傳動軸花鍵軸鍛造新工藝的制作方法
【專利摘要】傳動軸花鍵軸鍛造新工藝，包括以下步驟：（1）下料；（2）中頻加熱；（3）預(yù)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(yù)鍛凹模體的型腔內(nèi)，操控平鍛機，動力驅(qū)動端帶動預(yù)鍛凸模體沖壓毛坯料，將毛坯料沖壓成花鍵軸的預(yù)鍛件；（4）終鍛：將預(yù)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(yù)鍛件，將預(yù)鍛件沖壓成終鍛件。本發(fā)明設(shè)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(yù)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】傳動軸花鍵軸鍛造新工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于汽車工業(yè)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種傳動軸花鍵軸鍛造新工藝。
【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(yù)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)的平鍛模具對花鍵軸的鍛造工藝具有以下缺陷: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(yù)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。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為了解決現(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鍛造新工藝。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:傳動軸花鍵軸鍛造新工藝，包括以下步驟:
(1)、下料:毛坯的直徑為32mm，材料為40Cr、長度為193.5mm ；
(2)、中頻加熱:中頻加熱的溫度為9500C?1050°C、加熱時間為5?5.5分鐘；
(3)、預(yù)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(yù)鍛凹模體的型腔內(nèi)，操控平鍛機，動力驅(qū)動端帶動預(yù)鍛凸模體沖壓毛坯料，將毛坯料沖壓成花鍵軸的預(yù)鍛件，預(yù)鍛件的總長度為165mm，預(yù)鍛件的軸體長度和外徑分別為120mm和32mm，預(yù)鍛件的軸頭外徑為65mm,預(yù)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 ；
(4)、終鍛:將預(yù)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(yù)鍛件，將預(yù)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(yù)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25mm。
[0006]所述花鍵軸平鍛模具包括模架，預(yù)鍛凹模體和終鍛凹模體設(shè)在模架上，預(yù)鍛凹模體和終鍛凹模體的型腔分別對應(yīng)設(shè)有沖壓式預(yù)鍛凸模體和終鍛凸模體，所述預(yù)鍛凹模體和終鍛凹模體均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(shè)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(shè)有用于夾持鍛件的夾鉗；預(yù)鍛凹模體的過渡腔軸向截面為圓錐形結(jié)構(gòu)，終鍛凹模體的過渡腔為圓柱形結(jié)構(gòu)。
[0007]所述預(yù)鍛凸模體和終鍛凸模體均包括沖桿、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(shè)有插槽，連接塊的徑向開設(shè)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(shè)有螺紋孔，連接板上設(shè)有楔形孔，連接板插設(shè)在插槽中且楔形孔與插孔對應(yīng)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)，預(yù)鍛凸模體的沖桿的工作端設(shè)有平?jīng)_頭，終鍛凸模體的沖桿的工作端設(shè)有用于沖壓工件軸頭窩的軸頭窩沖頭，連接桿的徑向設(shè)有定位槽。
[0008]所述插槽的邊緣設(shè)有圓環(huán)形的凹陷部，連接體在具有螺紋孔的一端部設(shè)有插設(shè)到凹陷部并與凹陷部適配的凸圓環(huán)。
[0009]采用上述技術(shù)方案，由于在模架上取消了聚集模具體，即取消了聚集工藝步驟，從而降低了模具的制造難度和制作成本，也提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。將軸體腔的內(nèi)徑由原有的35mm減小到32mm，這樣充分減小了鍛造出來的花鍵軸軸體的外徑，從而減少機加工的加工量，節(jié)約材料用量，降低成本。預(yù)鍛凹模體的過渡腔軸向截面為圓錐形結(jié)構(gòu)，在確保在取消聚集工藝的基礎(chǔ)上，提高預(yù)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(yù)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(yù)鍛和終鍛過程工件仍然具有較高溫度，夾鉗用于取出預(yù)鍛和終鍛后的工件。
[0010]連接桿與平鍛機的動力驅(qū)動端連接，預(yù)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。
[0011]本發(fā)明設(shè)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(yù)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】
[0012]圖1是本發(fā)明中花鍵軸平鍛模具的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是圖1當中A-A剖視圖；
圖3是預(yù)鍛成型后預(yù)鍛件的示意圖；
圖4是終鍛成型后終鍛件的示意圖。
【具體實施方式】
[0013]如圖3和圖4所示，本發(fā)明的傳動軸花鍵軸鍛造新工藝，包括以下步驟:
(1)、下料:毛坯的直徑為32mm，材料為40Cr、長度為193.5mm ；
(2)、中頻加熱:中頻加熱的溫度為9500C?1050°C、加熱時間為5?5.5分鐘；
(3)、預(yù)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(yù)鍛凹模體的型腔內(nèi)，操控平鍛機，動力驅(qū)動端帶動預(yù)鍛凸模體沖壓毛坯料，將毛坯料沖壓成花鍵軸的預(yù)鍛件，預(yù)鍛件的總長度LI為165mm，預(yù)鍛件的軸體28長度L2和外徑Dl分別為120mm和32mm，預(yù)鍛件的軸頭26外徑D2為65mm，預(yù)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 ； (4)、終鍛:將預(yù)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(yù)鍛件，將預(yù)鍛件沖壓成終鍛件，終鍛件的總長度L4為150mm，終鍛件的軸體28長度L5和外徑D3分別為99mm和32mm，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。
[0014]如圖1和圖2所示，花鍵軸平鍛模具包括模架1，預(yù)鍛凹模體和終鍛凹模體設(shè)在模架I上，預(yù)鍛凹模體和終鍛凹模體的型腔分別對應(yīng)設(shè)有沖壓式預(yù)鍛凸模體和終鍛凸模體，預(yù)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(shè)有中空的型腔，型腔為軸向通透結(jié)構(gòu)，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，軸頭腔6、過渡腔7和軸體腔8分別用于容納花鍵軸鍛件的軸頭26、過渡桿27和軸體28，軸體腔8的內(nèi)徑D為32mm，兩個軸體腔8的端部均設(shè)有用于夾持鍛件的夾鉗9 ;預(yù)鍛凹模體的過渡腔7軸向截面為圓錐形結(jié)構(gòu)，終鍛凹模體的過渡腔7為圓柱形結(jié)構(gòu)。
