CN103949575B - 变速箱主轴立锻生产方法及专用锻造模具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了变速箱主轴立锻生产方法及专用锻造模具，它包括以下步骤制成：选取棒料；下料；加热；制坯：采用1T空气锤，甩型模由空气锤用上模和空气锤用下模构成，锻打使棒料一端的形状成为主轴的上部台阶轴的上部两节的形状；锻打成型：将压机用组合模固定在1600T电动螺旋压力机上，经过锻打成型，中部平台的周边会产生飞边；所述的压机用组合模，由压机用上模和压机用下模构成；切边定型：冲床用组合模设在250T开式冲床上，冲床用组合模由切边凹模和切边上冲模构成，切去产生的飞边后定型。本发明工艺简单，钢坯加工余量小，材料利用率高，生产成本低，易于批量生产长度为300—600毫米的汽车变速箱主轴毛坯。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车变速箱主轴锻造方法的改进，具体地说是一种变速箱主轴立锻生产方法及专用锻造模具，适用于加工长度为300—600毫米的汽车变速箱主轴毛坯。
背景技术
长度为300—600毫米的汽车变速箱主轴的形状如图1，主轴1由上部台阶轴2、中部平台3和下部倒锥台4构成，上部台阶轴2由四节锥台构成，下部倒锥台4的上端直径大，下端直径小，目前利用锻造工艺生产这种汽车变速箱主轴，主要采用自由锻或平锻，在选取棒料时，是按照中部平台3的最大直径选取同样直径的棒料进行加工的，其不足之处在于：由于主轴较长，结构强度和技术要求较高，普通锻造成型困难；目前所用的自由锻或平锻工艺，制造工艺繁琐，钢坯加工余量大，材料利用率低，产品加工精度很难控制，成品率低，生产成本高，不易于批量生产，材料的耐磨性能较差，产品运行噪音大，产品使用寿命短，影响了变速箱的整体性能。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种工艺简单，钢坯加工余量小，材料利用率高，生产成本低，易于批量生产长度为300—600毫米的汽车变速箱主轴毛坯的变速箱主轴立锻生产方法。
为了达到以上目的，本发明所采用的技术方案是：该变速箱主轴立锻生产方法，其特征在于：它包括以下步骤制成：
（1）、选取棒料：根据主轴的下部倒锥台下端的直径选择同一直径的棒料；
（2）、下料：采用数控锯床加工，下料长度为主轴的毛坯重量×1.015÷棒料密度÷棒料截面积；
（3）、加热：采用中频电炉，直流电流1000A，直流电压400V,中频电压400—600V，加热时间40—50s；
（4）、制坯：采用1T空气锤，甩型模由空气锤用上模和空气锤用下模构成，空气锤用上模下部的上凹槽和空气锤用下模上部的下凹槽的形状与上部台阶轴的上部两节的形状相适配，空气锤用上模和空气锤用下模分别安装在空气锤的上、下锤头上，将加热后的棒料的一端放在空气锤用上模和空气锤用下模之间进行锻打，使棒料一端的形状成为主轴的上部台阶轴的上部两节的形状；
（5）、锻打成型：采用1600T电动螺旋压力机，转速280—300转/分，打击力700—1000T；将压机用组合模固定在电动螺旋压力机上，把经过步骤（4）制成的棒料竖立着放入压机用组合模内，棒料未经过加工的一端朝下放置，经过锻打成型，此时，中部平台的周边会产生飞边；所述的压机用组合模，由压机用上模和压机用下模构成，压机用上模的中部设有上部台阶轴型腔、中部平台上型腔和飞边型腔，压机用下模的中部设有下部倒锥台型腔和中部平台下型腔，压机用下模的上端插入飞边型腔内，下模垫板和下模压圈套设在压机用下模的外部并用螺栓与电动螺旋压力机的工作台连接固定，上模垫板和上模压圈套设在压机用上模的外部并用螺栓与电动螺旋压力机的上部压头连接固定；
（6）、切边定型：采用250T开式冲床，冲床上设有冲床用组合模，所述的冲床用组合模，由切边凹模和切边上冲模构成，切边凹模垫板套设在切边凹模外部，并放置在冲床的工作台上，经过步骤（5）加工后的带有飞边的主轴下端插入切边凹模中部的通孔内，再在主轴的上部套设切边上冲模，用冲床的下冲头下压切边上冲模即可切去锻打时产生的飞边，从而对主轴最后定型。
本发明的另一个目的在于提供一种容易装配，操作简单，劳动强度低，便于加工长度为300—600毫米的汽车变速箱主轴毛坯的变速箱主轴立锻生产专用锻造模具。
为了达到以上目的，本发明所采用的技术方案是：该变速箱主轴立锻生产专用锻造模具，其特征在于：它包括空气锤用甩型模、压机用组合模和冲床用组合模；
