一种轻型滑动叉锻造模具及其联合锻造工艺的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种轻型滑动叉锻造模具及其联合锻造工艺，锻造模具的预锻型腔由相互贯通的杆部腔和两个叉耳部腔构成，下模块位于两个叉耳部腔之间设置有定位槽，下模块的杆部腔内设置有回弹顶杆组件。联合锻造轻型滑动叉的工艺，包括以下步骤：（1）下料；（2）镦粗；（3）预锻；（4）终锻；（5）切边。本发明在轻型滑动叉的锻造过程中，通过预锻型腔内的定位槽和回弹顶杆组件使得工人放置制坯件时，很容易将制坯件准确的放置到高能螺旋压力机上锻造模具的预锻型腔内，同时使制坯件达到理想的水平放置状态，减少工人的劳动强度并能很好的提高工作效率；并且使用与杆部直径相同的原材料作为锻造坯料，不需要对杆部进行加热，可减少能源消耗。
【专利说明】
一种轻型滑动叉锻造模具及其联合锻造工艺
技术领域
[0001]本发明涉及滑动叉制造技术领域，具体涉及一种轻型滑动叉锻造模具及其联合锻造工艺。
【背景技术】
[0002]传统滑动叉锻造如图1和图2所示，属于锤锻模锻，按照传统方法设计的传动轴滑动叉锻造工艺是使用同一种锻造设备，工序包括拔长制坯一预锻一终锻一热切边，结构不同的产品必须设计不同的制坯型腔，给规范化设计和工人操作造成了很大的麻烦，这种锻造工艺存在以下问题:
1、轻型滑动叉结构属于叉宽杆细长的产品，滑动叉的叉部比较宽，为了满足滑动叉叉部的成型要求需要选择直径比较大的原材料;需要选用直径为55_规格的坯料才能满足叉部成型，而轻型滑动叉的杆部直径为36_，为了提高杆部的材料利用率，滑动叉的杆部需要多次拔长才能达到成型要求，拔长制坯使用的是开放式模膛，拔长时工人利用钳子夹住坯料的一端，同时操作设备对坯料进行拔长，杆部拔长质量完全依靠工人的操作技术来保证，所以拔长制坯对工人的操作技巧要求很高，劳动强度大并且废品率高；
拔长制坯后的杆部截面积相对滑动叉锻件杆部的截面积依然偏大，所以终锻件的杆部会出现较大毛边，降低了原材料利用率。
[0003]2、轻型滑动叉的锻造工艺使得拔长后的坯料不能水平准确的放置于预锻型腔，易造成终锻缺料、刮料折叠等问题，因此对滑动叉预锻型腔的设计要求比较高，实际生产中预锻定位和工艺固化很困难;传统拔长台的形状设计不能保证每件坯料拔长长度的一致性，对工人的主观操作能力依赖性太强，对工人的操作技巧要求很高；
3、轻型滑动叉锻造工艺中频加热为整体加热，坯料加热耗能大，浪费材料，增加锻造成本;而且轻型滑动叉锻造工艺采用锤锻技术，锤锻所需的电液锤模具较为笨重，安装困难，设备运行噪声大；
4、传统滑动叉工艺切边为热切边，锻件易产生弯曲，锻件质量的一致性不好。
【发明内容】
[0004]本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种轻型滑动叉锻造模具及其联合锻造工艺。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案:一种轻型滑动叉锻造模具，包括上模块和下模块，上模块和下模块之间具有滑动叉锻件的预锻型腔和终锻型腔，预锻型腔由相互贯通的杆部腔和两个叉耳部腔构成，所述下模块的上表面位于两个叉耳部腔之间设置有用于校正滑动叉锻件前后位置的定位槽，下模块的杆部腔内设置有用于校正滑动叉锻件水平位置的回弹顶杆组件。
[0006]作为本发明一种轻型滑动叉锻造模具的进一步改进:所述定位槽在预锻型腔的径向方向的截面为圆弧形，其轴向中心线与预锻型腔的中心轴线位于同一竖直平面上，且定位槽远离杆部腔一端的端面与叉耳部腔的端面相平齐。
