法兰精密模锻工艺及模具制造技术

一种机械制造技术领域法兰精密模锻工艺及模具，通过将具有定径凹口的棒材置于挤压模具中反挤压得到杯形件，再将杯形件置于镦挤模具中，经镦挤得到带有法兰的空心轴。本发明专利技术得到的法兰变形程度小于50％，不必中间退火；拟定工艺不仅减少成形工步，而且摒弃高耗能的中间退火工序、污染环境的磷化-皂化表面处理，与现有技术相比大大提高劳动生产率，大幅度降低生产成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种机械制造
的方法及装置，具体是一种法兰精密模锻工艺及模具。
技术介绍
在国内机械制造业面临一个主要任务，设计新的在国际市场中具有竞争力的工艺和设备，使用这些工艺和设备能够以最低的消耗制造出高质量的零件。在工业各个部门中，从仪表到重型机器制造广泛使用轴对称零件，这些零件沿管坯长度在任一段有内法兰或外法兰。获得类似零件最有效方法是金属压力加工，通过这样的工艺能够获得零件高强度指标和由于材料的硬化导致的优良磨损性能，并兼有足够高的精度和生产率，而金属的损耗也很少。但现实中很少使用这个工艺。因为用以设计空心轴外法兰成形工艺过程还缺乏科学的有理论根据的方法。目前，对空心轴外法兰一是采用如图1所示的棒材经机械加工而成，材料的利用率仅有37% ；而用现行的常规挤压工艺是挤压成厚壁杯形件，再分别掉头正挤压出中间法兰，这样的挤压工艺，导致变形量过大，还需中间退火，酸洗，磷化-皂化；不仅工序繁多，而且造成环境污染。经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN200610086381. 5及 200610086382. X主要介绍端面法兰热模锻制坯方法；专利公布号CN101722^5A，是利用组合凹模热模锻。但是这些现有技术都没有谈到精度更高、难度更大的冷锻成形中间内或外法兰工艺，尤其未涉及与常规挤压工艺绝然不同的镦粗杯形件壁部成形中间法兰。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的上述不足，提供一种法兰精密模锻工艺及模具，在挤出空心轴的薄壁后采用特殊模具将杯形薄壁镦粗成外或内法兰。本专利技术得到的法兰变形程度小于50%，不必中间退火；拟定工艺不仅减少成形工步，而且摈弃高耗能的中间退火工序、污染环境的磷化-皂化表面处理，与现有技术相比大大提高劳动生产率，大幅度降低生产成本。本专利技术是通过以下技术方案实现的本专利技术涉及一种空心轴外法兰精密模锻模具，包括成形腔和由上而下依次设置于其内部的垫块、上压环、定位芯棒和下压环，其中上压环和下压环分别固定设置于成形腔内部且不相接触，垫块与上压环的上表面相接触，定位芯棒的两端分别活动设置于上压环和下压环内。所述的墩粗模具底部设有下顶块，以实现用于外带法兰的盲孔空心轴类成形镦粗。本专利技术涉及上述模具的空心轴外法兰精密模锻工艺，通过将具有定径凹口的棒材置于挤压模具中反挤压得到杯形件，再将杯形件置于镦粗模具中，经镦挤得到带有法兰的空心轴。所述的棒材通过在棒料剪切模具中无废料剪断后，经退火、去除坯料表面氧化皮、 润滑坯料和整形处理后，经挤压得到定径凹口。所述的杯形件通过在挤压模具中反挤得到杯形结构件后，切除端部毛口获得。所述的镦挤的形变量小于50%。本专利技术的优点在于材料利用率由机械加工的37%提高到95% ；与常规挤压相比，减少一道正挤压工序；又由于以镦粗壁部成形法兰，大大降低以挤压成形法兰的变形程度。附图说明图1为本专利技术要制造的零件图；图2为本专利技术制造通孔空心轴外法兰模具略图；图3为本专利技术制造盲孔空心轴外法兰模具略图；图4为本专利技术制造通孔空心轴外法兰零件略图；图5为本专利技术制造盲孔空心轴外法兰零件工步略图；图中0带外法兰空心轴、1垫块、2容器、3上压环、4定位芯棒、5下压环、6下顶块、 7待镦粗管件。具体实施例方式下面对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。实施例1通孔空心轴外法兰成形例如图2所述，本实施例所涉及的模具包括垫块1、容器2、上压环3、定位芯棒4和下压环5，其中上压环3和下压环5分别固定设置于成形腔内部且不相接触，垫块1与上压环3的上表面相接触并用螺钉固紧，定位芯棒4分别活动设置于上压环3和下压环5内。