具有法兰的轴类零件的成型方法
【专利摘要】本发明涉及具有法兰的轴类零件的成型方法，包括以下步骤，第一步，选取杆形坯料，杆形坯料的直径大于轴类零件的杆部的直径、小于轴类零件的法兰的直径；第二步，包括以下两种形式，第一种，通过挤压模具对杆形坯料的一端进行挤压，使杆形坯料成型出轴类零件的杆部，然后通过镦粗模具对杆形坯料的另一端进行镦粗，使杆形坯料成型出轴类零件的法兰；第二种，通过镦粗模具对杆形坯料的一端进行镦粗，使杆形坯料成型出轴类零件的法兰，然后通过挤压模具对杆形坯料的另一端进行挤压，使杆形坯料成型出轴类零件的杆部。本发明提供了一种能够降低具有法兰的轴类零件成型过程中所需成型力的成型方法。
【专利说明】具有法兰的轴类零件的成型方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及金属挤压成型【技术领域】，尤其涉及一种具有法兰的轴类零件的成型方法。
【背景技术】
[0002]具有法兰的轴类零件如图1所示:包括法兰和51与法兰一体设置的杆部50，图中D表示法兰的直径，h表示法兰的高度，d表示杆部的直径，H表示轴类零件的高度。在成型具有法兰的轴类零件时，一般采用的方法有两种:第一，挤压成型，即在压力机上对直径等于所需零件的法兰直径的坯料进行挤压成型，以挤压成型出杆部，在挤压过程中，挤压面积越大，所需的挤压力就越大，因此当零件的法兰直径与杆部直径相差较大时，采用一次挤压成型，所需的挤压力较大，采用的成型设备的吨位大，设备的投入成本高；第二，镦粗成型，即在压力机上对直径等于所需零件的杆部直径的坯料进行镦粗成型，以镦粗成型出法兰，由于法兰的直径较大，因此需要的镦粗成型力较大，这也需要较大吨位的压力机，增加设备的投入成本。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种能够降低具有法兰的轴类零件成型过程中所需成型力的成型方法。
[0004]为了解决上述问题，本发明的技术方案为:
具有法兰的轴类零件的成型方法，包括以下步骤，第一步，选取杆形坯料，杆形坯料的直径大于轴类零件的杆部的直径、小于轴类零件的法兰的直径；第二步，包括以下两种形式，第一种，通过挤压模具对杆形坯料的一端进行挤压，使杆形坯料成型出轴类零件的杆部，然后通过镦粗模具对杆形坯料的另一端进行镦粗，使杆形坯料成型出轴类零件的法兰；第二种，通过镦粗模具对杆形坯料的一端进行镦粗，使杆形坯料成型出轴类零件的法兰，然后通过挤压模具对杆形坯料的另一端进行挤压，使杆形坯料成型出轴类零件的杆部。
[0005]所述镦粗模具的镦粗凸模包括至少两个顶压头，各顶压头的外径依次逐渐变大，在所述第二步对所述杆形坯料的镦粗过程中，依次使用更大外径的顶压头顶压所述杆形坯料，直至成型出所述法兰。
[0006]所述镦粗模具的镦粗凸模包括中心顶压头和至少一个外顶压头，在使用时外径最小的外顶压头用于固定套装在中心顶压头上，相邻两个外顶压头中外径较大的顶压头用于固定套装在外径较小的顶压头上，在所述第二步对所述杆形坯料的镦粗过程中，先使用中心顶压头顶压所述杆形坯料，然后顺次使用外径逐渐变大的外顶压头顶压所述杆形坯料，直至成型出所述法兰。
[0007]所述镦粗模具的镦粗凸模还包括用于与压力机连接的固定模座，所述中心顶压头与固定模座一体设置。
[0008]各顶压头的外径由上至下逐渐变小。
[0009]所述镦粗模具的镦粗凹模具有沿上下方向延伸的成型模腔，所述固定模座的外周壁与所述成型模腔的腔壁导向滑动配合。
[0010]本发明的有益效果为:本成型方法中，杆形坯料的直径大于轴类零件的杆部直径而小于轴类零件的法兰直径，然后使用相应挤压模具和镦粗模具使杆部和法兰分别成型，而在现有技术中的杆部和法兰之间的直径差完全由挤压或镦粗成型，而本成型方法中杆部与法兰之间的直径差是通过挤压和镦粗两个过程来实现的，减小了挤压和镦粗单独施工中的挤压面积，降低了轴类零件成型所需的成型力，减小了相应压力机的吨位需求，降低了设备的投入成本。
[0011]进一步的，在法兰的镦粗成型过程中，使用至少两个外径不一致的顶压头使法兰逐渐镦粗成型，这样也会降低每次镦粗过程所需的成型力，这样进一步的减小对压力机的吨位需求，进一步的降低设备的投入成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本发明中成型后的轴类零件的结构示意图；
