內星輪一次冷鍛閉塞成形方法
2023-08-03 08:28:36 1
專利名稱：內星輪一次冷鍛閉塞成形方法
內星輪一次冷鍛閉塞成形方法
技術領域：
本發明涉及金屬精密鍛造領域，特別是涉及一種複雜表面零件的精密冷鍛成形方法。
背景技術：
內星輪是由兩個不在同一球心的兩段圓弧組成，由於其形狀的特殊性決定了其工藝的複雜性，目前生產這類產品的方法有三種，分別是溫鍛、熱鍛、純冷鍛。溫鍛、熱鍛的優點是工藝流程較短，缺點是尺寸精度差、尺寸不穩定、表面質量差、內部組織差、後續的磨削和機加工餘量大、刀具損耗大。雖然目前冷鍛工藝具有尺寸精度高、尺寸穩定、內部組織好、後續的磨削量小等優點，但是由於其工藝流程長，加工周期長，模具壽命低，生產成本很高，因此，不利於大批量生產。因此，有必要提出一種改進的技術方案來解決上述問題。
發明內容本發明的目的在於提供一種內星輪一次冷鍛閉塞成形方法，其既可以保證產品質量穩定、又可以延長模具使用壽命，同時工藝流程短、加工成本低、加工效率高、後續切削加工量少，能滿足批量生產要求。為了實現上述目的，本發明提出一種內星輪一次冷鍛閉塞成形方法，其包括鋸料，球化退火，制坯，拋丸、磷皂化處理，和一次冷鍛閉塞成形。在一個進一步的方案中，選擇直徑為I的熱軋圓棒料，將所述熱軋圓棒料按照一定長度LI鋸成段得到下料，其中直徑0 I和長度LI根據產品尺寸、模具尺寸、設備而定，直徑￠1不大於一次冷鍛閉塞成形模具的下模溝道直徑。在一個進一步的方案中，所述球化退火過程包括(I)、加熱工件以50° C 100° C/小時的加熱速度加熱至770° C±15° C;(2)、保溫到達溫度後保溫三小時，其狀態分為兩個過程a:球化質點形成，b :球化體長大；(3)、冷卻a :球化體繼續長大冷卻溫度在760 710° C時，工件以15 20。C/小時冷卻，不小於I. 5小時；b :工件冷卻冷卻溫度在700 360° C時，工件以20 35。C/小時冷卻，^ 350° C 出爐。在一個進一步的方案中，所述制坯，是指將熱軋棒材外表面的缺陷去除。在一個進一步的方案中，所述拋丸、磷皂化為常規拋丸和常規磷皂化。在一個進一步的方案中，所述一次冷鍛閉塞成形包括將坯料放入一次冷鍛閉塞成形模具的下模，調整封閉高度，壓力機滑塊下行，當壓力機滑塊下行至一次冷鍛閉塞成形模具的上模與下模接觸時，由閉塞氣缸提供閉塞力，使所述一次冷鍛閉塞成形模具的上模、下模閉合，滑塊繼續下行，閉塞氣缸被壓縮，下衝頭推動工件進行擠壓，直至滑塊運行至下死點完成擠壓，一次冷鍛閉塞成形模具的下模隨滑塊一起回程復位，頂杆上行頂出工件。在一個更進一步的方案中，所述閉塞氣缸為高壓氮氣缸。在一個進一步的方案中，所述閉塞成形模具為外圓放開結構。與現有技術相比，本發明使用一次冷鍛閉塞成形方法生產內星輪，用此方法生產的內星輪不僅質量穩定可靠，且大大縮短了工藝流程，降低了生產成本，適合批量生產。
為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。其中圖I為本發明在一個實施例中的工藝流程圖；圖2為可以實施一次冷鍛閉塞成型步驟的一次冷鍛閉塞成形裝置示意圖；和圖3為本發明在一個實施例中的產品形狀變化過程圖。
具體實施方式