[0007]作为本发明一种轻型滑动叉锻造模具的进一步改进:所述回弹顶杆组件由顶杆和弹簧构成，下模块的杆部腔底部设置有用于安装回弹顶杆组件的盲孔，所述顶杆通过弹簧安装在该盲孔内，弹簧的下端固定在盲孔内，弹簧的上端与顶杆固定连接，顶杆的上端伸出盲孔设置。
[0008]作为本发明一种轻型滑动叉锻造模具的进一步改进:所述顶杆的顶端具有便于放置滑动叉锻件的圆弧形槽。
[0009]利用上述锻造模具联合锻造轻型滑动叉的工艺，包括以下步骤:
(1)下料:采用与轻型滑动叉杆部直径相同的原材料作为锻造坯料；
(2)镦粗:根据锤锻工艺使用的坯料直径设计平锻机制坯工步叉部的直径，并根据产品的形状确定叉部和杆部之间的连接形状，保证连接部分的坯料体积满足锻件终锻成型用料，然后对毛坯端部进行加热，加热温度为1100-1180°C，之后将待镦粗毛坯放置到平锻机上平锻模具的预锻凹模内，镦粗完成后形成制坯件毛坯；
(3)预锻:将制坯件放置到高能螺旋压力机上锻造模具的预锻型腔内，放置的过程中将制坯件的镦粗部分放在预锻型腔内的定位槽上，通过定位槽校正制坯件的前后位置，并将制坯件的杆部置于顶杆上，通过顶杆和弹簧校正制坯件的水平位置，校正完成后，操控设备锻打形成预锻件；
(4)终锻:取出预锻件放置到高能螺旋压力机上锻造模具的终锻型腔内，操控设备锻打后形成终锻件；
(5)切边:对终锻件毛边进行切除。
[0010]作为本发明轻型滑动叉联合锻造工艺的进一步优化:所述步骤2中对毛坯端部加热的温度为1100°C。
[0011]作为本发明轻型滑动叉联合锻造工艺的进一步优化:所述步骤2中平锻机模具采用闭式锻造模具。
[0012]作为本发明轻型滑动叉联合锻造工艺的进一步优化:所述步骤5中通过凉切边工艺对终锻件毛边进行切除。
[0013]有益效果
1、本发明的轻型滑动叉锻造模具中，预锻型腔内设置有用于校正滑动叉锻件前后位置的定位槽以及用于校正滑动叉锻件水平位置的回弹顶杆组件，通过上述结构能够使得工人放置滑动叉锻件时，很容易将滑动叉锻件准确的放置到高能螺旋压力机上锻造模具的预锻型腔内，同时使滑动叉锻件达到理想的水平放置状态，减少工人的劳动强度并能很好的提高工作效率；
2、本发明的轻型滑动叉联合锻造工艺中，使用与杆部直径相同的原材料作为锻造坯料，不需要对杆部进行加热，采用局部加热坯料技术，可减少能源消耗15%;使终锻件杆部无毛边，可提尚材料利用率8% ；
3、本发明的轻型滑动叉联合锻造工艺中，平锻机模具采用闭式锻造，坯料在封闭的模具型腔内成型，对工人的操作要求很低，而且制坯后形状均匀一致，使废品率大大降低;平锻机制坯只需要一次锻打，可以提高生产效率20%;
4、本发明的轻型滑动叉联合锻造工艺中，滑动叉切边使用凉切边工艺，锻件弯曲量由 0.7mm降低到0.1mm，使废品率下降0.5%。
【附图说明】
[0014]图1为现有技术锤锻模具型腔排布示意图；
图2为现有技术锤锻模具开式拔长制坯模膛示意图；
图3为本发明平锻机制坯件示意图；
图4为本发明锻造模具的结构示意图；
图5为本发明锻造模具下模块的俯视图；
图6为图5当中E-E剖视图；
图7为本发明制坯件水平放置时的结构示意图；
图中标记:1、上模块，2、下模块，3、预锻型腔，4、叉耳部腔，5、杆部腔，6、定位槽，7、顶杆，8、滑动叉锻件，9、弹簧，1、预锻模膛，11、终锻模膛。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和实施例对本发明进行进一步详细的描述。
