专利名称：半轴套管热挤压成形工艺及专用装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种半轴套管热挤压成形工艺及专用装置，属金属塑性变形领域。
(二)
背景技术：
长期以来，液压机锻造工艺一直采用传统的方式，亦考虑液压机特殊性，即在 液压机设置一道工位，分2-3次热挤压，如图l所示是我公司轴头产品热挤压锻造毛坯 图，锻造工艺过程如图2，即采用常规的热挤压锻造工艺方法圆钢加热后置入模具， 进行镦粗、预挤压、成型，在一副模具上完成，其存在以下不足 l.只能锻压形状比较简单，相对生产之产品比较单一，由于锻压模具普遍寿命 短，虽然操作简便， 一次性投入少，但是效率低，为保证锻造模具有足够的冷却和润滑 要有工作间歇时间，人工操作完成一件工件耗时180S左右； 2、模具长期工作变形大，工件出现内孔偏斜，导致内外同轴度差；产品质量不 好控制，为保证产品合格率需在两台设备上共同完成，造成成本加大。
3、材料定额大，由于工件同轴度的不稳定性，为保证机械加工，人为增加加工 4.不适用于长期大批量生产，以及冷却造成模具更换成本过大，这无疑大大增 加了公司的生产成本。
(三)
发明内容
本发明的目的是为了提高半轴套管热挤压成形工艺效率、在降低劳动强度及减 少生产成本前提下改善产品的性能，进而提供了一种半轴套管热挤压成形工艺及专用装 置。
本发明是通过以下措施来实现的 —种半轴套管热挤压成形工艺，包括步骤l)根据设计产品选择合适圆钢加热至 1100-125(TC ;还包括以下步骤: 2)正挤压镦粗将上述加热圆钢放入镦粗模成型，镦粗为外形与预锻模模腔侧 壁相适的成型坯料，该成型坯料直径达到设计要求，长度为设计长度的60-80% ;
3)反挤压定位将上述成型坯料放入以轴线为基准进行反向闭式冲孔加工一定 位孔，该定位孔的孔径为设计尺寸，深度为20-70mm; 4)浅冲孔预成型以上述定位孔为基准继续进行反向闭式冲孔加工一导向孔， 使孔深为设计孔深的40-70% ; 5)深冲孔终锻成型以上述导向孔为基准继续进行反向闭式冲孔，使孔深达到 设计要求，成型后工件温度为900-1000°C。 —种实施上述半轴套管热挤压成形工艺的专用装置，包括自左向右依次设置在
工作台上的镦粗工装、定位工装、浅冲孔预成型工装和深冲孔终锻成型工装。 本发明实施例中，所述镦粗工装包括模具、第一模座和第一冷却套，所述第一模座设置工作台上，且第一模座上方通过第一螺栓螺母副连接所述第一冷却套，所述模具的预锻模模腔直径与工件设计直径相适应，该模具设置在第一冷却套内，且二者为间隙配合。 本发明实施例中，所述模具与第一模座之间设有第一模垫，且第一模垫上端面与第一冷却套下端面之间设有50-80mm的调整间隙。 为了提高专用装置的稳定性，所述模具上端设有模口套，且模口套与第一冷却套通过第二螺栓螺母副连接为一体。 本发明实施例中，定位工装、浅冲孔预成型工装和深冲孔终锻成型工装均包含凸模、凹模、第二模座和第二冷却套；所述第二模座设置工作台上，且第二模座上方通过螺栓螺母副连接所述第二冷却套；所述凹模的模腔与成型后工件直径相适应，该凹模设置在第二冷却套内，且二者为间隙配合。 本发明实施例中，所述凹模与第二模座之间设有第二模垫，且第二模垫上端面与第二冷却套下端面之间设有50-80mm的调整间隙。 本发明实施例中，所述凸模上端通过螺纹安装在上模座上，且凸模与上模座的接触面是螺纹孔的1.5倍以上。 为了提高专用装置的稳定性，所述凹模上端设有第二模口套，且第二模口套与
第二冷却套通过第三螺栓螺母副连接为一体。 本发明的有益效果 1、效率高，冲头相对无间歇时间，完成一件工件成型时间縮短至30s以下；
2、本工艺具有四个工位，各个工位有足够的冷却润滑时间，专用装置长期工作不会产生变形，同时工件不会出现内孔倾斜、导致内外同轴度差的问题；
3、材料定额小，由于专用装置的稳定性，工件同轴度的稳定，专用装置设计时可以减小工件余量，进而减少了机械加工中人为加工余量，降低了生产成本且提高了工作效率； 4.本工艺具有四个工位，在高效产出状态下充分保证工装润滑冷却时间，提高产能的同时，保护专用装置减少损害。
