啮合套空心管加工工艺及加工模具的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机械加工技术领域，更具体地说，涉及一种啮合套空心管加工工艺，还涉及一种啮合套空心管加工模具。
【背景技术】
[0002]各类机械零部件是生活中及工业领域的重要组成元素。随着机械制造及机械加工等领域的日益发展，对各类零部件的精度要求越来越高，对其加工工艺的要求也越来越多，需综合考虑加工精度、加工效率、费用等因素，以期达到最佳的加工效果。
[0003]啮合套空心管是机械工业领域常用的零部件。其结构请参阅图1，图1为啮合套空心管的结构示意图。可见其整体呈管状结构，端部设置有齿形。现有技术中常见的啮合套空心管的加工工艺主要包括以下步骤:下料、加热、镦粗、锻造和铣削。其中，经镦粗、锻造，坯料的外形基本成型，再经过后续的齿形切削加工，加工出啮合套空心管的齿形，使其符合技术要求，则啮合套空心管基本成型。但后续仍需进行内孔的加工，且加工余量大。因而总起来讲，该加工工艺加工时间长，费用较高。
[0004]综上所述，如何有效地解决啮合套空心管加工时间长、内孔加工余量大、费用高等问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明的第一个目的在于提供一种啮合套空心管加工模具，该啮合套空心管加工模具的结构设计可以有效地解决啮合套孔空心管制作过程内孔加工余量大、加工时间长、费用高的问题，本发明的第二个目的是提供一种采用上述啮合套空心管加工模具进行啮合套空心管加工的啮合套空心管加工工艺。
[0006]为了达到上述第一个目的，本发明提供如下技术方案:
[0007]—种啮合套空心管加工模具，包括预锻模具和精锻模具；
[0008]所述预锻模具包括预锻扩孔上模和预锻扩孔下模，所述预锻扩孔上模包括用于扩孔的倒圆台，所述预锻扩孔下模上开设有与坯料直径一致的圆形凹槽；
[0009]所述精锻模具包括精锻齿上模、精锻齿下模和精锻模顶柱，所述精锻齿上模与所述精锻齿下模闭合状态下形成的锻腔与啮合套空心管的齿形相同，所述精锻模顶柱用于支撑扩孔后的坯料。
[0010]优选地，上述啮合套空心管加工模具中，所述精锻齿上模的拔模斜度为3度-6度，所述预锻扩孔上模的拔模斜度为20度-26度，所述精锻齿下模的一级侧壁的拔模斜度均为2度-3度，所述精锻齿下模的二级侧壁和三级侧壁的拔模斜度为I度-2度，所述预锻扩孔下模的拔模斜度为I度-2度。
[0011]优选地，上述啮合套空心管加工模具中，所述精锻齿上模的拔模斜度为6度，所述预锻扩孔上模的拔模斜度为26度，所述精锻齿下模的一级侧壁的拔模斜度为3度，所述精锻齿下模的二级侧壁和三级侧壁的拔模斜度均为2度，所述预锻扩孔下模的拔模斜度为2度。
[0012]优选地，上述啮合套空心管加工模具中，所述预锻扩孔上模的下底面与所述倒圆台通过圆弧过渡。
[0013]优选地，上述啮合套空心管加工模具中，所述圆弧的曲率半径为10mm。
[0014]优选地，上述啮合套空心管加工模具中，所述锻腔的粗糙度为0.8微米。
[0015]本发明提供的啮合套空心管加工模具包括预锻模具和精锻模具。其中，预锻模具包括预锻扩孔上模和预锻扩孔下模，预锻扩孔上模包括用于扩孔的倒圆台，预锻扩孔下模上开设有与坯料直径一致的圆形凹槽，坯料放置于圆形凹槽中，预锻扩孔上模的倒圆台直径较小的一端朝向预锻扩孔下模。精锻模具包括精锻齿上模、精锻齿下模和精锻模顶柱。精锻齿上模与精锻齿下模闭合状态下，二者中间形成的锻腔与啮合套空心管的齿形相同，精锻模顶柱用于支撑扩孔后的坯料。