[0016]如图所示:一种轻型滑动叉锻造模具，包括上模块丨和下模块2，上模块I和下模块2之间具有滑动叉锻件8的预锻型腔3和终锻型腔，预锻型腔3由相互贯通的杆部腔5和两个叉耳部腔4构成，所述下模块2的上表面位于两个叉耳部腔4之间设置有用于校正滑动叉锻件8前后位置的定位槽6，定位槽6在预锻型腔3的径向方向的截面为圆弧形，其轴向中心线与预锻型腔3的中心轴线位于同一竖直平面上，且定位槽6远离杆部腔5—端的端面与叉耳部腔4的端面相平齐。下模块2的杆部腔5内设置有用于校正滑动叉锻件8水平位置的回弹顶杆组件。回弹顶杆组件由顶杆7和弹簧9构成，下模块2的杆部腔5底部设置有用于安装回弹顶杆组件7的盲孔，所述顶杆7通过弹簧9安装在该盲孔内，弹簧9的下端固定在盲孔内，弹簧9的上端与顶杆7固定连接，顶杆7的上端伸出盲孔设置。且顶杆7的顶端具有便于放置滑动叉锻件8的圆弧形槽。
[0017]—种轻型滑动叉锻造模具的联合锻造工艺，包括以下步骤:
(1)下料:采用与轻型滑动叉杆部直径相同的原材料作为锻造坯料；
(2)镦粗:根据锤锻工艺使用的坯料直径设计平锻机制坯工步叉部的直径，并根据产品的形状确定叉部和杆部之间的连接形状，保证连接部分的坯料体积满足锻件终锻成型用料，然后对毛坯端部进行加热，加热温度为1100°C，之后将待镦粗毛坯放置到平锻机上平锻模具的预锻凹模内(平锻机模具采用闭式锻造模具)，镦粗完成后形成制坯件毛坯；
平锻机模具属于闭式锻造，坯料在封闭的模具型腔内成型，制坯形状完全由模具型腔决定，工人根据正常的操作规程操作就可以了，对工人的操作要求很低，而且制坯后形状均匀一致，因制坯不合适造成的废品率大大降低;平锻机制坯只需要一次锻打，而且平锻机的单次锻打时间比高能螺旋压力机更短，可以提高生产效率。
[0018](3)预锻:将制坯件放置到高能螺旋压力机上锻造模具的预锻型腔内，放置的过程中将制坯件的镦粗部分放在预锻型腔内的定位槽上，通过定位槽校正制坯件的前后位置，并将制坯件的杆部置于顶杆上，通过顶杆和弹簧校正制坯件的水平位置，校正完成后，操控设备锻打形成预锻件； 制坯件放入预锻型腔时水平放置是最理想的状态，并且制坯件在预锻型腔放置的前后位置直接影响锻件的质量。为了达到这个目的，在高能螺旋压力机上面设计预锻模具型腔时，考虑到制坯件在预锻型腔前后定位的问题，在预锻型腔叉子内侧设计一个定位槽，定位槽的端面是制坯件放置的基准，工人在操作时直接把制坯件放置在定位槽的端面就可以了 ；对于制坯件水平放置的问题，设计一个回弹顶杆组件，回弹顶杆在不工作时处于自由状态，在放制坯件的时候回弹顶杆受压，受压后的高度刚好使得制坯件水平放置于预锻型腔。利用预锻型腔定位机构工人放置制坯件时很容易就能放正，减少工人的劳动强度并能很好的提高工作效率。
[0019](4)终锻:取出预锻件放置到高能螺旋压力机上锻造模具的终锻型腔内，操控设备锻打后形成终锻件；
(5)切边:通过凉切边工艺对终锻件毛边进行切除。
[0020]经实践证明，使用本发明一种轻型滑动叉联合锻造工艺及其锻造模具后:
I.锻件的材料利用率提尚8% ；
2.生产效率提高20%;
3.废品率下降0.5%;
4.节约能耗15%;
与传统工艺相比，本发明的优点以某种传动轴滑动叉为例:
某种传动轴滑动叉:
年产量80万件左右，锻件重量为1.8kg，原下料重量为2.26kg，材料利用率为80%。单件价格为9元。
[0021]①材料利用率提高8%，现下料重量为2.05kg，
节约钢材:800000*2.26-2.05=168000kg ；
②生产效率提高20%;
班产由1100件增加到1800件/班；
③废品率下降0.5%;
节约:800000*0.005*9=36000元；
④节约能耗15%，每件坯料有0.6Kg不需要加热；
节约:800000*0.6*0.5=240000元；
综合整个生产过程该滑动叉每年节约费用约78万元。
