凸轮轴闭式挤压终锻成型模的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种凸轮轴闭式挤压终锻成型模，在成型上模与成型下模的贴合面上设置有供左冲头伸入的左冲头孔、供右冲头伸入的右冲头孔、与凸轮轴轮廓匹配的型腔，型腔位于左、右冲头孔之间并与左、右冲头孔相通，左冲头孔的深度与右冲头孔的深度相等，左冲头孔、右冲头孔和凸轮轴型腔同轴设置，并位于成型上模与成型下模的贴合面上；当成型上模与成型下模贴合在一起，且左冲头伸入左冲头孔内，右冲头伸入右冲头孔内时，四者共同围成一个封闭式型腔。应用于凸轮轴楔横轧制坯工艺的终锻工序中，无飞边产生、不需切边，金属纤维的完整性好，机械性能高，节约原材料、设备成本及人力资源成本。
【专利说明】凸轮轴闭式挤压终锻成型模
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及材料加工【技术领域】的金属塑性成型模，具体涉及一种发动机凸轮轴的闭式挤压终锻成型模。
【背景技术】
[0002]凸轮轴是小型汽油机及摩托车发动机的核心零件，对锻件毛坯的质量及金属纤维流向要求非常高。凸轮轴的传统加工方法有两种:一是切削加工，存在着材料利用率低、能耗大、生产率低、成本高等不足；二是锻造成型，其工艺流程为:下料一加热一压扁一预锻—终锻成型一切边一检验入库，由于锻件在终锻时产生大量飞边，经过切边工序后被切除，使成品锻件的部分金属纤维被切断，从而降低锻件的机械性能。
实用新型内容
[0003]本实用新型针对上述技术问题进行改进，旨在提供一种凸轮轴闭式挤压终锻成型模，应用于凸轮轴楔横轧制坯工艺的终锻工序中，无飞边产生、不需切边，金属纤维的完整性好，机械性能高，节约原材料、设备成本及人力资源成本。
[0004]为此，本实用新型提供的一种凸轮轴闭式挤压终锻成型模，包括成型上模(I)、成型下模(2)、左冲头(3)和右冲头(4)，在所述成型上模(I)与成型下模(2)的贴合面上设置有供左冲头(3)伸入的左冲头孔、供右冲头(4)伸入的右冲头孔、与凸轮轴轮廓匹配的型腔，所述型腔位于左、右冲头孔之间并与左、右冲头孔相通，所述左冲头孔的深度与右冲头孔的深度相等，左冲头孔、右冲头孔和凸轮轴型腔同轴设置，并位于成型上模(I)与成型下模(2)的贴合面上；当成型上模(I)与成型下模(2)贴合在一起，且左冲头(3)伸入左冲头孔内，右冲头(4)伸入右冲头孔内时，四者共同围成一个封闭式型腔。
[0005]凸轮轴楔横轧制坯锻造工艺步骤为:
[0006](一)加热:将已下好料的棒料(材质为GGrl5)放入中频感应加热炉中，加热至IlOO0C- 1120°C，出炉；
[0007](二)楔横轧:将已加热至始锻温度的棒料，放入辊式楔横轧模具中，启动楔横轧，楔横轧转动一圈后，棒料形成合格的楔横轧坯。楔横轧是指两个带楔形模的轧辊，以相同的方向旋转，带动圆形坯料旋转，坯料在楔形型的作用下，轧制成各种形状的台阶轴。这种横轧的变形主要为径向压缩和轴向延伸，轧制成的零件形状和模具底部型槽的形状一致。
[0008](三)闭式挤压终锻成型:将楔横轧坯放入凸轮轴闭式挤压终锻成型模(本实用新型)的成型下模中，成型上模向下运动直至与成型下模完全闭合，并保持向下的压力，在成型上、下模完全贴合的同时，左、右冲头同时向中间运动，直至工件充满由成型上模、成型下模及左、右冲头所形成的封闭型腔，至此，工件最终成形；工件成型后，成型上、下模及左、右冲头均处于静止状态，保持该形态IOS?15S，成型上模、左冲头、右冲头同时快速回程至初始位置，取出工件，完成一个工作循环，此时，工件成形至毛坯图要求，成为毛坯产品。
[0009]优选为，所述左、右冲头(3、4)的直径相等。[0010]本实用新型的有益效果:
[0011]( I)与传统的切削工艺相比，该模具对应的成型工艺材料利用率高、能耗低、生产率高、制造成本低；
[0012](2)与传统的锻造工艺相比，该模具成型的产品精度高，无飞边消耗，材料利用率高；无飞边，无须切边设备和工序，不会破坏锻件的金属纤维，锻件的机械性能高；减少了工艺步骤，减少了设备使用量及操作工人人数，从而节约了设备成本及人力资源成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是凸轮轴闭式挤压终锻成型模初始位置的结构示意图。