图1为轴头产品热挤压锻造毛坯 图2为图1产品的锻造工艺过程； 图3为本发明实施例中正挤压镦粗后成型坯料示意 图4为本发明实施例中反挤压定位后产品示意 图5为本发明实施例中浅冲孔预成型后产品示意 图6为本发明实施例中深冲孔终锻成型后产品示意 图7为本发明实施例中镦粗工装结构示意图； 图8为本发明实施例中定位工装、浅冲孔预成型工装和深冲孔终锻成型工装的结构示意图； 图中l、模口套，2、第一螺栓螺母副，3、第一冷却套，4、模具，5、第一模垫，6、第一模座，7、第二螺栓螺母副，8、螺栓螺母，9、凸模，10、凹模，11、第二模座，12、第二冷却套，13、螺栓螺母副，14、第二模垫，15、第二模口套，16、第三螺栓螺母副，17、第四螺栓螺母副，18、上模座，A、接触面，a、螺纹孔。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明，下述说明仅是示例性的，不限定本发明的保护范围。
—种半轴套管热挤压成形工艺，包括以下步骤 l)根据设计产品选择合适圆钢，将圆钢加热至1100-1250°C，考虑到能够快速加热、防止加热后圆钢氧化并减少材料损耗，加热装置选择中频透热炉；
2)正挤压镦粗将上述加热圆钢放入镦粗模成型镦粗为外形与预锻模模腔侧壁相适的成型坯料，如图3所示该成型坯料直径达到设计要求，长度为设计长度的60-80% ; 3)反挤压定位将上述成型坯料放入以轴线为基准进行反向闭式冲孔加工一定位孔，如图4所示该定位孔的孔径为设计尺寸，深度为20-70mm; 4)浅冲孔预成型以上述定位孔为基准继续进行反向闭式冲孔加工一导向孔，如图5所示使孔深为设计孔深的60-70% ; 5)深冲孔终锻成型以上述导向孔为基准继续进行反向闭式冲孔，使孔深达到设计要求，如图6所示成型后工件温度为900-1000°C。 —种实施所述半轴套管热挤压成形工艺的专用装置，包括自左向右依次设置在工作台上的镦粗工装、定位工装、浅冲孔预成型工装和深冲孔终锻成型工装，如图7所示所述镦粗工装包括模具4、第一模座6和第一冷却套3，所述第一模座6通过螺栓螺母8设置工作台上，且第一模座6上方通过第一螺栓螺母副2连接所述第一冷却套3，所述模具4的预锻模模腔直径与工件设计直径相适应，该模具4设置在第一冷却套3内，且二者为间隙配合。 本发明实施例中，所述模具4与第一模座6之间设有第一模垫5，可以利用其吸收冲压过程中产生的冲击力。 本发明实施例中，第一模垫5上端面与第一冷却套3下端面之间设有50-80mm的调整间隙，以便快速调整模具与圆钢之间距离。 为了提高模具4的稳定性，所述模具4上端设有模口套1，且模口套l与第一冷却套3通过第二螺栓螺母副7连接为一体。 如图8所示定位工装、浅冲孔预成型工装和深冲孔终锻成型工装均包含凸模9、凹模IO、第二模座11和第二冷却套12 ;所述第二模座11通过第四螺栓螺母副17设置工作台上，且第二模座11上方通过螺栓螺母副13连接所述第二冷却套12 ;所述凹模10的模腔与成型后工件直径相适应，该凹模10设置在第二冷却套12内，且二者为间隙配合；所述凸模9上端通过螺纹安装在上模座18上，且凸模9与上模座18的接触面A是螺纹孔a的1.5倍以上。 本发明实施例中，所述凹模10与第二模座11之间设有第二模垫14，且第二模垫14上端面与第二冷却套12下端面之间设有50-80mm的调整间隙。 本发明实施例中，所述凹模10上端设有第二模口套15，且第二模口套15与第二
5冷却套12通过第三螺栓螺母副16连接为一体。 实际过程中， 一个工件工作过程中，另一工件进入正挤压镦粗、反挤压定位、 浅冲孔预成型和深冲孔终锻成型完成同一过程。由于采用4个工位，专用装置工作过 程中有了足够的冷却润滑时间，冲头模具相对无间歇时间，完成一件工件成型时间低于 30s;冷却润滑亦保持均匀性，模具、冲头长期工作不会产生变形；同时工件不会出现 内孔倾斜，导致内外同轴度差的问题，极大提高产品质量。与原来工艺相比，材料节省 2Kg，减少机械加工量，提高生产效率，降低企业运营成本。 以上描述了本发明新型的基本原理及优点。本发明新型不受上述实施例的限 制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明新型的原理，在不脱离本发明新型范 围的前提，本领域人员可以根据需要做许多变化和改进，这些变化及改进应属于本发明 新型的保护范围。本发明新型保护范围应由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求
