十字轴的双向闭式热模锻方法与流程

本发明属于十字轴热模锻加工技术领域，尤其涉及一种十字轴的双向闭式热模锻方法。

背景技术：

在现有已知十字轴批量生产的锻造方法，一般采用小型的十字轴采用冷锻的闭式锻造和开式热模锻，大型的十字轴均使用开式热模锻。对于开式热模锻其对于材料存在一定的浪费，其次，后续需要进行裁边，影响产品美观性，还有，开式热模锻模具的使用寿命较短。十字轴的结构见附图1。

例如，中国专利公开了一种一种十字轴挤锻结合少无飞边成形方法及专用模具，申请号cn201811505299.0，该方案的十字轴挤锻结合少无飞边成形方法步骤如下：首先将金属棒料加热后达到1000℃-1150℃的锻造温度后放入闭式热挤压模具中，通过闭式热挤压方法将加热后的金属棒料预锻成形为十字形坯料，之后将成形后的十字形坯料放入开式热模锻模具中进行锻造，最后将锻造后的锻件放入切边模具进行切边，得到十字轴锻件。

上述的方案其还是采用开式热模锻，并未解决上述的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是针对上述问题，提供一种可以解决上述技术问题的十字轴的双向闭式热模锻方法。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

本十字轴的双向闭式热模锻方法包括如下步骤：

s1、将加热后的柱状原料呈竖直状态投入至合模后的上闭式模和下闭式模之间形成的十字轴热模锻腔室中，并且柱状原料的下端被穿设在下闭式模内部的竖直下升降顶柱上端顶住，上闭式模内部穿设的竖直上升降顶柱下端压迫在柱状原料的上端，竖直下升降顶柱的轴心线和竖直上升降顶柱的轴心线重合；

s2、竖直下升降顶柱和竖直上升降顶柱相向移动，竖直下升降顶柱和竖直上升降顶柱将柱状原料挤压并在十字轴热模锻腔室成型制得十字轴；

s3、竖直下升降顶柱和竖直上升降顶柱复位，然后竖直下升降顶柱和竖直上升降顶柱取消合模并取出十字轴。

在上述的十字轴的双向闭式热模锻方法中，在上述的s1步骤中，所述的上闭式模顶端套设有上闭式模架，竖直上升降顶柱的顶端固定在上升降驱动座上，在上升降驱动座和上闭式模架之间设有上竖直扶持机构；在下闭式模下端套设有下闭式模架，竖直下升降顶柱的下端固定在下升降驱动座上，在下升降驱动座和下闭式模架之间设有下竖直扶持机构。

在上述的十字轴的双向闭式热模锻方法中，在上闭式模顶端设有上环形台阶，在上闭式模架内壁上端设有卡在上环形台阶上的上内凸部；在下闭式模下端设有下环形台阶，在下闭式模架内壁下端设有卡在下环形台阶上的下内凸部，所述的上闭式模架和下闭式模架平行。

在上述的十字轴的双向闭式热模锻方法中，所述的上竖直扶持机构包括若干上端固定在上升降驱动座上的上扶持导柱，在上闭式模架外缘设有数量与上扶持导柱数量相等的上导向孔，上扶持导柱的下端一一伸入至上导向孔上并且与上导向孔滑动连接；所述的下竖直扶持机构包括若干下端固定在下升降驱动座上的下扶持导向柱，在下闭式模的外缘设有数量与所述下扶持导向柱相等的下导向孔，下扶持导向柱的上端一一伸入至下导向孔中并且与下导向孔滑动连接。

在上述的十字轴的双向闭式热模锻方法中，所述上扶持导柱与所述下扶持导向柱上下一一对应。

在上述的十字轴的双向闭式热模锻方法中，所述的上竖直扶持机构还包括设置在上升降驱动座内部的若干上导向盲孔并且上导向盲孔的孔口朝下，以及固定在上升降驱动座下端端面上的上限制板，在上限制板上设有若干与所述上导向盲孔连通的上连通孔，还包括若干数量与上导向盲孔数量相等的上t形顶柱，所述上t形顶柱一一穿设在上导向盲孔中并且上t形顶柱的下端从上连通孔的下端穿出与上闭式模架固定连接。

在上述的十字轴的双向闭式热模锻方法中，所述的上导向盲孔孔径大于上连通孔的孔径，所述上t形顶柱的上端大直径段外径略小于上导向盲孔孔径，上t形顶柱的下端小直径段外径略小于上连通孔的孔径。

