一种带法兰深盲锥孔轴管的热挤压锻造模具及其锻造工艺

摘要

本发明属于工件锻造的技术领域，具体的涉及一种带法兰深盲锥孔轴管的热挤压锻造模具及其锻造工艺。该种带法兰深盲锥孔轴管的热挤压锻造模具,包括凹模、凸模、定位活动模和与凸模相配合的镦粗活动模；凹模的模腔为二阶台阶孔，孔径由上至下变小；凸模的上部为直筒状，下部具有锥度；定位活动模上设有与凸模配合的通孔；镦粗活动模上设有与凸模相配合的通孔。仅需要一台设备便可完成带法兰深盲锥孔轴的全部锻造工序，大大提高了加工效率。

说明书

技术领域

本发明属于工件锻造的技术领域，具体的涉及一种带法兰深盲锥孔轴管的热挤压锻造模具及其锻造工艺。 

背景技术

轴头、轴管是汽车驱动桥的关键部件，目前压入式轴头从外形上分类主要有直筒式和法兰盘类；内孔则分为台阶通孔、台阶盲孔、直通孔、直盲孔、深锥度通孔、深锥度盲孔，尤其以深锥度盲孔的锻造难度最突出。

带法兰深盲锥孔轴管是一种具有一定长度的零件，该零件的一端有法兰盘，上端面为法兰，下端为锥孔轴。深锥度盲孔类轴管的锻造工艺难度大，锻造比大于8，内孔的孔径长，上部台阶与下部锥度的径向比大于8，最薄处为10mm，连皮一起需要控制在37mm。带法兰深盲锥孔轴管可以通过锻造成型，下料后经过加热，在锻造设备上进行热挤压。目前对该零件的锻造工艺是通过多台锻造设备分设二至四道工序进行锻造，投入较大，工作中周转装夹次数多，热损耗快、生产效率低；众所周知锻压设备及模具一次性投入较大，还有为之辅助的设备占地面积太大，给锻压企业增加了很大的投入。

对于锻压技术水平的高低取决于锻造技术产品模具的设计制造及锻造工艺。现热作模具钢主要品种有H13（4Cr5MoSiV1）、9CrWMn、3Cr2W8V、5CrNiMo、5CrMnMo等。其中在热作模具钢中主要是以H13（4Cr5MoSiV1）、5CrNiMo为首选材料。

模具的设计结构不仅体现出产品的质量优劣，同时也体现出模具的寿命。模具结构是锻压技术中的重要问题。提高生产效率、降低生产成本是锻造工业的发展趋势，也是反挤压技术研究的目标。

锻压的技术难点在于以下几个方面：1、压力机的选型；2、热挤压工艺设计，盲孔位置保证热处理不会发生断裂；3、热挤压的模具设计，考虑热挤压模具的寿命。 

发明内容

本发明的目的在于针对现有带法兰深盲锥孔轴管的锻造技术需要多台锻造设备分设二至四道工序进行锻造，并且在工作中周转装夹多次，热损耗快、生产效率低的问题，而提供一种带法兰深盲锥孔轴管的热挤压锻造模具及其锻造工艺，仅需要一台设备便可完成带法兰深盲锥孔轴的全部锻造工序，大大提高了加工效率。

本发明的技术方案为：一种带法兰深盲锥孔轴管的热挤压锻造模具,包括凹模、凸模、

定位活动模和与凸模相配合的镦粗活动模；凹模的模腔为二阶台阶孔，孔径由上至下变小；凸模的上部为直筒状，下部具有锥度；定位活动模上设有与凸模配合的通孔；镦粗活动模上设有与凸模相配合的通孔。

所述凸模固定于一上平台上。

所述上平台连接有动力装置和控制系统。

所述凹模固定于一下平台上。

所述凹模模腔的上部孔径与定位活动模、镦粗活动模的下端相配合。

所述凸模下部的锥度与深盲锥孔轴管中的深盲锥孔相配合。

所述镦粗活动模的下端面与带法兰深盲锥孔轴管中的法兰相配合。

所述镦粗活动模的下端面与镦粗活动模的中轴线相垂直，定位活动模的下端面与定位活动模的中轴线相垂直。

一种利用所述带法兰深盲锥孔轴管的热挤压锻造模具的锻造方法，具体包括以下步骤：

（1）下料：截取工艺要求长度的圆钢作为坯料工件；

（2）加热：将坯料工件加热达到工艺要求温度；

（3）定位：首先将达到要求温度的工件放入凹模的模腔中，然后将定位活动模插入凹模并压在工件上，同时使定位活动模上的通孔正对凸模，凸模下行穿过定位活动模上的通孔并压入工件，在工件上形成定位孔；