[0015]預(yù)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(shè)有插槽17，連接塊12的徑向開設(shè)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(shè)有螺紋孔19，連接板15上設(shè)有楔形孔20，連接板15插設(shè)在插槽17中且楔形孔20與插孔18對應(yīng)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(yù)鍛凸模體的沖桿10的工作端設(shè)有平?jīng)_頭21，終鍛凸模體的沖桿10的工作端設(shè)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(shè)有定位槽25。
[0016]插槽17的邊緣設(shè)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(shè)有插設(shè)到凹陷部23并與凹陷部23適配的凸圓環(huán)24。
[0017]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軸體的外徑，從而減少機加工的加工量，節(jié)約材料用量，降低成本。預(yù)鍛凹模體的過渡腔7軸向截面為圓錐形結(jié)構(gòu)，這樣確保在取消聚集工藝的基礎(chǔ)上，提高預(yù)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(yù)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(yù)鍛和終鍛過程工件仍然具有較高溫度，夾鉗9用于取出預(yù)鍛和終鍛后的工件。
[0018]連接桿11與平鍛機的動力驅(qū)動端連接，預(yù)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。
[0019]花鍵軸平鍛模具在工作使用時，先將中頻加熱后高溫的圓柱形毛坯放置到預(yù)鍛凹模體的型腔內(nèi)，預(yù)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(yù)鍛件，然后打開模架I上的上凹模3，使用夾鉗9將預(yù)鍛件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(yù)鍛件最終鍛造為如圖4所示的終鍛件。
[0020]本發(fā)明相對于現(xiàn)有傳統(tǒng)技術(shù)，具有以下有益效果:
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/KgX 150Kg=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。
[0021]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。
[0022]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。
[0023]采用本發(fā)明所加工出來的花鍵軸終鍛件，與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的鍛件相比，本發(fā)明的優(yōu)點可綜述為以下幾點內(nèi)容:
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。
[0024]2、節(jié)能方面:從加熱還料的能耗上計算，中頻感應(yīng)加熱,每公斤還料加熱能耗約
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。
[0025]3、成材率方面:新的設(shè)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。
[0026]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。
[0027]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。
[0028]本實施例并非對本發(fā)明的形狀、材料、結(jié)構(gòu)等作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(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，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.傳動軸花鍵軸鍛造新工藝，其特征在于:包括以下步驟: (1)、下料:毛坯的直徑為32mm，材料為40Cr、長度為193.5mm ； (2)、中頻加熱:中頻加熱的溫度為9500C?1050°C、加熱時間為5?5.5分鐘； (3)、預(yù)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(yù)鍛凹模體的型腔內(nèi)，操控平鍛機，動力驅(qū)動端帶動預(yù)鍛凸模體沖壓毛坯料，將毛坯料沖壓成花鍵軸的預(yù)鍛件，預(yù)鍛件的總長度為165mm，預(yù)鍛件的軸體長度和外徑分別為120mm和32mm，預(yù)鍛件的軸頭外徑為65mm,預(yù)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 ； (4)、終鍛:將預(yù)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(yù)鍛件，將預(yù)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(yù)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25mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳動軸花鍵軸鍛造新工藝，其特征在于:所述花鍵軸平鍛模具包括模架，預(yù)鍛凹模體和終鍛凹模體設(shè)在模架上，預(yù)鍛凹模體和終鍛凹模體的型腔分別對應(yīng)設(shè)有沖壓式預(yù)鍛凸模體和終鍛凸模體，所述預(yù)鍛凹模體和終鍛凹模體均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(shè)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(shè)有用于夾持鍛件的夾鉗；預(yù)鍛凹模體的過渡腔軸向截面為圓錐形結(jié)構(gòu)，終鍛凹模體的過渡腔為圓柱形結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的傳動軸花鍵軸鍛造新工藝，其特征在于:所述預(yù)鍛凸模體和終鍛凸模體均包括沖桿、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(shè)有插槽，連接塊的徑向開設(shè)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(shè)有螺紋孔，連接板上設(shè)有楔形孔，連接板插設(shè)在插槽中且楔形孔與插孔對應(yīng)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)，預(yù)鍛凸模體的沖桿的工作端設(shè)有平?jīng)_頭，終鍛凸模體的沖桿的工作端設(shè)有用于沖壓工件軸頭窩的軸頭窩沖頭，連接桿的徑向設(shè)有定位槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的傳動軸花鍵軸鍛造新工藝，其特征在于:所述插槽的邊緣設(shè)有圓環(huán)形的凹陷部，連接體在具有螺紋孔的一端部設(shè)有插設(shè)到凹陷部并與凹陷部適配的凸圓環(huán)。
【文檔編號】B21J5/02GK103537595SQ201310501610
【公開日】2014年1月29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