在上述的十字轴的双向闭式热模锻方法中，所述的下竖直扶持机构还包括设置在下升降驱动座内部的若干下导向盲孔并且下导向盲孔的孔口朝上，以及固定在下升降驱动座上端端面上的下限制板，在下限制板上设有若干与所述下导向盲孔连通的下连通孔，还包括若干数量与下导向盲孔数量相等的下t形顶柱，所述下t形顶柱一一穿设在下导向盲孔中并且下t形顶柱的上端从下连通孔的上端穿出与下闭式模架固定连接。

在上述的十字轴的双向闭式热模锻方法中，所述的下导向盲孔孔径大于下连通孔的孔径，所述下t形顶柱的下端大直径段外径略小于下导向盲孔孔径，下t形顶柱的上端小直径段外径略小于下连通孔的孔径。

在上述的十字轴的双向闭式热模锻方法中，在上述的s2步骤中，所述的竖直下升降顶柱和竖直上升降顶柱同步相向或者相反移动。

与现有的技术相比，十字轴的双向闭式热模锻方法的优点在于：1、材料节约，相比开式热模锻能节约10-15％的材料；

2、外观好，没有裁边痕迹，整体一致性；

3、模具寿命个高，开式模具一般都＜1w件/天，本申请闭式的能打到2w件/天，大幅提高了生产加工效率。

附图说明

图1是本发明提供的十字轴结构示意图。

图2是本发明提供的加工方法流程框图。

图3是本发明提供的刚合模状态示意图。

图4是本发明提供的热锻完成状态示意图。

图中，柱状原料a、十字轴热模锻腔室b、上闭式模1、上闭式模架10、上升降驱动座11、上连通孔12、上环形台阶13、上内凸部14、上扶持导柱15、上导向孔16、上导向盲孔17、上限制板18、上t形顶柱19、下闭式模2、下闭式模架20、下升降驱动座21、下连通孔22、下环形台阶23、下内凸部24、下扶持导向柱25、下导向孔26、下导向盲孔27、下限制板28、下t形顶柱29、竖直下升降顶柱3、竖直上升降顶柱4。

具体实施方式

以下是发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图2-4所示，本十字轴的双向闭式热模锻方法包括如下步骤：s1、将加热后的柱状原料a呈竖直状态投入至合模后的上闭式模1和下闭式模2之间形成的十字轴热模锻腔室b中，并且柱状原料a的下端被穿设在下闭式模2内部的竖直下升降顶柱3上端顶住，上闭式模1内部穿设的竖直上升降顶柱4下端压迫在柱状原料a的上端，竖直下升降顶柱3的轴心线和竖直上升降顶柱4的轴心线重合；

具体地，在上述的s1步骤中，所述的上闭式模1顶端套设有上闭式模架10，进一步地，在上闭式模1顶端设有上环形台阶13，在上闭式模架10内壁上端设有卡在上环形台阶上的上内凸部14，两者通过螺栓或者焊接等等方式进行固定；竖直上升降顶柱4的顶端固定在上升降驱动座11上，在上升降驱动座11和上闭式模架10之间设有上竖直扶持机构；其次，该上竖直扶持机构包括若干上端固定在上升降驱动座11上的上扶持导柱15，在上闭式模架10外缘设有数量与上扶持导柱15数量相等的上导向孔16，上扶持导柱15的下端一一伸入至上导向孔16上并且与上导向孔16滑动连接。

其次，上竖直扶持机构还包括设置在上升降驱动座11内部的若干上导向盲孔17并且上导向盲孔17的孔口朝下，以及固定在上升降驱动座11下端端面上的上限制板18，在上限制板18上设有若干与所述上导向盲孔17连通的上连通孔12，还包括若干数量与上导向盲孔17数量相等的上t形顶柱19，所述上t形顶柱19一一穿设在上导向盲孔17中并且上t形顶柱19的下端从上连通孔12的下端穿出与上闭式模架10固定连接，通过焊接或者螺栓进行固定连接。

另外，上导向盲孔17孔径大于上连通孔12的孔径，所述上t形顶柱19的上端大直径段外径略小于上导向盲孔17孔径，上t形顶柱19的下端小直径段外径略小于上连通孔12的孔径。