為使本發明的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明。 請參考圖I所示其為本發明在一個實施例中的工藝流程圖。以某轎車傳動系統中的內星輪為例，具體介紹圖I所述流程。步驟110，鋸料。可以選擇直徑為￠1的熱軋圓棒料，將所述熱軋圓棒料按照一定長度LI鋸成段得至IJ下料，其中直徑$ I和長度LI可以根據產品尺寸、模具尺寸、設備而定。通常直徑￠1不大於一次冷鍛閉塞成形模具的下模溝道直徑A。在一個實施例中，選擇直徑小l=32mm的熱軋圓棒料，材料牌號為1620CrMnTiH，調整長度LI，使下料重量控制在293 297g。該鋸料步驟得到的產品的形態如圖3 (a)所示。步驟120，球化退火。所述球化退火是指根據材料性能和下道工序變形量對鋸料步驟得到的下料進行軟化處理，滿足冷擠壓特性的普通球化處理。具體的，所述球化退火過程包括(I)、加熱工件以50° C 100° C/小時的加熱速度加熱至770° C±15° C;(2)、保溫到達溫度後保溫三小時，其狀態分為兩個過程a :球化質點形成，b :球化體長大；(3)、冷卻a :球化體繼續長大冷卻溫度在760 710° C時，工件以15 20。C/小時冷卻，不小於I. 5小時；b :工件冷卻冷卻溫度在700 360° C時，工件以20 35。C/小時冷卻，^ 350° C 出爐。為了減少內星輪一次冷鍛閉塞成形的擠壓力和提高模具壽命，便於材料在模腔內流動，可以對下料進行球化退火，且球化退火必須嚴格控制加熱溫度和保溫時間，以保證足夠的球化率。步驟130，制坯。所述制坯可以去除熱軋棒材外表面氧化皮、微裂紋、透跡等缺陷，以提高坯料的表
面質量。
在一個實施例中，將下料外圓車至直徑￠2=30. 8mm，粗糙度為Ra3. 2iim，表面不允許有明顯車刀紋和接刀痕，兩端倒角，保證重量。步驟140,拋丸、磷阜化。所述拋丸、磷皂化為常規拋丸和常規磷皂化，主要是為後續一次冷鍛閉塞成形步驟提供潤滑皮膜，是為了減少坯料與模具之間的摩擦力，有效地保護模具，提高模具壽命。步驟150，一次冷鍛閉塞成形。所述一次冷鍛閉塞成形是指把經過上述處理得到的坯料放入一次冷鍛閉塞成形模具內，通過一次冷鍛閉塞成形的方法得到產品的工件，是通過所述內星輪一次冷鍛閉塞成形方法得到產品的最重要的步驟。請參考圖2所示，其為實施一次冷鍛閉塞成形步驟的一次冷鍛閉塞成形裝置示意圖，所述一次冷鍛閉塞成形包括上衝頭I、一次冷鍛閉塞成形模具(圖中未示出)、下衝頭5、閉塞氣缸6、滑塊7和頂杆8。所述一次冷鍛閉塞成形模具採用外圓放開結構，其包括上模2和下模4。通過所述一次冷鍛閉塞成型裝置實施一次冷鍛閉塞成形步驟，包括將所述坯料放入下模4，調整封閉高度，壓力機滑塊7下行，當壓力機滑塊7下行至上模2與下模4接觸時，由閉塞氣缸6提供閉塞力，使上模2、下模4閉合，滑塊7繼續下行，閉塞氣缸6被壓縮，下衝頭5推動工件3進行擠壓，直至滑塊7運行至下死點完成擠壓，下模4隨滑塊7 —起回程復位，頂杆8上行頂出工件3。在一個實施例中,所述閉塞氣缸6為高壓氮氣缸。由於採用一次冷鍛閉塞成形步驟，可以使產品的金屬流線按其形狀連續分布，內部組織緻密，有利於後續的外球車削，溝道銑削，內孔拉花鍵、切槽的加工；使產品的尺寸精度高，質量穩定，後續加工餘量小；採用上、下分模的技術，解決鍛件脫模提問題；閉塞氣缸為高壓氮氣缸，不僅解決了分模面毛刺過大的問題，還降低了模架製造成本；由於外球採用自由放開鍛造，所述一次冷鍛閉塞成型模具比常規冷鍛模具壽命提高了 2. 5-3倍；採用一次冷鍛閉塞成形的方法比常規冷鍛工藝節材18% -28% ;由於所述一次冷鍛閉塞成型模具採用外圓放開結構，省去了常規工藝的稱重工序大大提高了生產效率和人工成本。請參考圖3所示，其為本發明在一個實施例中的產品形狀變化過程圖。其中圖3 Ca)為經過鋸料後形成的下料，圖3 (b)為經過制坯後形成的坯料，圖3(c)為經過一次冷鍛閉塞成形後形成的鍛件。在本實施例中，下料直徑為小l=32mm,坯料直徑小2=30. 8mm,小3>52. 5，￠4=37. 6，A=31. 1，L5>26. 8，L3=12. 5，L4=16. 4，￠5=15. 64，其中坯料直徑 ￠2 —定要小於