[0016]应用本发明提供的啮合套空心管加工模具，通过预锻模具进行镦粗，将坯料放置于预锻扩孔下模的圆形凹槽中，在压力设备的作用下，预锻扩孔上模的倒圆台结构逐渐向预锻扩孔下模移动，作用于坯料，达到扩孔镦粗的效果。经过预锻扩孔，坯料经加热后表面产生的氧化皮被去掉，进而获得预锻坯料，保证后续精锻过程中不会出现齿形缺料的现象。精锻过程中，在压力设置的作用下，由于精锻齿上模与精锻齿下模闭合状态下，二者中间形成的锻腔与啮合套空心管的齿形相同，因而可以将预锻坯料直接锻压出啮合套空心管的形状，齿形精度能够达到公差标准，不需后续精加工，即可以进行热处理，生产率和材料利用率高。同时，空心管锻造后的坯件内孔形状基本成型，直接减少钻孔工艺，后续加工余量少，并且节约孔的材料约0.lKg，节约钻孔工时单价0.3元/件。综上，采用上述啮合套空心管加工模具能够有效缩短加工时间，减少加工费用。
[0017]同时，坯料经过上述模具锻压直接获得完整的齿形，由于精锻使得金属材料的纤维组织沿齿形均匀连续分布，晶粒及组织细密，微观缺陷少，因此，精锻齿形的性能优越，齿的弯曲强度、接触疲劳强度和耐冲击性明显高于切削齿。一般来说，精锻可使轮齿抗冲击强度提高约15%，抗弯曲疲劳寿命提高约20%。有效改善了齿形的组织，提高了其力学性能。另外，精锻齿形减少了热处理时的齿廓变形，提高了齿的耐磨性和啮合时的平稳性，提高了齿的使用寿命。
[0018]为了达到上述第二个目的，本发明还提供了一种啮合套空心管加工工艺，包括步骤:
[0019]下料，制备出内径为62-64_的管状的坯料；
[0020]将所述坯料进行加热；
[0021 ] 将所述坯料通过如上述预锻模具进行预锻扩孔；
[0022]将扩孔后的坯料通过如上述精锻模具进行齿形的精锻。
[0023]优选的，上述啮合套空心管加工工艺中，包括步骤:
[0024]下料，制备出内径为63mm的管状的坯料；
[0025]将所述坯料进行加热；
[0026]将所述坯料通过如上述预锻模具进行预锻扩孔；
[0027]将扩孔后的坯料通过如上述精锻模具进行齿形的精锻。
[0028]由于上述的啮合套空心管加工模具具有上述技术效果，采用了该啮合套空心管加工模具的啮合套空心管加工工艺也应具有相应的技术效果，本文不再赘述。
【附图说明】
[0029]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]图1为啮合套空心管的主视结构示意图；
[0031]图2为图1的侧视结构示意图；
[0032]图3为本发明提供的啮合套空心管加工模具一种【具体实施方式】中精锻模具的结构示意图；
[0033]图4为本发明提供的啮合套空心管加工模具一种【具体实施方式】中预锻模具的结构示意图；
[0034]图5为预锻扩孔后的预锻坯料的结构示意图；
[0035]图6为图4中精锻齿上模的主视结构示意图；
[0036]图7为图6的侧视结构示意图；
[0037]图8为图4中精锻齿下模的结构示意图。
[0038]附图中标记如下:
[0039]精锻齿上模1，预锻坯料2，精锻齿下模3，精锻模顶柱4，预锻扩孔上模5，坯料6，预锻扩孔下模7，啮合套空心管8，一级侧壁31，二级侧壁32，三级侧壁33。
【具体实施方式】
[0040]本发明实施例公开了一种啮合套空心管加工模具，以减少啮合套空心管加工时间、内孔加工余量和加工费用。
[0041]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0042]请参阅图3-图8，图3为本发明提供的啮合套空心管加工模具一种【具体实施方式】中精锻模具的结构示意图；图4为本发明提供的啮合套空心管加工模具一种【具体实施方式】中预锻模具的结构示意图；图5为预锻扩孔后的预锻坯料的结构示意图；图6为图4中精锻齿上模的主视结构示意图；图7为图6的侧视结构示意图；图8为图4中精锻齿下模的结构示意图。<