本發(fā)明涉及一種模鍛工藝及設(shè)備，具體涉及一種汽車傳動軸外星輪、內(nèi)星輪坯件模鍛工藝及設(shè)備，屬于汽車傳動軸零部件模鍛工藝技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

汽車傳動軸的內(nèi)、外星輪裝配在一起，并通過滾珠實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動方向上的傳動。汽車傳動軸的內(nèi)、外星輪是汽車傳動軸的重要零部件。

現(xiàn)有的內(nèi)、外星輪在制造的過程中，坯件采用模鍛的方式分別進(jìn)行鍛造，然后再對坯件進(jìn)行機(jī)械加工。

傳動的制造方式，對內(nèi)、外星輪坯件單獨(dú)鍛件進(jìn)行鍛造，沖孔時產(chǎn)生連皮，導(dǎo)致生產(chǎn)效率不高、材料利用率不高，并且在生產(chǎn)過程中的工作量比較大；而汽車傳動軸用外星輪、內(nèi)星輪產(chǎn)品中有較多沖孔，沖孔連皮的材料所占料耗較多，材料的利用率低，后續(xù)加工成本高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是：將內(nèi)、外星輪坯件單件鍛造改為2件組合在一起進(jìn)行下料、鍛造，能夠從多方面取得較好的效果：減輕工人的勞動強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率，節(jié)約金屬材料，減少能源消耗。

本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：

一種汽車傳動軸用外星輪、內(nèi)星輪坯件模鍛工藝，其特征在于，包括以下步驟：S1、預(yù)鍛造：預(yù)鍛造模具的上模芯與下模芯之間的形狀為外星輪坯件與內(nèi)星輪坯件連為一體的結(jié)構(gòu)，其中外星輪坯件底部與內(nèi)星輪坯件的上部連為一體；S2、終鍛造：對預(yù)鍛造完成的坯件進(jìn)一步進(jìn)行鍛壓成型；S3、沖壓分割：采用沖壓的方式將終鍛造后的坯件的內(nèi)星輪坯件和外星輪坯件分割開來。

進(jìn)一步的，終鍛造時：內(nèi)、外星輪坯件連接部位的高度為A，內(nèi)外星輪連接部位至內(nèi)星輪上端的距離為B，內(nèi)外星輪連接部位的寬度為C，外星輪的高度為F，內(nèi)星輪的高度為H；預(yù)鍛造時：內(nèi)、外星輪坯件連接部位的高度為D，內(nèi)外星輪連接部位至內(nèi)星輪上端的距離為E，外星輪的高度為G，內(nèi)星輪的高度為I；則：A＝3-4mm，B＝0-5mm，C＝0.5-0.8mm，D＝A+1mm，E＝B，G＝F+1mm，I＝H+0.5mm。

更進(jìn)一步的，所述沖壓分割時，內(nèi)外星輪連接部位采用直接沖孔切邊。

一種權(quán)利要求1所述的汽車傳動軸用外星輪、內(nèi)星輪坯件模鍛工藝的設(shè)備，其特征在于：包括預(yù)鍛造設(shè)備，終鍛造設(shè)備、沖壓切割設(shè)備；所述預(yù)鍛造設(shè)備的上模芯與下模芯之間的空間形狀為外星輪坯件與內(nèi)星輪坯件連為一體的預(yù)鍛造結(jié)構(gòu)，其中外星輪坯件底部與內(nèi)星輪坯件的上部連為一體；所述終鍛造設(shè)備的上模芯與下模芯之間的空間形狀為外星輪坯件與內(nèi)星輪坯件連為一體的終鍛造結(jié)構(gòu)；所述沖壓切割設(shè)備包括固定在上模座10下方的套鍛內(nèi)鍛件沖孔切邊沖頭13、卸料板8；所述卸料板8通過彈性機(jī)構(gòu)與上模座10連接，并與待鍛造坯件外星輪坯件部分上部相對應(yīng)；所述套鍛內(nèi)鍛件沖孔切邊沖頭13與上模座10固定連接，并與待鍛造坯件內(nèi)星輪坯件部分上部相對應(yīng)。

