(xiàn)象，降低了成形的阻力。
[0013]二、擠壓模具2齒形采用齒厚自下而上增大的方式，可以控制金屬流動(dòng)，使加工過程中更多的金屬逐步向齒頂流動(dòng)充填齒形，金屬堆積現(xiàn)象減小，降低了成形的阻力，較少的金屬堆積避免了成形末端的折疊現(xiàn)象，提高了花鍵軸的成品率。
[0014]三、擠壓模具2齒底部位加工細(xì)小油孔IV，改善了潤(rùn)滑條件，在成形過程中，金屬并沒有完全充填進(jìn)入擠壓模具2齒形腔，而是留有一定縫隙，潤(rùn)滑油可通過細(xì)小油孔IV進(jìn)入擠壓模具2型腔內(nèi)，使得擠壓模具2在成形過程中得到充分潤(rùn)滑，降低了摩擦阻力。
[0015]四、擠壓模具2表面采用激光刻痕的方式，形成表面織構(gòu)，合理的表面織構(gòu)可降低摩擦。凹痕部位可以充填潤(rùn)滑油，形成潤(rùn)滑油膜，結(jié)合潤(rùn)滑油孔可使?jié)櫥湍ぴ诔尚芜^程中能夠保持在擠壓模具2表面，顯著降低摩擦力。
[0016]五、擠壓模具2底部入口倒角和所加工軸桿類零件的前端倒角保持一致，加工工件前端倒角可減少工件頂部的材料冗余，避免成形初期軸向成形力過高。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明整體視圖。
[0018]圖2是圖1的俯視圖。
[0019]圖3是圖1的仰視圖。
[0020]圖4是圖2的A-A截面剖視圖。
[0021]圖5是圖2的B-B截面剖視圖。
[0022]圖6是齒形局部視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)描述。
[0024]參照?qǐng)D1、圖2、圖3、圖4和圖5，一種具有表面織構(gòu)的楔形變模數(shù)多孔潤(rùn)滑花鍵軸擠壓模具，包括擠壓模具2和其外部連接的預(yù)應(yīng)力模具固定套I，預(yù)應(yīng)力模具固定套I與擠壓模具2為過盈配合，過盈量為0.25_，預(yù)應(yīng)力模具固定套I與擠壓模具2配合處裝有密封圈3，密封圈3為金屬密封墊片，材料為純銅。
[0025]參照?qǐng)D4和圖5，所述的擠壓模具2設(shè)有上部斜角段1、中部成形段Π、楔形過渡段
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[0026]參照?qǐng)D2，圖3，所述的擠壓模具2的楔形過渡段ΙΠ齒形模數(shù)自下而上逐漸增大，齒厚自下而上逐漸減小，齒高自下而上逐漸減小，使擠壓模具2齒高部位和齒底部位的軸向和徑向均呈現(xiàn)楔形。
[0027]參照?qǐng)D4，圖5，所述的擠壓模具2的上部斜角段I傾角α為45度，以緩沖模具所受應(yīng)力。
[0028]參照?qǐng)D4、圖5和圖6，所述的擠壓模具2中部成形段Π與楔形過渡段ΙΠ的齒底部位相對(duì)于成形工件放大尺寸，與成形工件保留有縫隙，對(duì)每個(gè)齒底部位加工縱向排列的3-5個(gè)細(xì)小油孔IV，預(yù)應(yīng)力模具固定套I上相對(duì)細(xì)小油孔IV位置加工油腔，加工過程中潤(rùn)滑油由預(yù)應(yīng)力模具固定套I的油腔內(nèi)充入細(xì)小油孔IV，油壓小于5MPa，使擠壓模具2潤(rùn)滑更充分。
[0029]所述的擠壓模具2中部成形段Π與楔形過渡段m各斜面上進(jìn)行激光刻痕，形成表面織構(gòu)以減小摩擦力，合理的表面織構(gòu)可降低摩擦。凹痕部位可以充填潤(rùn)滑油，形成潤(rùn)滑油膜，結(jié)合潤(rùn)滑油孔可使?jié)櫥湍ぴ诔尚芜^程中能夠保持在模具表面，顯著降低摩擦力。
[0030]參照?qǐng)D4和圖5，所述的擠壓模具2底部入口倒角β和所加工軸桿類零件的前端倒角保持一致，且至少為30度。
[0031]本發(fā)明的工作原理為:
[0032]加工時(shí)工件坯料置于擠壓模具2底部，擠壓模具2向工件坯料移動(dòng)使工件坯料由底部進(jìn)入，預(yù)應(yīng)力模具固定套I保證擠壓模具2的強(qiáng)度，擠壓模具2的上部斜角段I緩沖了模具所受應(yīng)力。
[0033]擠壓模具2的楔形過渡段m保證齒數(shù)不變的條件下，模數(shù)增大意味著增大了擠壓模具2齒形的分度圓直徑，直徑增大而齒高減小，使工件的成形部位在加工過程中由小至大，其受到的軸向力也由小變大，從而減小了花鍵軸在加工過程中的材料堆積現(xiàn)象，降低了成形的阻力。擠壓模具2中部成形段π與楔形過渡段m的齒底部位適當(dāng)放大尺寸，與成形工件保留一定縫隙。