[0022]以上只是以某种滑动叉为例，我公司使用该种联合锻造工艺技术的滑动叉有4种，每年能为公司降低生产成本约:300万元左右。
[0023]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
【主权项】
1.一种轻型滑动叉锻造模具，包括上模块(I)和下模块(2)，上模块(I)和下模块(2)之间具有滑动叉锻件(8)的预锻型腔(3)和终锻型腔，预锻型腔(3)由相互贯通的杆部腔(5)和两个叉耳部腔(4)构成，其特征在于:所述下模块(2)的上表面位于两个叉耳部腔(4)之间设置有用于校正滑动叉锻件前后位置的定位槽(6)，下模块(2)的杆部腔(5)内设置有用于校正滑动叉锻件(8)水平位置的回弹顶杆组件。2.根据权利要求1所述一种轻型滑动叉锻造模具，其特征在于:所述定位槽(6)在预锻型腔(3)的径向方向的截面为圆弧形，其轴向中心线与预锻型腔(3)的中心轴线位于同一竖直平面上，且定位槽(6)远离杆部腔(5)—端的端面与叉耳部腔(4)的端面相平齐。3.根据权利要求1所述一种轻型滑动叉锻造模具，其特征在于:所述回弹顶杆组件由顶杆(7)和弹簧(9)构成，下模块(2)的杆部腔(5)底部设置有用于安装回弹顶杆组件的盲孔，所述顶杆(7)通过弹簧(9)安装在该盲孔内，弹簧(9)的下端固定在盲孔内，弹簧(9)的上端与顶杆(7)固定连接，顶杆(7)的上端伸出盲孔设置。4.根据权利要求3所述一种轻型滑动叉锻造模具，其特征在于:所述顶杆(7)的顶端具有便于放置滑动叉锻件(8)的圆弧形槽。5.利用权利要求1所述锻造模具联合锻造轻型滑动叉的工艺，其特征在于:包括以下步骤: (1)下料:采用与轻型滑动叉杆部直径相同的原材料作为锻造坯料； (2)镦粗:根据锤锻工艺使用的坯料直径设计平锻机制坯工步叉部的直径，并根据产品的形状确定叉部和杆部之间的连接形状，保证连接部分的坯料体积满足锻件终锻成型用料，然后对毛坯端部进行加热，加热温度为1100-1180°C，之后将待镦粗毛坯放置到平锻机上平锻模具的预锻凹模内，镦粗完成后形成制坯件毛坯； (3)预锻:将制坯件放置到高能螺旋压力机上锻造模具的预锻型腔内，放置的过程中将制坯件的镦粗部分放在预锻型腔内的定位槽上，通过定位槽校正制坯件的前后位置，并将制坯件的杆部置于顶杆上，通过顶杆和弹簧校正制坯件的水平位置，校正完成后，操控设备锻打形成预锻件； (4)终锻:取出预锻件放置到高能螺旋压力机上锻造模具的终锻型腔内，操控设备锻打后形成终锻件； (5)切边:对终锻件毛边进行切除。6.根据权利要求5所述轻型滑动叉的联合锻造工艺，其特征在于:所述步骤(2)中对毛坯端部加热的温度为1100°C。7.根据权利要求5所述轻型滑动叉的联合锻造工艺，其特征在于:所述步骤(2)中平锻机模具采用闭式锻造模具。8.根据权利要求5所述轻型滑动叉的联合锻造工艺，其特征在于:所述步骤(5)中通过凉切边工艺对终锻件毛边进行切除。
【文档编号】B21J5/02GK106040944SQ201610635313
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年8月5日 公开号201610635313.3, CN 106040944 A, CN 106040944A, CN 201610635313, CN-A-106040944, CN106040944 A, CN106040944A, CN201610635313, CN201610635313.3
【发明人】孟会涛, 王丹, 郭艳珺, 胡卫华, 陈喜乐, 宋航, 安伟浩, 李士英, 钱长友, 张恒, 丁圣杰, 田鹏, 贾军涛, 赵世启, 李广宇
【申请人】许昌中兴锻造有限公司