A0
以上描述說明本發明的技術方案而非限制，本發明實施例的描述只是用於解釋的目的，而並不是限制權利要求的範圍。本發明的技術方案不局限於用於內星輪，其它零件都可以使用這種方法加工，並取得有益的效果。對本領域的普通技術人員來說，還可以對本發明進行修改或者替換，而不脫離本發明技術方案的精神和範圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求範圍當中。權利要求
1.一種內星輪一次冷鍛閉塞成形方法，其特徵在於其包括鋸料，球化退火，制坯，拋丸、磷皂化處理，和一次冷鍛閉塞成形。
2.根據權利要求I所述的內星輪一次冷鍛閉塞成形方法，其特徵在於選擇直徑為￠1的熱軋圓棒料，將所述熱軋圓棒料按照一定長度LI鋸成段得到下料，其中直徑0 I和長度LI根據產品尺寸、模具尺寸、設備而定，直徑0 I不大於一次冷鍛閉塞成形模具的下模溝道直徑。
3.根據權利要求I所述的內星輪一次冷鍛閉塞成形方法，其特徵在於所述球化退火過程包括 (1)、加熱工件以50°C 100° C/小時的加熱速度加熱至770° C±15° C; (2)、保溫到達溫度後保溫三小時，其狀態分為兩個過程 a :球化質點形成， b :球化體長大； (3)、冷卻 a :球化體繼續長大冷卻溫度在760 710° C時，工件以15 20° C/小時冷卻，不小於I. 5小時； b :工件冷卻冷卻溫度在700 360° C時，工件以20 35° C/小時冷卻，彡350° C出爐。
4.根據權利要求I所述的內星輪一次冷鍛閉塞成形方法，其特徵在於所述制坯，是指將熱軋棒材外表面的缺陷去除。
5.根據權利要求I所述的內星輪一次冷鍛閉塞成形方法，其特徵在於所述拋丸、磷皂化為常規拋丸和常規磷皂化。
6.根據權利要求I所述的內星輪一次冷鍛閉塞成形方法，其特徵在於所述一次冷鍛閉塞成形包括將坯料放入一次冷鍛閉塞成形模具的下模，調整封閉高度，壓力機滑塊下行，當壓力機滑塊下行至一次冷鍛閉塞成形模具的上模與下模接觸時，由閉塞氣缸提供閉塞力，使所述一次冷鍛閉塞成形模具的上模、下模閉合，滑塊繼續下行，閉塞氣缸被壓縮，下衝頭推動工件進行擠壓，直至滑塊運行至下死點完成擠壓，一次冷鍛閉塞成形模具的下模隨滑塊一起回程復位，頂杆上行頂出工件。
7.根據權利要求6所述的內星輪一次冷鍛閉塞成形方法，其特徵在於所述閉塞氣缸為高壓氮氣缸。
8.根據權利要求I所述的內星輪一次冷鍛閉塞成形方法，其特徵在於所述閉塞成形模具為外圓放開結構。
全文摘要
本發明提供一種內星輪一次冷鍛閉塞成形方法。它的工藝流程依次包括鋸料，球化退火，制坯，拋丸、磷皂化處理，和分流閉塞成形。最終得到滿足組織性能、尺寸精度要求的產品。既可以保證產品質量穩定、又可以延長模具使用壽命，同時工藝流程短、加工成本低、加工效率高、後續切削加工量少，能滿足批量生產要求。
文檔編號B21K1/28GK102728773SQ20121019059
公開日2012年10月17日 申請日期2012年6月11日 優先權日2012年6月11日
發明者馮美紅, 徐祥龍, 施衛兵, 龔愛軍 申請人:江蘇森威精鍛有限公司