所述模具与管坯0的大部分一起动作，这将导致减小摩擦力对过程中力的参数的影响并减少法兰几何形状的畸变。将上述模具装在JB/T1647-1999 1600kN带有力-位移记录仪的压机上进行；管坯材料为工业纯铝1A30。图4示出管坯带有外法兰成形件。所有条件下的变形程度为ε = 50%，即管坯被压缩段高度与壁厚比值h/t = 3 ；直径对壁厚比值依次为D/t = 6，12，18。 成形后的精锻件示于图4。实施例2盲孔空心轴外法兰成形例如图5所示，本实施例所述的镦粗模具底部设有下顶块6，以实现用于外带法兰的盲孔空心轴成形镦粗。所述的上压环3和下压环5由W6Mo5Cr4V2制成，热处理硬度60 64HRC ；所述的定位芯棒4由Crl2MoV制成，热处理硬度58 62HRC所述的容器2由4Cr5MoSiV制成，热处理硬度44 48HRC。为了使反挤压后的半成品容易放入模腔并易于定中心，上压环3和下压环5的内径均比待镦粗管件7的外径小大0. 03mm且上压环3和下压环5的内径均比定位芯棒4大 0. 2mm。将该模具装在JB/T1647-1999 1600kN带有力-位移记录仪的压机上进行；毛坯材料为10号钢棒材。本专利技术涉及上述模具的空心轴外法兰精密模锻工艺，通过将具有定径凹口的棒材置于挤压模具中反挤压得到杯形件，再将杯形件置于镦粗模具中，经镦挤得到带有法兰的空心轴，具体步骤如下第一工步，如图5中I所示，所述的棒材通过在棒料剪切模具中无废料剪断后，经退火、去除坯料表面氧化皮、润滑坯料和整形处理后，经镦挤得到定径凹口。第二工步，如图5中II所示，所述的杯形件通过在挤压模具中反挤得到杯形结构后，切除端部毛口得到。第三工步，如图5中III所示，在图3所示模具中镦挤工步II杯形件成形法兰部分，取出工件。所述的镦挤的形变量小于50%。为了使工件留在凹模中，以便顶出工件，下压环5的内孔设有10'倒锥度。如图1所示零件为例，常规工艺正挤压法兰的变形程度为55%，而以镦粗形式成形法兰的变形程度仅仅为21. 2%<< 50%，故可摈弃耗能高的退火工序，消除环境污染的中间酸洗、磷化-皂化工序。切除端部毛口后的半成品置于图3模具中镦粗壁部以获取空心轴的外侧法兰(图5)。若在工步2中，按常规工艺反挤出外径《P24杯形件，然后分两次正挤出中间法兰， 则每次正挤的变形量达到阳％> 50%，按常规，需加中间退火工艺。 一组空心管外壁法兰成形工艺与按照塑形变形规律反挤压成形是绝对不同的。众所周知，改变塑性变形特征导致材料性能的软化效果和回复，因而，在镦粗工艺之前不必进行中间退火。权利要求1.一种空心轴外法兰精密模锻模具，其特征在于，包括成形腔和由上而下依次设置于其内部的垫块、上压环、定位芯棒和下压环，其中上压环和下压环分别固定设置于成形腔内部且不相接触，垫块与上压环的上表面相接触并用螺钉固紧，定位芯棒的两端分别活动设置于上压环和下压环内。2.根据权利要求1所述的空心轴外法兰精密模锻模具，其特征是，所述的镦粗模具底部设有下顶块，以实现用于外带法兰的盲孔空心轴类成形镦粗。3.根据权利要求1所述的空心轴外法兰精密模锻模具，其特征是，所述的上压环和下压环由W6Mo5Cr4V2制成，热处理硬度60 64HRC ；所述的定位芯棒由Crl2MoV制成，热处理硬度58 62HRC ；所述的容器由4Cr5MoSiV制成，热处理硬度44 48HRC。4.根据权利要求1或3所述的空心轴外法兰精密模锻模具，其特本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种空心轴外法兰精密模锻模具，其特征在于，包括：成形腔和由上而下依次设置于其内部的垫块、上压环、定位芯棒和下压环，其中：上压环和下压环分别固定设置于成形腔内部且不相接触，垫块与上压环的上表面相接触并用螺钉固紧，定位芯棒的两端分别活动设置于上压环和下压环内。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何刚，
申请(专利权)人：无锡东海锻造有限公司，
类型：发明
国别省市：32