所述的空气锤用甩型模，由空气锤用上模和空气锤用下模构成，空气锤用上模的下部设有上凹槽，空气锤用下模的上部设有下凹槽，下凹槽与上凹槽对称，下凹槽和上凹槽的形状与上部台阶轴的上部两节的形状相适配；
所述的压机用组合模，由压机用上模和压机用下模构成，压机用上模和压机用下模位于同一竖向轴线上，压机用上模的中部设有上部台阶轴型腔、中部平台上型腔和飞边型腔，压机用下模的中部设有下部倒锥台型腔和中部平台下型腔，压机用下模的底部设有退料孔，中部平台上型腔和中部平台下型腔的直径相同，中部平台上型腔和中部平台下型腔的深度之和与中部平台的厚度相同，压机用下模的上端部的外沿直径与飞边型腔的内径相同；
所述的冲床用组合模，由切边凹模和切边上冲模构成，切边凹模的中部设有通孔，通孔上端部的内径与主轴的中部平台的外径相同，切边上冲模位于同一轴线的切边凹模的上部，切边上冲模的外径小于通孔上端部的内径，切边上冲模的中部设有与主轴的上部台阶轴的形状相适配的空腔。
本发明的有益效果在于：与传统的自由锻或平锻加工变速箱主轴毛坯的方法相比，本发明工艺简单，钢坯加工余量小，材料利用率高，生产成本低，易于批量生产长度为300—600毫米的汽车变速箱主轴毛坯。
附图说明
图1为汽车变速箱主轴的结构主视示意图。
图2为本发明的空气锤用甩型模的结构主视示意图。
图3为本发明沿图2A-A的结构剖视示意图。
图4为本发明的压机用组合模的结构剖视示意图。
图5为本发明的冲床用组合模的结构剖视示意图。
图中：1、主轴；2、上部台阶轴；3、中部平台；4、下部倒锥台；5、飞边；6、空气锤用上模；7、空气锤用下模；8、上凹槽；9、下凹槽；10、压机用上模；11、压机用下模；12、上部台阶轴型腔；13、下部倒锥台型腔；14、上模垫板；15、下模垫板；16、下模压圈；17、上模压圈；18、中部平台上型腔；19、中部平台下型腔；20、飞边型腔；21、退料孔；22、切边上冲模；23、切边凹模；24、切边凹模垫板；25、通孔。
具体实施方式
实施例1：
制作如图1所示的05804汽车变速箱主轴毛坯。该变速箱主轴立锻生产方法及专用锻造模具，其特征在于：它包括以下步骤制成：
（1）、选取棒料：根据主轴1的下部倒锥台4下端的直径选择同一直径的棒料；05804主轴总长度为548mm，其中φ95直径长度为332.2mm，下部倒锥台4下端的直径为φ95，所以选用直径为φ95的22CrMoH棒料。
（2）、下料：采用数控锯床加工，锯床型号GZ4232，下料长度计算如下:30.74×1.015=31.2kg；31200g÷0.00785g/mm3÷7084.63mm2=561.01mm，取下料长度561mm。
（3）、加热：采用中频电炉，规格KGPS-800KW/1000Hz,进线电压380V，直流电流1000A，直流电压400V,中频电压400—600V，加热时间40—50s。
（4）、制坯：采用1T空气锤，甩型模由空气锤用上模6和空气锤用下模7构成，空气锤用上模6的下部设有上凹槽8，空气锤用下模7的上部设有下凹槽9，下凹槽9与上凹槽8对称，下凹槽9和上凹槽8的形状与上部台阶轴2的上部两节的形状相适配，空气锤用上模6和空气锤用下模7分别安装在空气锤的上、下锤头上，将加热后的棒料的一端放在空气锤用上模6和空气锤用下模7之间进行锻打，使棒料一端的形状成为主轴1的上部台阶轴2的上部两节的形状。
（5）、锻打成型：采用1600T电动螺旋压力机，转速280—300转/分，打击力700—1000T；将压机用组合模固定在电动螺旋压力机上，把经过步骤（4）制成的棒料竖立着放入压机用组合模内，棒料未经过加工的一端朝下放置，经过锻打成型，此时，中部平台3的周边会产生飞边5；所述的压机用组合模，由压机用上模10和压机用下模11构成，压机用上模10和压机用下模11位于同一竖向轴线上，压机用上模10的中部设有上部台阶轴型腔12、中部平台上型腔18和飞边型腔20，压机用下模11的中部设有下部倒锥台型腔13和中部平台下型腔19，压机用下模11的底部设有退料孔21，中部平台上型腔18和中部平台下型腔19的直径相同，中部平台上型腔18和中部平台下型腔19的深度之和与中部平台3的厚度相同，压机用下模11的上端部的外沿直径与飞边型腔20的内径相同，以便于压机用下模11的上端可以插入飞边型腔20内，下模垫板15和下模压圈16套设在压机用下模11的外部并用螺栓与电动螺旋压力机的工作台连接固定，上模垫板14和上模压圈17套设在压机用上模10的外部并用螺栓与电动螺旋压力机的上部压头连接固定。