在下闭式模2下端套设有下闭式模架20，进一步地，在下闭式模2下端设有下环形台阶23，在下闭式模架20内壁下端设有卡在下环形台阶上的下内凸部24，两者通过螺栓或者焊接等等方式进行固定。所述的上闭式模架10和下闭式模架20平行。

竖直下升降顶柱3的下端固定在下升降驱动座21上，在下升降驱动座21和下闭式模架20之间设有下竖直扶持机构。具体地，该下竖直扶持机构包括若干下端固定在下升降驱动座21上的下扶持导向柱25，在下闭式模2的外缘设有数量与所述下扶持导向柱25相等的下导向孔26，下扶持导向柱25的上端一一伸入至下导向孔26中并且与下导向孔26滑动连接。

优选方案，本实施例的所述上扶持导柱15与所述下扶持导向柱25上下一一对应，这种结构可以确保重力分布的均匀性。

还有，下竖直扶持机构还包括设置在下升降驱动座21内部的若干下导向盲孔27并且下导向盲孔27的孔口朝上，以及固定在下升降驱动座21上端端面上的下限制板28，在下限制板28上设有若干与所述下导向盲孔27连通的下连通孔22，还包括若干数量与下导向盲孔27数量相等的下t形顶柱29，所述下t形顶柱29一一穿设在下导向盲孔27中并且下t形顶柱29的上端从下连通孔22的上端穿出与下闭式模架20固定连接。两者通过焊接或者螺栓等连接方式进行固定连接。

优选方案，下导向盲孔27孔径大于下连通孔22的孔径，所述下t形顶柱29的下端大直径段外径略小于下导向盲孔27孔径，下t形顶柱29的上端小直径段外径略小于下连通孔22的孔径。

在本实施例中，直径略大于都为0.03-0.1mm的间隙配合关系。

s2、竖直下升降顶柱3和竖直上升降顶柱4相向移动，竖直下升降顶柱3和竖直上升降顶柱4将柱状原料a挤压并在十字轴热模锻腔室b成型制得十字轴c；

进一步地，该竖直下升降顶柱3和竖直上升降顶柱4同步相向或者相反移动。同步动作可以确保产品质量的稳定性，以及柱状原料a被挤压的均匀性。

s3、竖直下升降顶柱3和竖直上升降顶柱4复位，然后竖直下升降顶柱3和竖直上升降顶柱4取消合模并取出十字轴。取出十字轴利用机械手取出。

十字轴c中心有两个近似矩形的平面，一个平面由竖直下升降顶柱3的上端面成型，另外一个外端由竖直上升降顶柱4的下端面成型。

在本实施例中，将上升降驱动座11固定在上动力头上，而下升降驱动座21则固定在下动力头上，通过上动力头和下动力头实现上闭式模1和下闭式模2合模，以及竖直下升降顶柱3和竖直上升降顶柱4的相向移动和相反移动。

闭式锻造主要有几个优势：1、材料节约，相比开式热模锻能节约10-15％的材料；2、外观好，没有裁边痕迹，整体一致性；3、模具寿命个高，开式模具一般都＜1件/天，闭式的理论能打到2w件/天，大幅提高了生产加工效率。

还有，在上闭式模1的中心设有供竖直上升降顶柱4贯穿的上通孔，在上通孔的中部设有上限台阶，在竖直上升降顶柱4的下端设有上限制面，当上限制面和上限台阶接触时则说明竖直上升降顶柱4下降到位了，在上升降驱动座11中心设有供竖直上升降顶柱4上端伸入的上安装孔，在上安装孔的孔口设有上固定块，竖直上升降顶柱4的顶部通过螺栓固定在上固定块的下端面上。

同样，在下闭式模2的中心设有供竖直下升降顶柱3贯穿的下通孔，在下通孔的中部设有下限台阶，在竖直下升降顶柱3的上端设有下限制面，当下限台阶和下限制面接触后则说明竖直下升降顶柱3上升到位了，在下升降驱动座21中心设有供竖直下升降顶柱3下端伸入的下安装孔，以及将下下安装孔下孔口封闭的下固定块，竖直下升降顶柱3的下端通过螺栓固定在下固定块的上端面上。

另外，在每根上扶持导柱15的下端分别套设有上限制螺母，其可以避免上扶持导柱15向上脱离上闭式模架10，同样，在每根下扶持导向柱25的上端分别套设有上限制螺母，其可以避免下扶持导向柱25向下脱离下闭式模架20。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。