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；所述下模體上開設有軸部型腔，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；所述上模體設置在所述下模體的上部。本發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，節約材料消耗和機加工時間。本發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行鍛造，提高鍛造精度，節約材料消耗、降低生產成本。
【專利說明】
一種胎模鍛造齒輪軸的組合模具及鍛造工藝
技術領域
[0001]本發明涉及鍛造領域，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】
[0002]齒輪軸指支承轉動零件并與之一起回轉以傳遞運動、扭矩或彎矩的機械零件。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]現有的齒輪軸輥鍛造工藝主要是單純的自由鍛生產工藝，原材料下料重量相對較重，鍛造后的單邊余量較大，后續加工周期也相對較大，而且破壞了鍛造流線。其存在缺點:機加工作量大，材料利用率低。在加工零件各部分尺寸時，大量金屬材料被切削掉，材料浪費嚴重。鍛件的尺寸變化頻繁，不利于生產管理。采用自由鍛，各種型號的轉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，很容易在工序移動之間互相混淆，出現差錯O

【發明內容】

[0004]本發明的一個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，節約材料消耗和機加工時間。
[0005]本發明的另一個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，節約材料消耗、降低生產成本。
[0006]特別地，本發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向型腔;所述上模體設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]進一步地，所述下模外套和下模體之間具有空隙。
[0009]進一步地，所述下模體的軸部型腔呈階梯狀，所述下模體的底部設置有退模孔。
[0010]本發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行鍛造，包括以下步驟:
[0011]a、下料，截取坯料；
[0012]b、進行分段加熱，其中第一次加熱爐溫小于600°C，預熱3.5小時；第二次加熱，以小于200°C/h的速度加熱至850°C，等溫I小時；第三次加熱:以小于200°C/h的速度加熱到1240 °C，保溫4小時；
[0013]C、將坯料依次拔長、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進行鐓粗至預定尺寸；
[0015]e、鍛造后冷卻，采用先空冷后砂冷。
[0016]進一步地，所述步驟a中選用17NiCrMo6_4鋼材，截取坯料的重量根據鍛件所需的重量和火耗確定。
[0017]進一步地，所述步驟b中進行分段加熱選用天然氣爐。
[0018]進一步地，所述步驟c中選用在電液錘上進行自由鍛拔長、鐓粗、滾圓、切肩、鍛小頭。
[0019]進一步地，所述步驟c和所述d的鍛造過程中，始鍛溫度1200°C，終鍛溫度850°C，往返鍛造兩火。
[0020]本發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，通過設置有上模體和下模體，所述下模體包括下模外套和下模體，所述下模體上開設有軸部型腔，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在所述下模體的外側，可實現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，節約材料消耗和機加工時間。本發明提供的一種胎模鍛造齒輪軸的組合模具，結構非常簡單，實用性強，不易損壞，降低了生產成本。
[0021]本發明提供的一種胎模鍛造齒輪軸的鍛造工藝，通過將坯料經過充分加熱后先在電液錘上進行自由鍛拔長、鐓粗、滾圓、切肩、鍛小頭，然后把坯料裝入所述組合模具內，鐓粗到成品圖尺寸。通過使用胎模鍛，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加工成本。
【附圖說明】
[0022]后文將參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細描述本發明的一些具體實施例。附圖中相同的附圖標記標示了相同或類似的部件或部分。本領域技術人員應該理解，這些附圖未必是按比例繪制的。附圖中:
[0023]圖1是根據本發明一個實施例的一種胎模鍛造齒輪軸的組合模具的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0024]圖1是根據本發明一個實施例的一種胎模鍛造齒輪軸的組合模具的結構示意圖。如圖1所示，本發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齒部開腔21用于所述齒輪軸3的齒部32上半部分成型，鍛造時下模體I齒部型腔12與上模體2齒部開腔21有一定空隙，所述下模體I導向型腔用于上模體2外套22鍛壓時導向。這樣在進行胎模鍛造時，可以減少齒輪軸外徑的預留加工余量，從而節約材料消耗和機加工時間。
[0026]進一步地，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導向型腔用于上模體2外套22鍛壓時導向。在一個具體的實施方式中，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，階梯狀與需要進行胎模鍛造的齒輪軸的直徑變化處相一致。可選地，所述下模體11的底部設置有退模孔，以便于胎模鍛造后的退模。
