用于加工汽车起动导向筒的复合挤压冲头的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及金属精密锻造工艺领域，具体而言，涉及一种用于加工汽车起动导向筒的复合挤压冲头。
【背景技术】
[0002]汽车起动导向筒是汽车起动机中的关键零件，形状复杂，参见图1所示的M93汽车起动导向筒100，其上部具有异型曲面型腔120，下部具有螺旋内花键110。汽车工业中对汽车起动导向筒的精度要求高，尤其是对上部的异型曲面型腔120与下部的螺旋内花键110的同轴度要求。
[0003]目前，汽车起动导向筒的加工方法通常是分别加工异型曲面型腔和螺旋内花键，具体参见发明专利申请ZL201310291452.5(发明人:王平、王斌、蔡永辉、林鑫焱、严潮红)，其公开了一种提高起动导向筒内异型曲面型腔与内花键同轴度的加工方法，该加工方法包括如下步骤:(1)锯料、(2)退火、(3)制坯、(4)抛丸与磷皂化处理、(5)正挤、(6)镦粗、(7)反挤异型曲面型腔及导向孔、(8)基于导向孔旋转挤压螺旋内花键。上述加工工艺虽然在一定程度上提高了上部异型曲面型腔与下部螺旋内花键的同轴度，但仍存在如下问题:1、由于汽车起动导向筒上部异型曲面型腔与下部螺旋内花键是分两次锻造成形的，因此，加工效率低，锻造成本高。2、该加工工艺采用异型曲面型腔反向挤压冲头加工异型曲面型腔，采用螺旋内花键旋转挤压冲头加工汽车螺旋内花键，汽车起动导向筒的异型曲面型腔与螺旋内花键同轴度，不仅受到异型曲面型腔反向挤压冲头和螺旋内花键旋转挤压冲头的影响，还受到导向孔成形精度的影响，因此分次加工工艺很难保证异型曲面型腔与螺旋内花键同轴度，即很难保证汽车起动导向筒的精度。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种用于加工汽车起动导向筒的复合挤压冲头，能够一步完成异型曲面型腔、螺旋内花键成形，且加工得到的异型曲面型腔和螺旋内花键同轴，保证汽车起动导向筒的精度。
[0005]本发明是这样实现的:一种用于加工汽车起动导向筒的复合挤压冲头，包括用于旋转挤压加工螺旋内花键的第一冲头和用于反向挤压加工异型曲面型腔的第二冲头，第一冲头和第二冲头同轴设置，第二冲头套设在第一冲头的顶部，第一冲头和第二冲头之间采用动配合联接，第一冲头可绕轴线相对第二冲头旋转的连接于第二冲头。
[0006]在本发明较佳的实施例中，上述复合挤压冲头还包括套设于第一冲头的第一球轴承和定位套，第一球轴承和定位套均位于第二冲头内，定位套位于第一球轴承上。
[0007]在本发明较佳的实施例中，上述第一球轴承包括由下至上依次排列的推力球轴承和向心球轴承。
[0008]在本发明较佳的实施例中，上述复合挤压冲头还包括用于承压的压力块，压力块填充于第二冲头内，且位于第一冲头上。
[0009]在本发明较佳的实施例中，上述压力块与第二冲头接触的面凹陷形成环形槽，环形槽内设置有第二球轴承。
[0010]在本发明较佳的实施例中，上述第二球轴承为推力球轴承。
[0011]在本发明较佳的实施例中，上述第一冲头包括导向部和表面具有螺旋花纹的螺旋内花键成形部，导向部和螺旋内花键成形部位于第二冲头外，导向部位于第一冲头的底端，导向部的直径小于螺旋内花键成形部的直径。
[0012]在本发明较佳的实施例中，上述导向部的端面设置一高度为2?3mm、角度为45°的圆台。
[0013]在本发明较佳的实施例中，上述第二冲头包括阻挡部和异型曲面成形部，异型曲面成形部位于第二冲头的底端，异型曲面成形部的外径小于阻挡部的外径，异型曲面成形部的横截面与待加工的异型曲面型腔的横截面相同。
[0014]在本发明较佳的实施例中，上述阻挡部的高度为异型曲面成形部的高度的1倍?1.5倍。
[0015]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0016]本发明复合挤压冲头由加工螺旋内花键的第一冲头和加工异型曲面型腔的第二冲头组合而成，而且第一冲头与第二冲头同轴设置。在冲压的过程中，第一冲头可绕其轴线旋转，第二冲头不旋转，第一冲头和第二冲头同时进行各自对应的加工工作，因此，使用本复合挤压冲头能够一步完成异型曲面型腔、螺旋内花键成形，且加工得到的异型曲面型腔和螺旋内花键同轴，保证汽车起动导向筒的精度，而且使用本复合挤压冲头能够提高汽车起动导向筒的加工效率高，降低锻造成本。
【附图说明】
[0017]为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
[0018]图1为现有技术中M93汽车起动导向筒的结构示意图；
[0019]图2为本发明实施方式提供的用于加工汽车导向筒的复合挤压冲头的结构示意图；
[0020]图3为图2中复合挤压冲头的A向结构示意图；
[0021]图4为本发明实施方式提供的汽车起动导向筒的复合挤压加工方法的工艺流程图；
[0022]图5为按照图4中复合挤压加工方法加工汽车起动导向筒时的形状变化示意图。