進(jìn)一步的，所述套鍛內(nèi)鍛件沖孔切邊沖頭13的外徑略小于所述外星輪坯件部分的最小內(nèi)徑。

進(jìn)一步的，終鍛造設(shè)備的模腔：內(nèi)、外星輪坯件連接部位的高度為A，內(nèi)外星輪連接部位至內(nèi)星輪上端的距離為B，內(nèi)外星輪連接部位的寬度為C，外星輪的高度為F，內(nèi)星輪的高度為H；預(yù)鍛造設(shè)備的模腔：內(nèi)、外星輪坯件連接部位的高度為D，內(nèi)外星輪連接部位至內(nèi)星輪上端的距離為E，外星輪的高度為G，內(nèi)星輪的高度為I；則：A＝3-4mm，B＝0-5mm，C＝0.5-0.8mm，D＝(A+1)mm，E＝B，G＝(F+1)mm，I＝(H+0.5)mm。

進(jìn)一步的，預(yù)鍛造設(shè)備，終鍛造設(shè)備均為兩半式組裝結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的有益效果在于：

1)對同種金屬材料工件的形狀、尺寸以及技術(shù)要求加以分析，綜合起來科學(xué)的制定鍛造工藝，以便實(shí)現(xiàn)省工、省料的目的。

2)相比傳統(tǒng)鍛造方法，縮小加工余量，減輕單件鍛件重量，并有利于切削加工，減少工件的裝卡次數(shù)，為切削加工創(chuàng)造有利條件；

3)節(jié)省下料鋸口的金屬，減少下料工時，同時減少了兩次加熱，減少氧化，降低鍛件質(zhì)量，節(jié)省燃料；

4)切邊廢料的數(shù)量大大降低，提高了材料的利用率，降低了成本；

5)將內(nèi)、外星輪坯件單件鍛造改為2件組合在一起進(jìn)行下料、鍛造，能夠從多方面取得較好的效果：減輕工人的勞動強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率，節(jié)約金屬材料，減少能源消耗。

6)彈性區(qū)域采用Hook定律，塑性區(qū)域采用Prandtl-Reuss本構(gòu)方程和Mises屈服準(zhǔn)則分析工件的失穩(wěn)、屈服等問題，優(yōu)化了A、B、C、D、E、F、G、H、I等工藝參數(shù)，預(yù)測缺陷的產(chǎn)生和分析成形質(zhì)量，在設(shè)計(jì)階段解決存在的主要問題，改善套鍛鍛件質(zhì)量，提高經(jīng)濟(jì)效益。

7)在保證鍛件成型的前提下，材料利用率提高10％以上；

8)勞動效率提高45％以上。

附圖說明

圖1是汽車傳動軸用外星輪的剖面圖。

圖2是與圖1對應(yīng)的汽車傳動軸用外星輪的主視圖。

圖3是汽車傳動軸用內(nèi)星輪的剖面圖，內(nèi)星輪與外形輪之間通過彈珠進(jìn)行配合，從而能夠?qū)崿F(xiàn)同步轉(zhuǎn)動。

圖4是鍛造設(shè)備或終鍛造設(shè)備的模具結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是套鍛內(nèi)外鍛件預(yù)熱鍛件圖。

圖6是套鍛內(nèi)外鍛件終鍛熱鍛件圖。

圖7是套鍛預(yù)鍛模上、下模芯的示意圖。

圖8是套鍛終鍛模上、下模芯的示意圖。

圖9是沖壓切割設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1.下模座，2.沖頭座左右調(diào)節(jié)螺栓，3.左支撐板，4.重載矩形彈簧，5.彈簧導(dǎo)向柱，6.切邊凹模左右調(diào)節(jié)螺栓，7.切邊凹模調(diào)節(jié)螺栓固定框，8.卸料板，9.卸料板彈簧，10.上模座，11.沖孔切邊沖頭模柄固定銷，12.沖孔切邊沖頭模柄，13.套鍛內(nèi)鍛件沖孔切邊沖頭，14.套鍛內(nèi)外鍛件，15.套鍛內(nèi)鍛件沖孔沖頭，16.套鍛內(nèi)鍛件下壓緊模型腔，17.切邊凹模前后調(diào)節(jié)螺栓，18.套鍛內(nèi)鍛件沖孔切邊凹模，19.下壓緊模，20.下壓緊模固定板導(dǎo)向塊，21.下壓緊模固定板，22.右支撐板，23.沖孔沖頭固定座，24.調(diào)節(jié)螺栓緊固螺帽，25.沖頭座前后調(diào)節(jié)螺栓，26.沖頭座前后調(diào)節(jié)螺栓支撐板。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