[0027]優選地，所述下模體I為階梯式圓柱狀結構，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行胎模鍛造時的溫度有正相關性，空隙的存在可以使得在齒輪軸進行胎模鍛造時下模體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，進而使得胎模鍛造后齒輪軸的尺寸與設計尺寸更加接近，從而有效的減小加工余量，節約材料消耗和機加工時間。
[0028]在一個優選的實施方式中，所述下模體I和所述上模體2均采用模具鋼材質制成，不僅能夠滿足鍛造要求，而且能夠滿足批量生產的要求。
[0029]本發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，通過設置有上模體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。可實現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，節約材料消耗和機加工時間。
[0030]本發明提供的一種胎模鍛造齒輪軸的組合模具，結構非常簡單，實用性強，鍛造精度高，不易損壞，降低了生產成本。
[0031]本發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行鍛造，包括以下步驟:
[0032]a、下料，截取坯料；
[0033]b、進行分段加熱，其中第一次加熱爐溫小于600°C，預熱3.5小時；第二次加熱，以小于200°C/h的速度加熱至850°C，等溫I小時；第三次加熱:以小于200°C/h的速度加熱到1240 °C，保溫4小時；
[0034]C、將坯料依次拔長、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進行鐓粗至預定尺寸；
[0036]e、鍛造后冷卻，采用先空冷后砂冷。
[0037]具體地，所述步驟a中的下料是根據圖紙設計要求選用，可以選用17NiCrMo6_4鋼材，截取坯料的重量根據鍛件所需的重量和火耗確定。在所述步驟b中進行分段加熱可以使用本領域技術人員常用的加熱爐進行加熱保溫處理，優選為選用天然氣爐進行加熱保溫處理。在所述步驟c中選用在電液錘上進行自由鍛拔長、鐓粗、滾圓、切肩、鍛小頭。其中所述步驟c和所述d的鍛造過程中，始鍛溫度1200°C，終鍛溫度850°C，往返鍛造兩火。
[0038]在一個具體的實施方式中，如以6630090292齒輪軸為例，其鍛造工藝包括以下步驟:
[0039](I)原材料按圖紙設計要求選用，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)鋼坯在天然氣爐進行加熱，采用分段加熱，第一次加熱:裝爐爐溫小于600°C，預熱3.5小時以上；第二次加熱:以小于200°C/h的速度加熱到850°C，等溫I小時；第三次加熱:以小于200°C/h的速度加熱到1240°C，保溫4小時后鍛造；
[0041 ] (3)鍛造時先將鋼坯3拔長至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，放入下模體I內，蓋上上模體2進行鐓粗，平端面到圖紙設計的尺寸。
[0042](4)鍛造過程中，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]本發明提供的一種胎模鍛造齒輪軸的鍛造工藝，通過將坯料經過充分加熱后先在電液錘上自由鍛拔長、鐓粗、滾圓、切肩、鍛小頭，然后把坯料裝入下模體I內，蓋上上模體2，鐓粗到圖紙設計的尺寸。通過使用胎模鍛，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的228Kg降低到172Kg，降低了原材料成本和后續加工成本。
[0045]至此，本領域技術人員應認識到，雖然本文已詳盡示出和描述了本發明的示例性實施例，但是，在不脫離本發明精神和范圍的情況下，仍可根據本發明公開的內容直接確定或推導出符合本發明原理的許多其他變型或修改。因此，本發明的范圍應被理解和認定為覆蓋了所有這些其他變型或修改。
【主權項】
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向型腔;所述上模體設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.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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置有退模孔。5.根據權利要求1-4中任一項所述的組合模具，其特征在于，所述上模體和所述下模體采用模具鋼材質，所述下模外套采用模具鋼材質或者不銹鋼材質。6.—種胎模鍛造齒輪軸的鍛造工藝，其特征在于，采用如權利要求1-5中任一項所述的組合模具進行鍛造，包括以下步驟: a、下料，截取坯料； b、進行分段加熱，其中第一次加熱爐溫小于600°C，預熱3.5小時；第二次加熱，以小于200°C/h的速度加熱至850°C，等溫I小時；第三次加熱:以小于200°C/h的速度加熱到1240C，保溫4小時； c、將坯料依次拔長、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進行鐓粗至預定尺寸； e、鍛造后冷卻，米用先;??冷后砂冷ο7.根據權利要求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鍛件所需的重量和火耗確定。8.根據權利要求6所述的鍛造工藝，其特征在于，所述步驟b中進行分段加熱選用天然氣爐。9.根據權利要求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行自由鍛拔長、鐓粗、滾圓、切肩、鍛小頭。10.根據權利要求6-9中任一項所述的鍛造工藝，其特征在于，所述步驟c和所述d的鍛造過程中，始鍛溫度120(TC，終鍛溫度850°C，往返鍛造兩火。
【文檔編號】B21J13/02GK106040938SQ201610392652
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月2日
【發明人】徐文博, 閆來平
【申請人】溧陽市金昆鍛壓有限公司