（4）浅冲：凸模上行，取出定位活动模，然后凸模下行插入定位孔进行浅冲使得凸模插入工件一半的位置处；

（5）镦粗成型：凸模上行，将镦粗活动模放入凹模的模腔中并压在工件上，同时使镦粗活动模的通孔正对凸模，凸模下行进入镦粗活动模的通孔，挤压工件对工件镦粗，压制出法兰盘；并进一步深冲挤压工件，直至工件上的孔达到设计深度。

本发明的有益效果为：本发明通过设计两个辅助的活动模，分别为定位活动模和镦粗活动模，定位时采用定位活动模辅助定位，定位活动模可防止凸模与炙热的工件接触时发生弯曲变形，保证工件上孔位置的精度，在镦粗成型时采用镦粗活动模辅助镦粗成型并同时完成深盲锥孔，成型时不再需要其他额外的辅助活动模，实现三个锻造工序在同一台设备中完成，使得工件在锻造成型过程中不需要周转，减少热损耗，加工效率高。

附图说明

图1 为本发明具体实施方式中定位活动模进行定位的示意图。

图2为本发明具体实施方式中凸模进行浅冲的示意图。

图3为本发明具体实施方式中镦粗活动模进行镦粗成型的示意图。

其中，1为上平台，2为凸模，3为定位活动模，4为工件，5为凹模，6为下平台，7为镦粗活动模。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进行详细的说明。

一种带法兰深盲锥孔轴管的热挤压锻造模具,包括凹模5、凸模2、定位活动模3和与凸模2相配合的镦粗活动模7；凹模5的模腔为二阶台阶孔，孔径由上至下变小，上部孔径大，下部孔径小，其中上部孔径与定位活动模3、镦粗活动模7的下端相配合，镦粗活动模7的下端和定位活动模3的下端均能分别进入凹模5模腔的上部台阶孔中。凹模5的下端面连接有下平台6。凸模2的上部为直筒状，下部具有锥度，该锥度与深盲锥孔轴管中的深盲锥孔相配合。凸模2的上端面连接有上平台1，该上平台1连接有驱动上平台1的动力装置和控制动力装置的控制系统。定位活动模3上设有与凸模2相配合的通孔，用于插入凸模2；镦粗活动模7上设有与凸模2相配合的通孔，用于插入凸模2。

所述镦粗活动模7的下端面与带法兰深盲锥孔轴管中的法兰相配合。

所述镦粗活动模7的下端面与镦粗活动模7的中轴线相垂直，定位活动模3的下端面与定位活动模3的中轴线相垂直。

一种利用所述带法兰深盲锥孔轴管的热挤压锻造模具的锻造方法，具体包括以下步骤：

（1）下料：截取工艺要求长度的圆钢作为坯料工件；

（2）加热：将坯料工件加热达到工艺要求温度；

（3）定位：首先将达到要求温度的工件4放入凹模5的模腔中，然后将定位活动模3插入凹模5并压在工件4上，同时使定位活动模3上的通孔正对凸模2，当定位活动模3的下端插入凹模5的模腔时，定位活动模3的通孔与凸模2正对，凸模2下行穿过定位活动模3上的通孔并压入工件4，在工件4上形成定位孔；

（4）浅冲：凸模2上行，取出定位活动模3，然后凸模2下行插入定位孔进行浅冲使得凸模2插入工件4一半的位置处；

（5）镦粗成型：凸模2上行，将镦粗活动模7放入凹模5的模腔中并压在工件4上，同时使镦粗活动模7的通孔正对凸模2，当镦粗活动模7的下端插入凹模5的模腔时，镦粗活动模7的通孔与凸模2正对，凸模2下行进入镦粗活动模7的通孔，挤压工件4对工件4镦粗，在工件4的上端压制出法兰盘；并进一步深冲挤压工件4，由于凸模2上部为直筒状，下部具有与深盲锥孔轴管中的深盲锥孔相匹配的锥度，所以在凸模2上形成一个台阶，当凸模2下行至该台阶处时，工件4所得的深冲孔即可达到设计深度。