[0023]图中标记分别为:
[0024]100-汽车起动导向筒，110-螺旋内花键，120-异型曲面型腔；
[0025]200-复合挤压冲头，210-第一冲头，211-螺旋内花键成形部，212-导向部，213-圆台；
[0026]220-第二冲头，221-异型曲面成形部，222-阻挡部；
[0027]230-第一球轴承，231-推力球轴承，232-向心球轴承，240-第二球轴承，250-定位套，260-压力块。
【具体实施方式】
[0028]参阅图2和图3所示，本发明实施例提供的用于加工汽车起动导向筒的复合挤压冲头200，适于挤压形成如图1所示的汽车起动导向筒100。复合挤压冲头200包括用于旋转挤压加工螺旋内花键110的第一冲头210和用于反向挤压加工异型曲面型腔的第二冲头220，第一冲头210和第二冲头220同轴设置，第二冲头220套在第一冲头210的顶部，第一冲头210和第二冲头220之间采用动配合联接，第一冲头210可绕其轴线旋转。
[0029]复合挤压冲头200由加工螺旋内花键110的第一冲头210和加工异型曲面型腔120的第二冲头220组合而成，能够一步加工得到异型曲面型腔120和螺旋内花键110。第一冲头210和第二冲头220之间为动配合联接，在冲压的过程中，第一冲头210可绕其轴线旋转，旋转挤压加工螺旋内花键110，同时第二冲头220不旋转，直接反向挤压加工异型曲面型腔120，第一冲头210和第二冲头220同时进行各自对应的加工工作，使用复合挤压冲头200能够一步完成异型曲面型腔120、螺旋内花键110成形，从而能够提高汽车起动导向筒的加工效率高，降低锻造成本。
[0030]复合挤压冲头200的第一冲头210和第二冲头220同轴设置，从而能有效保证加工得到的异型曲面型腔120和螺旋内花键110同轴，进而保证汽车起动导向筒100的精度。
[0031]复合挤压冲头200的工作过程为:复合挤压冲头200的底端抵住待加工的坯料，压力机的压头压住本复合挤压冲头200下行。在此过程中，第一冲头210与坯料相互作用开始旋转，加工螺旋内花键110，第二冲头220在螺旋内花键110的基础上直接反向挤压冲压加工异型曲面型腔120，从而实现同步加工螺旋内花键110和异型曲面型腔120。
[0032]进一步地，复合挤压冲头200还包括套设于第一冲头210的第一球轴承230和定位套250，第一球轴承230和定位套250均位于第二冲头220内，定位套250位于第一球轴承230上。
[0033]当第一冲头210自转时，第二冲头220不会发生转动，实现第一冲头210和第二冲头220之间的动配合联接。另外，定位套250的设置用于使第一冲头210的端部定位，从而防止第一冲头210在冲压转动的过程中发生晃动而失效。
[0034]进一步地，第一球轴承230例如包括由下至上依次排列的1个推力球轴承231和2个向心球轴承232。
[0035]第一球轴承230按上述方式组合的原因是:向心球轴承232用于承受径向负荷，2个向心球轴承232不仅占用空间较小，而且能够保证第一冲头210与第二冲头220之间的动配合联接效果较好，同时，推力球轴承231位于向心球轴承232上，推力球轴承231能够承载上方的压力机对第一球轴承230的轴向压力，避免第一球轴承230变形失效。
[0036]进一步地，复合挤压冲头200还包括用于承压的压力块260，压力块260填充于第二冲头220内，且位于第一冲头210上。
[0037]复合挤压冲头200的压力块260填充于第一冲头210和第二冲头220之间，工作时，压力机的压头压住第二冲头220和压力块260，压力块260将承受的压力传递至第一冲头210。压力块260的设置不仅能承载压力，而且防止第一冲头210与第二冲头220之间发生轴向相对运动，保证第一冲头210和第二冲头220能够各自对工件进行锻造，且异型曲面型腔120和螺旋内花键110的成形符合要求。
[0038]进一步地，压力块260与第二冲头220接触的面凹陷形成环形槽，环形槽内设置有第二球轴承240。
[0039]复合挤压冲头200的第二球轴承240设置于压力块260与第二冲头220之间，因此，第一冲头210在绕其轴向转动时，就算第一冲头210带动压力块260发生了转动，由于压力块260与第二冲头220之间为动配合联接，第二冲头220也不会同时绕轴向转动。
[0040]优选地，第二球轴承240例如为1个推力球轴承231。由于推力球轴承231可承受轴向载荷，因此当压力机沿推力球轴承231的轴向，对推力球轴承231施压时，推力球轴承231不会变形失效，保持压力块260与第二冲头220之间的动配合联接。
[0041 ]进一步地，第一冲头210包括导向部212和表面具有螺旋花纹的螺旋内花键成形部211，导向部212和螺旋内花键成形部211位于第二冲头220外，导向部212位于第一冲头210的底端，导向部212的直径小于螺旋内花键成形部211的直径。
[0042]第一冲头210的导向部212位