图2是本发明具有法兰的轴类零件的成型方法实施例中杆形坯料的结构示意图；
图3是挤压成型后的坯料的结构示意图；
图4是一序镦粗后坯料的结构示意图；
图5是二序镦粗后坯料的结构示意图；
图6是三序镦粗后坯料的结构示意图；
图7是本发明具有法兰的轴类零件的成型方法实施例中所使用的挤压模具的结构示意图；
图8是本发明具有法兰的轴类零件的成型方法实施例中一序镦粗模具的结构示意图； 图9是图8中镦粗凸模的结构示意图；
图10是本发明具有法兰的轴类零件的成型方法实施例中二序镦粗时的镦粗模具的结构示意图；
图11是图10中第一外顶压头的结构示意图；
图12是本发明具有法兰的轴类零件的成型方法实施例中三序镦粗时的镦粗模具的结构示意图；
图13是图12中的第二外顶压头的结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]具有法兰的轴类零件的成型方法的实施例如图2?13所示:包括以下步骤，第一步，选取杆形坯料，杆形坯料的直径大于轴类零件的杆部的直径、小于轴类零件的法兰的直径，杆形坯料的结构如图2所示，Dl表示杆形坯料的直径，h0表示杆形坯料的高度；第二步，将通过挤压模具对杆形坯料的一端进行挤压，使杆形坯料成型出轴类零件的杆部，挤压模具的结构如图7所示:挤压模具包括挤压上模部分和挤压下模部分，挤压上模部分包括挤压上模座8，挤压上模座8下端可拆连接有挤压上垫板7，挤压上垫板下端可拆连接有挤压凸模固定板，挤压凸模固定板上固定连接有挤压凸模，挤压凸模上开设有沿其轴向延伸的中心成型孔，挤压下模部分包括挤压下模座1，挤压下模座I的上端可拆连接有挤压下垫板2，挤压下垫板2上设置有挤压凹模组件，挤压凹模组件包括挤压凹模4和套设在挤压凹模外的挤压凹模固定圈3，挤压凹模4的底部设有可沿挤压凹模4的模腔内壁导向滑动的挤压垫块10，挤压下模座I和挤压下垫板2上开设有安装孔，安装孔中穿装有顶杆11，顶杆11上端顶压在挤压垫块10上。通过挤压模具对杆形坯料的挤压过程为:压力机带动挤压凸模5下行挤压杆形坯料，金属沿挤压凸模5运动方向相反方向流动并进入挤压凸模的中心成型孔中，完成轴类零件的杆部的成型，压力机带动挤压凸模回程，通过顶杆11将杆形坯料顶出挤压凹模，此时杆形坯料呈T字形，如图3所示，此时杆形坯料的高度为Hl，其大端直径为D1、下端直径为d，小端直径等于所需轴类零件的杆部直径，大端高度为hi。
[0014]然后通过镦粗模具对杆形坯料的大端进行镦粗，使杆形坯料成型出轴类零件的法兰，镦粗模具的具体结构如图13所示:该镦粗模具博卡上模部分和下模部分，上模部分包括镦粗上模座28，镦粗上模座28的下端可拆连接有镦粗上垫板27，镦粗上垫板的下端可拆连接有镦粗凸模固定板26，镦粗模具还包括镦粗凸模25，镦粗凸模25包括三个顶压头和固定连接在镦粗凸模固定板26上的固定模座251，在使用时相邻两个顶压头传力配合，三个顶压头的外径依次逐渐变大，其中外径最下的顶压头为一体设置于固定模座251上的中心顶压头252，另外两个顶压头分别为第一外顶压头32和第二外顶压头33，各顶压头的外径由上至下逐渐变小，各顶压头的外周面均呈球形，第一外顶压头32上设置有用于中心顶压头定位插装的第一中心定位孔，第二外顶压头33上设置有用于第一外顶压头32定位插装的第二中心定位孔，第一中心定位孔的形状与中心顶压头的外形吻合适配，第二中心定位孔的形状与第一外顶压头的外形吻合适配，第二外顶压头的最大外径与待成型的轴类零件的法兰的直径相等。下模部分包括镦粗下模座21，镦粗下模座21上端可拆连接有镦粗下垫板22，镦粗下垫板22上设置有凹模组件，凹模组件包括镦粗凹模24和套设在镦粗凹模外周的凹模固定圈23，镦粗凹模24的底部设置有可沿镦粗凹模的模腔壁导向滑动的镦粗垫块30，镦粗垫块30上开设有通孔，镦粗下模座21和镦粗下垫板22开设有与镦粗垫块30上的通孔连通的安装孔，安装孔的中心线与通孔中心线重合，安装孔内穿装有空心顶杆31，空心顶杆31的上端顶压在镦粗垫块30的下端面上，空心顶杆的内孔供杆形坯料的小头端适配插装，镦粗模具的镦粗凹模具有沿上下方向延伸的成型模腔，固定模座的外周壁与成型模腔的腔壁导向滑动配合。