一种凸轮片的精锻成形方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种凸轮片的精锻成形方法。
【背景技术】
[0002]传统的凸轮轴制造方法主要是采用整体铸造或整体锻造凸轮轴毛坯，然后切削加工生产，这种传统的方法很难制造出凸轮片密布排列的紧凑结构凸轮轴。而且传统方法制造凸轮轴，不仅使大量材料变成废肩，在降低零件重量方面也难有作为。而装配式凸轮轴是将独立的凸轮片窜装于一根钢管上，是今后的发展方向。特点是质量小，疲劳强度高，凸轮许用接触应力大，工艺性好，制造成本低。
[0003]当前，采用高碳钢材质的凸轮片(如:轴承钢，弹簧钢)的精锻成形方法主要是热锻成型凸轮片毛坯再经热处理，对凸轮轮廓进行磨削加工，然后再装配到轴上，成为凸轮轴成品；或者，先装配至轴上，再对凸轮轮廓进行磨削加工。
[0004]热锻的优点:高温下金属容易成型，工艺较成熟；步骤少，3~4工位即可。
[0005]热锻的缺点:
1、温度高，尺寸精度低，后工序磨削需要预留更多的加工余量；
2、在锻造过程中及结束时，只要温度超过相变温度，零件局部组织就可能发生转变，如:局部淬硬，转变成片状组织，存在开裂的风险；因此，锻造后必须及时作退火处理。
[0006]3、热锻温度高，模具寿命低。
[0007]冷锻的优点:常温下，锻造尺寸精度高；缺点:对于GCrl5，100Cr6等高碳钢，变形抗力大，易开裂，模具寿命低。
[0008]上述现有技术均存在技术缺陷需要解决。
【发明内容】
[0009]本发明涉及一种凸轮片的精锻成形方法，具有以下特点:
1、尺寸精度处于冷锻与热锻中间，更接近冷锻；
2、模具耐用度较好；
3、零件金相组织不会转变(在奥氏体化温度之下)没有必要再作退火；
4、能耗比热锻低。
[0010]本发明的具体技术方案是:
一种凸轮片的精锻成形方法，其特征在于该方法包括:
(1)首模(或第一工位)大变形锻造，将加热后的材料切断放入首模进行锻造，形成包含桃尖部的基本胚体；首模完成总锻造变形量的60%以上，使后续各工位在温度下降的条件下，变形量逐步下降，防止零件开裂和提高模具寿命；
(2)温冷锻，在多工位锻造过程中，材料的加热温度接近但不高于工件相变温度，之后工位中的工件温度逐步下降，在最后几工位，施加额外冷却，使工件温度降低，这样，在最后的工位就可以实施接近冷锻的精整形； (3)预偏置入模，预先使线材往首模的桃尖方向偏置，再进行后续锻造。由于凸轮片不是一个回转零件，通过材料预偏置入模，使材料快速均匀地分布到桃尖及其它部位。
[0011]由于凸轮片不是回转零件，锻造的难度是将材料有序地填充到凸轮片的桃尖处，本发明创新设计，使切断的材料预先往桃尖方向偏置后，再送入第一工位。在第一工位即基本完成对桃尖处材料的填充。
[0012]在最后设置两个精整工位，通过冷却使零件温度降低，对凸轮的外形轮廓进行精整，使其尺寸精度接近或达到冷锻精度。
[0013]优化地，所述材料感应加热至温度为600_750°C。
[0014]过高的温度会使工件局部组织发生转变，如，淬硬，存在开裂的风险。
[0015]优化地，所述多工位锻造过程包含至少一个精整工位，通过冷却使工件温度降低至接近冷锻温度范围，进行工件的外形修整。接近冷锻温度范围指的是400°C以下。
[0016]精整工位的设立使本发明结合了温锻和冷锻的优点，获得的工件精度接近冷锻。
[0017]优化地，所述多工位锻造至少包括五个工位。
[0018]更进一步地，所述多工位锻造过程至少包含一个精整工位。
[0019]所述预偏置入模:坯料(切断的材料)的中轴线沿首模的桃尖方向偏移一个合适的距离，偏移量根据不同的凸轮形状来设置。
[0020]所述材料的加热采用感应加热。
【附图说明】
[0021]图1是本发明的锻压步骤示意图。
【具体实施方式】
[0022]实施例1
一种凸轮片的精锻成形方法，其特征在于该方法包括:
(O首模大变形锻造，将线材放入首模进行锻造，形成包含桃尖部的基本胚体；
(2)温冷锻，在多工位锻造过程中，材料的加热温度不高于工件相变温度，之后工位中的工件温度逐步下降；
(3)预偏置入模，预先使线材往首模的桃尖方向偏置，再进行后续锻造。
[0023]所述材料加热温度为600-750°C。
[0024]所述多工位锻造至少包括五个工位。
[0025]所述第一工位的锻压过程中，预先使切断的材料往锻压模具的桃尖方向偏置，再送入第一工位完成对凸轮片基本胚体桃尖部材料的填充。偏置具体为:线材的中轴线沿锻压模具水平轴线偏移，偏移方向为朝向锻压模具的桃尖方向。加热方法如下:线材通过感应线圈，被加热至所需要的温度，然后被切断，转移至第一工位。
[0026]实施例2
一种凸轮片的精锻成形方法，其特征在于该方法包括:
(I)首模大变形锻造，将材料切断后形成坯料，放入第一工位的首模进行锻造，形成包含桃尖部的工件；首模完成总锻造变形量的60%以上，使后续各工位在温度下降的条件下，变形量逐步下降； (2)温冷锻，在多工位锻造过程中，第一工位中的工件温度接近但不高于工件相变温度，之后工位中的工件温度逐步下降，在最后一个工位或最后两个工位施加额外冷却，使坯件温度降低，实施接近冷锻的精整形；
(3)预偏置入模，预先使线材往首模的桃尖方向偏置，再进行后续锻造。
[0027]所述材料的加热温度为600°C。
[0028]所述多工位锻造过程包含一个精整工位，通过冷却使工件温度快速降低至接近冷锻温度范围，进行工件的外形精整。接近冷锻温度范围一般指的是400°C以下。
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