[0014]图2是凸轮轴闭式挤压终锻成型模中间位置的结构示意图。
[0015]图3是凸轮轴闭式挤压终锻成型模最终位置的结构示意图。
[0016]图4是凸轮轴楔横轧后的毛坯图。
[0017]图5是凸轮轴闭式挤压终锻后的毛坯图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明:
[0019]结合图1——图3所示，一种凸轮轴闭式挤压终锻成型模，包括成型上模1、成型下模2、左冲头3和右冲头4四部分组成。
[0020]在成型上模I与成型下模2的贴合面上设置有供左冲头3伸入的左冲头孔、供右冲头4伸入的右冲头孔、与凸轮轴轮廓匹配的型腔。左冲头孔与左冲头3之间为间隙配合，右冲头孔与右冲头4之间也为间隙配合。左、右冲头3、4的直径与成型上、下模1、2闭合后所形成的左、右冲头孔公称直径相等，滑动间隙由公差控制。型腔位于左、右冲头孔之间并与左、右冲头孔相通，左冲头孔的深度与右冲头孔的深度相等，以保证左冲头3、右冲头4以相同的速度在对应的冲头孔内运动，以同样的速度挤压型腔内的工件5。左冲头孔、右冲头孔和凸轮轴型腔同轴设置，并位于成型上模I与成型下模2的贴合面上，即左冲头孔在扣合面的上、下两侧均布，右冲头孔在扣合面的上、下两侧也是均布，凸轮轴型腔也是在扣合面的上、下两侧均布。当成型上模I与成型下模2贴合在一起，且左冲头3伸入左冲头孔内，右冲头4伸入右冲头孔内时，四者共同围成一个封闭式型腔，因此称之为闭式挤压终锻成型模。
[0021 ] 优选为，左、右冲头3、4的直径相等，结合左、右冲头3、4以相同的速度挤压工件5，进一步提闻了工件的成型效果。
[0022]凸轮轴楔横轧制坯锻造工艺包括以下工艺步骤:
[0023](一)加热:将已下好料的棒料(材质为GGrl5)放入中频感应加热炉中，加热至IlOO0C- 1120°C，出炉；
[0024](二)楔横轧:将已加热至始锻温度的棒料，放入辊式楔横轧模具中，启动楔横轧，在模具旋转一周内实现在轴向上的材料体积分配，棒料形成合格的楔横轧坯(如图4所示)。楔横轧是指两个带楔形模的轧辊，以相同的方向旋转，带动圆形坯料旋转，坯料在楔形型的作用下，轧制成各种形状的台阶轴。这种横轧的变形主要为径向压缩和轴向延伸，轧制成的零件形状和模具底部型槽的形状一致，已被广泛地应用于汽车、拖拉机、摩托车、发电机上的连杆件的生产中，具有生产效率高、材料利用率高、产品质量好、工作环境得到改善、自动化程度高等优点，在此不再详细介绍。
[0025](三)闭式挤压终锻成型:将楔横轧坯放入凸轮轴闭式挤压终锻成型模(本实用新型)的成型下模2中，成型上模I向下运动直至与成型下模2完全闭合，并保持向下的压力，在成型上、下模1、2完全贴合的同时，左、右冲头3、4同时向中间运动，直至工件5充满由成型上模1、成型下模2及左、右冲头3、4所形成的封闭型腔，至此，工件5最终成行；工件5成型后，成型上、下模1、2及左、右冲头3、4均处于静止状态，保持该形态IOS?15S，成型上模
1、左冲头3、右冲头4同时回程至初始位置，取出工件5，完成一个工作循环，此时，工件5成形至毛坯图要求，成为最终的毛坯产品(如图5所示)。
【权利要求】
1.一种凸轮轴闭式挤压终锻成型模，其特征在于:包括成型上模(I)、成型下模(2)、左冲头(3)和右冲头(4)，在所述成型上模(I)与成型下模(2)的贴合面上设置有供左冲头(3)伸入的左冲头孔、供右冲头(4)伸入的右冲头孔、与凸轮轴轮廓匹配的型腔，所述型腔位于左、右冲头孔之间并与左、右冲头孔相通，所述左冲头孔的深度与右冲头孔的深度相等，左冲头孔、右冲头孔和凸轮轴型腔同轴设置，并位于成型上模(I)与成型下模(2)的贴合面上；当成型上模(I)与成型下模(2)贴合在一起，且左冲头(3)伸入左冲头孔内，右冲头(4)伸入右冲头孔内时，四者共同围成一个封闭式型腔。
2.按照权利要求1所述的凸轮轴闭式挤压终锻成型模，其特征在于:所述左、右冲头(3,4)的直径相等。
【文档编号】B21J13/02GK203711731SQ201420032371
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年1月17日 优先权日:2014年1月17日
【发明者】周亚夫 申请人:重庆应国机械制造有限责任公司