[0034]對(duì)每個(gè)齒底部位加工縱向排列的細(xì)小油孔IV，加工過程中油孔內(nèi)充入潤(rùn)滑油，使模具潤(rùn)滑更充分，楔形過渡段m采用齒厚自下而上增大的方式，可以控制金屬流動(dòng)，使加工過程中更多的金屬逐步向齒頂流動(dòng)充填齒形，金屬堆積現(xiàn)象減小，降低了成形的阻力，較少的金屬堆積避免了成形末端的折疊現(xiàn)象，提高了花鍵軸的成品率。
[0035]擠壓模具2表面采用激光刻痕的方式，形成表面織構(gòu)，合理的表面織構(gòu)可降低摩擦，凹痕部位可以充填潤(rùn)滑油，形成潤(rùn)滑油膜，結(jié)合潤(rùn)滑油孔可使?jié)櫥湍ぴ诔尚芜^程中能夠保持在擠壓模具2表面，顯著降低摩擦力。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有表面織構(gòu)的楔形變模數(shù)多孔潤(rùn)滑花鍵軸擠壓模具，包括擠壓模具(2)和其外部連接的預(yù)應(yīng)力模具固定套(I)，其特征在于:預(yù)應(yīng)力模具固定套(I)與擠壓模具(2)為過盈配合，預(yù)應(yīng)力模具固定套(I)與擠壓模具(2)配合處裝有密封圈(3)，擠壓模具(2)分為上部斜角段(I)、中部成形段(Π)、楔形過渡段(ΙΠ)，密封圈(3)為金屬密封墊片，材料為純銅。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有表面織構(gòu)的楔形變模數(shù)多孔潤(rùn)滑花鍵軸擠壓模具，其特征在于:所述的擠壓模具(2)的上部斜角段(I)傾角α為45度，以緩沖擠壓模具(2)所受應(yīng)力。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有表面織構(gòu)的楔形變模數(shù)多孔潤(rùn)滑花鍵軸擠壓模具，其特征在于:所述的擠壓模具(2)的楔形過渡段(m)齒形模數(shù)自下而上逐漸增大，齒厚自下而上逐漸減小，齒高自下而上逐漸減小，使擠壓模具(2)齒高部位和齒底部位的軸向和徑向均呈現(xiàn)楔形。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有表面織構(gòu)的楔形變模數(shù)多孔潤(rùn)滑花鍵軸擠壓模具，其特征在于:所述的擠壓模具(2)的中部成形段(π)與楔形過渡段(m)的齒底部位相對(duì)于成形工件放大尺寸，與成形工件保留縫隙，對(duì)每個(gè)齒底部位加工縱向排列的3-5個(gè)細(xì)小油孔(IV)，預(yù)應(yīng)力模具固定套(I)相對(duì)油孔位置加工油腔，加工過程中潤(rùn)滑油由預(yù)應(yīng)力模具固定套(I)油腔內(nèi)充入細(xì)小油孔(IV)，油壓小于5MPa，使擠壓模具(2)潤(rùn)滑更充分。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有表面織構(gòu)的楔形變模數(shù)多孔潤(rùn)滑花鍵軸擠壓模具，其特征在于:所述的擠壓模具(2)中部成形段(Π)與楔形過渡段(ΙΠ)各斜面上進(jìn)行激光刻痕，形成表面織構(gòu)以減小摩擦力。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有表面織構(gòu)的楔形變模數(shù)多孔潤(rùn)滑花鍵軸擠壓模具，其特征在于:所述的擠壓模具(2)底部入口倒角β和所加工軸桿類零件的前端倒角保持一致，且至少為30度。
【專利摘要】一種具有表面織構(gòu)的楔形變模數(shù)多孔潤(rùn)滑花鍵軸擠壓模具，包括擠壓模具和其外部連接的預(yù)應(yīng)力模具固定套，預(yù)應(yīng)力模具固定套與擠壓模具為過盈配合，預(yù)應(yīng)力模具固定套與擠壓模具配合處裝有密封圈，擠壓模具分為上部斜角段、中部成形段、楔形過渡段，楔形過渡段齒形模數(shù)自下而上逐漸增大，齒厚自下而上逐漸減小，齒高自下而上逐漸減小，中部成形段與楔形過渡段各斜面上進(jìn)行激光刻痕，形成表面織構(gòu)以減小摩擦力，本發(fā)明通過變化模具齒形的模數(shù)，來控制成形過程中的金屬流動(dòng)，提高了擠壓花鍵軸的成品率。
【IPC分類】B21C25/02, B21C23/32
【公開號(hào)】CN105642696
【申請(qǐng)?zhí)枴?br>【發(fā)明人】張琦, 賁寧宇, 楊凱, 張以升, 韓賓
【申請(qǐng)人】西安交通大學(xué)
【公開日】2016年6月8日
【申請(qǐng)日】2016年3月29日