實(shí)施例一：

參見圖4-9，一種汽車傳動軸用外星輪、內(nèi)星輪坯件模鍛工藝，包括以下步驟：S1、預(yù)鍛造：預(yù)鍛造模具的上模芯與下模芯之間的形狀為外星輪坯件與內(nèi)星輪坯件連為一體的結(jié)構(gòu)，其中外星輪坯件底部與內(nèi)星輪坯件的上部連為一體；S2、終鍛造：對預(yù)鍛造完成的坯件進(jìn)一步進(jìn)行鍛壓成型；S3、沖壓分割：采用沖壓的方式將終鍛造后的坯件的內(nèi)星輪坯件和外星輪坯件分割開來。

參見圖5-6，終鍛造時：內(nèi)、外星輪坯件連接部位的高度為A，內(nèi)外星輪連接部位至內(nèi)星輪上端的距離為B，內(nèi)外星輪連接部位的寬度為C，外星輪的高度為F，內(nèi)星輪的高度為H；預(yù)鍛造時：內(nèi)、外星輪坯件連接部位的高度為D，內(nèi)外星輪連接部位至內(nèi)星輪上端的距離為E，外星輪的高度為G，內(nèi)星輪的高度為I；則：A＝3-4mm，B＝0-5mm，C＝0.5-0.8mm，D＝A+1mm，E＝B，G＝F+1mm，I＝H+0.5mm。

參見圖9，所述沖壓分割時，內(nèi)外星輪連接部位采用直接沖孔切邊。

實(shí)施例二：

一種上述的汽車傳動軸用外星輪、內(nèi)星輪坯件模鍛工藝的設(shè)備，包括預(yù)鍛造設(shè)備，終鍛造設(shè)備、沖壓切割設(shè)備；所述預(yù)鍛造設(shè)備的上模芯與下模芯之間的空間形狀為外星輪坯件與內(nèi)星輪坯件連為一體的預(yù)鍛造結(jié)構(gòu)，其中外星輪坯件底部與內(nèi)星輪坯件的上部連為一體；所述終鍛造設(shè)備的上模芯與下模芯之間的空間形狀為外星輪坯件與內(nèi)星輪坯件連為一體的終鍛造結(jié)構(gòu)；所述沖壓切割設(shè)備包括固定在上模座10下方的套鍛內(nèi)鍛件沖孔切邊沖頭13、卸料板8；所述卸料板8通過彈性機(jī)構(gòu)與上模座10連接，并與待鍛造坯件外星輪坯件部分上部相對應(yīng)；所述套鍛內(nèi)鍛件沖孔切邊沖頭13與上模座10固定連接，并與待鍛造坯件內(nèi)星輪坯件部分上部相對應(yīng)。

參見圖9，所述套鍛內(nèi)鍛件沖孔切邊沖頭13的外徑略小于所述外星輪坯件部分的最小內(nèi)徑。

參見圖5-6，終鍛造設(shè)備的模腔：內(nèi)、外星輪坯件連接部位的高度為A，內(nèi)外星輪連接部位至內(nèi)星輪上端的距離為B，內(nèi)外星輪連接部位的寬度為C，外星輪的高度為F，內(nèi)星輪的高度為H；預(yù)鍛造設(shè)備的模腔：內(nèi)、外星輪坯件連接部位的高度為D，內(nèi)外星輪連接部位至內(nèi)星輪上端的距離為E，外星輪的高度為G，內(nèi)星輪的高度為I；則：A＝3-4mm，B＝0-5mm，C＝0.5-0.8mm，D＝(A+1)mm，E＝B，G＝(F+1)mm，I＝(H+0.5)mm。

本方案基于Deform模擬從坯料到鍛件的套鍛模鍛工藝加工成形過程，觀察并總結(jié)金屬流動規(guī)律，求出應(yīng)力場、應(yīng)變場、變形所需的載荷和能量，給出成形過程中坯料幾何形狀、尺寸和性能的改變。結(jié)合實(shí)際探討套鍛的可行性，通過對不同工藝參數(shù)進(jìn)行模擬的結(jié)果與實(shí)驗(yàn)的結(jié)果對比驗(yàn)證，制定出最佳工藝方案。彈性區(qū)域采用Hook定律，塑性區(qū)域采用Prandt l-Reuss本構(gòu)方程和Mises屈服準(zhǔn)則分析工件的失穩(wěn)、屈服等問題，優(yōu)化了A、B、C、D、E、F、G、H、I等工藝參數(shù)，預(yù)測缺陷的產(chǎn)生和分析成形質(zhì)量，在設(shè)計(jì)階段解決存在的主要問題，改善套鍛鍛件質(zhì)量，提高經(jīng)濟(jì)效益。

以上是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)行各種變換或改進(jìn)，在不脫離本發(fā)明總的構(gòu)思的前提下，這些變換或改進(jìn)都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。