上述镦粗模具的使用过程为，将T字形的杆形坯料的小头端适配插装在空心顶杆的内孔中，固定模座251带动其上一体设置的中心顶压头252下行，中心顶压头252首先接触杆形坯料，由于中心顶压头252与坯料的接触面积小，因此成型力也较小，固定模座251下端继续下行，固定模座对中心顶压头周围的坯料进行镦粗，然后液压机带动固定模座251回程，成型出高度为H2的坯料，其结构如图4所示，上端法兰直径为D2，法兰端面上形成直径为dl的凹槽，法兰高度为h3，H3表示此时坯料的高度，;然后将第一外顶压头32放置在坯料的上端面上，液压机驱动中心顶压头下移，中心顶压头导向穿装在第一外顶压头的第一中心定位孔中，中心顶压头带动第一外顶压头32下行对坯料进行镦粗成型，随后液压机带动镦粗模座251回程，成型出高度为H3的坯料，其结构如图5所示，上端法兰直径为D3，法兰端面上有直径为d2的凹槽，凹槽的直径与第一外顶压头32的外径相等；最后将第二外顶压头33导向套装在位于坯料上的第一外顶压头上，液压机驱动镦粗模座251下行，中心顶压头252导向穿装进第一外顶压头32的中心孔中，中心顶压头带动第一、第二外顶压头下行对坯料进行镦粗成型，第二外顶压头33的外径与待成型的轴类零件的法兰的直径相等，镦粗完成后形成如图6所示的零件，该零件的高度为H4，法兰的直径为D，法兰高度为h4，杆部直径为d，此时，H4=图1中的H，h4=图1中的h，D=图1中的D，d=图1中的d，对该零件进行必要的少量切削加工即可获得所需的轴类零件。
[0015]在本成型方法的其它实施例中:也可以先对杆形坯料的一端进行镦粗加工，先成型出法兰，再对杆形坯料的另一端进行挤压加工，成型出杆部；各顶压头的形状还可以是由上至下外径逐渐变小的锥形；顶压头的个数还可以是一个，此时一次镦粗即可成型出法兰；当然外顶压头的个数还可以是一个、三个或其它个数，这样可以多次镦粗成型出法兰；各外顶压头还均可以是实心结构，此时中心顶压头可拆装配在镦粗模座上，在一序镦粗后将中心顶压头拆掉，将第一外顶压头装配到镦粗模座上进行二序镦粗加工。
【权利要求】
1.具有法兰的轴类零件的成型方法，其特征在于:包括以下步骤，第一步，选取杆形坯料，杆形坯料的直径大于轴类零件的杆部的直径、小于轴类零件的法兰的直径；第二步，包括以下两种形式，第一种，通过挤压模具对杆形坯料的一端进行挤压，使杆形坯料成型出轴类零件的杆部，然后通过镦粗模具对杆形坯料的另一端进行镦粗，使杆形坯料成型出轴类零件的法兰；第二种，通过镦粗模具对杆形坯料的一端进行镦粗，使杆形坯料成型出轴类零件的法兰，然后通过挤压模具对杆形坯料的另一端进行挤压，使杆形坯料成型出轴类零件的杆部。
2.根据权利要求1所述的成型方法，其特征在于:所述镦粗模具的镦粗凸模包括至少两个顶压头，各顶压头的外径依次逐渐变大，在所述第二步对所述杆形坯料的镦粗过程中，依次使用更大外径的顶压头顶压所述杆形坯料，直至成型出所述法兰。
3.根据权利要求1所述的成型方法，其特征在于:所述镦粗模具的镦粗凸模包括中心顶压头和至少一个外顶压头，在使用时外径最小的外顶压头用于固定套装在中心顶压头上，相邻两个外顶压头中外径较大的顶压头用于固定套装在外径较小的顶压头上，在所述第二步对所述杆形坯料的镦粗过程中，先使用中心顶压头顶压所述杆形坯料，然后顺次使用外径逐渐变大的外顶压头顶压所述杆形坯料，直至成型出所述法兰。
4.根据权利要求3所述的成型方法，其特征在于:所述镦粗模具的镦粗凸模还包括用于与压力机连接的固定模座，所述中心顶压头与固定模座一体设置。
5.根据权利要求2?4任意一项所述的成型方法，其特征在于:各顶压头的外径由上至下逐渐变小。
6.根据权利要求3或4所述的成型方法，其特征在于:所述镦粗模具的镦粗凹模具有沿上下方向延伸的成型模腔，所述固定模座的外周壁与所述成型模腔的腔壁导向滑动配入口 ο
【文档编号】B21J13/02GK104289542SQ201410173736
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年4月28日 优先权日:2014年4月28日
【发明者】宋克兴, 周延军, 赵培峰, 张学宾, 郜建新, 张彦敏, 国秀花, 刘亚民, 李宁宁, 乔艳艳, 何霞, 张素霞, 赵亚永 申请人:河南科技大学