一种半轴套管热挤压成形工艺，包括步骤1)根据设计产品选择合适圆钢加热至1100-1250℃；其特征在于还包括以下步骤2)正挤压镦粗将上述圆钢放入镦粗模成型镦粗为外形与预锻模模腔侧壁相适的成型坯料，该成型坯料直径达到设计要求，长度为设计长度的60-80％；3)反挤压定位将上述成型坯料放入以轴线为基准进行反向闭式冲孔加工-定位孔，该定位孔的孔径为设计尺寸，深度为20-70mm；4)浅冲孔预成型以上述定位孔为基准继续进行反向闭式冲孔加工-导向孔，使孔深为设计孔深的40-70％；5)深冲孔终锻成型以上述导向孔为基准继续进行反向闭式冲孔，使孔深达到设计要求，成型后工件温度为900-1000℃。
2. —种实施权利要求1所述半轴套管热挤压成形工艺的专用装置，其特征在于包括自左向右依次设置在工作台上的镦粗工装、定位工装、浅冲孔预成型工装和深冲孔终 锻成型工装。
3. 根据权利要求2所述的专用装置，其特征在于所述镦粗工装包括模具(4)、第一 模座(6)和第一冷却套(3)，所述第一模座(6)设置工作台上，且第一模座(6)上方通过第 一螺栓螺母副(2)连接所述第一冷却套(3)，所述模具(4)的预锻模模腔直径与工件设计直 径相适应，该模具(4)设置在第一冷却套(3)内，且二者为间隙配合。
4. 根据权利要求3所述的专用装置，其特征在于所述模具(4)与第一模座(6)之间 设有第一模垫(5)，且第一模垫(5)上端面与第一冷却套(3)下端面之间设有50-80mm的调 整间隙。
5. 根据权利要求3或4所述的专用装置，其特征在于所述模具(4)上端设有模口 套，且模口套与第一冷却套(3)通过第二螺栓螺母副连接为一体。
6. 根据权利要求2所述的专用装置，其特征在于定位工装、浅冲孔预成型工装和 深冲孔终锻成型工装均包含凸模(9)、凹模(IO)、第二模座(11)和第二冷却套(12);所述 第二模座(11)设置工作台上，且第二模座(11)上方通过螺栓螺母副(13)连接所述第二冷 却套(12);所述凹模(10)的模腔与成型后工件直径相适应，该凹模(10)设置在第二冷却 套(12)内，且二者为间隙配合。
7. 根据权利要求6所述的专用装置，其特征在于所述凹模(10)与第二模座(11)之 间设有第二模垫(14)，且第二模垫(14)上端面与第二冷却套(12)下端面之间设有50-80mm 的调整间隙。
8. 根据权利要求6所述的专用装置，其特征在于所述凸模(9)上端通过螺纹安装在 上模座(18)上，且凸模(9)与上模座(18)的接触面(A)是螺纹孔的1.5倍以上。
9. 根据权利要求6、 7或8所述的专用装置，其特征在于所述凹模(10)上端设有第 二模口套(15)，且第二模口套(15)与第二冷却套(12)通过第三螺栓螺母副(16)连接为一 体。
全文摘要
本发明公开了一种半轴套管热挤压成形工艺，包括步骤1)根据设计产品选择合适圆钢加热至1100-1250℃；还包括以下步骤2)正挤压镦粗；3)反挤压定位；4)浅冲孔预成型；5)深冲孔终锻成型。本发明还公开了一种实施上述半轴套管热挤压成形工艺的专用装置，包括自左向右依次设置在工作台上的镦粗工装、定位工装、浅冲孔预成型工装和深冲孔终锻成型工装。本发明的工艺具有四个工位，各个工位有足够的冷却润滑时间，不仅专用装置长期工作不会产生变形，同时工件不会出现内孔倾斜、导致内外同轴度差的问题，而且能提高产能的同时，保护专用装置减少损害。
文档编号B21J13/02GK101690965SQ20091001930
公开日2010年4月7日 申请日期2009年10月10日 优先权日2009年10月10日
发明者崔健, 崔若平, 胡圣华 申请人:济南中森机械制造有限公司