（6）、切边定型：采用250T开式冲床，冲床上设有冲床用组合模，经过步骤（5）加工后的带有飞边5的主轴1放入冲床用组合模内，用冲床的下冲头下压即可切去飞边5，从而对主轴1最后定型；所述的冲床用组合模，由切边凹模23和切边上冲模22构成，切边凹模23的中部设有通孔25，通孔25上端部的内径与主轴1的中部平台3的外径相同，切边上冲模22位于同一轴线的切边凹模23的上部，切边上冲模22的外径小于通孔25上端部的内径，切边上冲模22的中部设有与主轴1的上部台阶轴2的形状相适配的空腔，切边凹模垫板24套设在切边凹模23外部，并放置在冲床的工作台上，用于切除锻打时产生的飞边。
本发明所用的立锻方法的优势在于，由于选用的棒料尺寸接近于产品最长的尺寸，在锻打时需要较小的力量就可以成型，且飞边较小，产品一致性好，物理性能优于楔横轧轴，密度均匀，工序少，材料利用率高，在锻打时形成的飞边用冲床热切，大大提高了生产效率。
实施例2：
制作如图1所示的05803汽车变速箱主轴毛坯。该变速箱主轴立锻生产方法及专用锻造模具，其特征在于：它包括以下步骤制成：
（1）、选取棒料：根据主轴1的下部倒锥台4下端的直径选择同一直径的棒料；05803主轴总长度为498.5mm，其中φ95直径长度为258.5mm，下部倒锥台4下端的直径为φ95，所以选用直径为φ95的22CrMoH棒料。
（2）、下料：采用数控锯床加工，锯床型号GZ4232，下料长度计算如下：27.39×1.015=27.8kg；27800g÷0.00785g/mm3÷7084.63mm2=499.87mm，取下料长度499.9mm。
（3）、加热：采用中频电炉，规格KGPS-800KW/1000Hz,进线电压380V，直流电流1000A，直流电压400V,中频电压400—600V，加热时间40—50s。
（4）、制坯：采用1T空气锤，甩型模由空气锤用上模6和空气锤用下模7构成，空气锤用上模6的下部设有上凹槽8，空气锤用下模7的上部设有下凹槽9，下凹槽9与上凹槽8对称，下凹槽9和上凹槽8的形状与上部台阶轴2的上部两节的形状相适配，空气锤用上模6和空气锤用下模7分别安装在空气锤的上、下锤头上，将加热后的棒料的一端放在空气锤用上模6和空气锤用下模7之间进行锻打，使棒料一端的形状成为主轴1的上部台阶轴2的上部两节的形状。
（5）、锻打成型：采用1600T电动螺旋压力机，转速280—300转/分，打击力700—1000T；将压机用组合模固定在电动螺旋压力机上，把经过步骤（4）制成的棒料竖立着放入压机用组合模内，棒料未经过加工的一端朝下放置，经过锻打成型，此时，中部平台3的周边会产生飞边5；所述的压机用组合模，由压机用上模10和压机用下模11构成，压机用上模10和压机用下模11位于同一竖向轴线上，压机用上模10的中部设有上部台阶轴型腔12、中部平台上型腔18和飞边型腔20，压机用下模11的中部设有下部倒锥台型腔13和中部平台下型腔19，压机用下模11的底部设有退料孔21，中部平台上型腔18和中部平台下型腔19的直径相同，中部平台上型腔18和中部平台下型腔19的深度之和与中部平台3的厚度相同，压机用下模11的上端部的外沿直径与飞边型腔20的内径相同，以便于压机用下模11的上端可以插入飞边型腔20内，下模垫板15和下模压圈16套设在压机用下模11的外部并用螺栓与电动螺旋压力机的工作台连接固定，上模垫板14和上模压圈17套设在压机用上模10的外部并用螺栓与电动螺旋压力机的上部压头连接固定。
（6）、切边定型：采用250T开式冲床，冲床上设有冲床用组合模，经过步骤（5）加工后的带有飞边5的主轴1放入冲床用组合模内，用冲床的下冲头下压即可切去飞边5，从而对主轴1最后定型；所述的冲床用组合模，由切边凹模23和切边上冲模22构成，切边凹模23的中部设有通孔25，通孔25上端部的内径与主轴1的中部平台3的外径相同，切边上冲模22位于同一轴线的切边凹模23的上部，切边上冲模22的外径小于通孔25上端部的内径，切边上冲模22的中部设有与主轴1的上部台阶轴2的形状相适配的空腔，切边凹模垫板24套设在切边凹模23外部，并放置在冲床的工作台上，用于切除锻打时产生的飞边。
Claims (2)
1.变速箱主轴立锻生产方法，其特征在于：它包括以下步骤制成：
（一）、选取棒料：根据主轴（1）的下部倒锥台（4）下端的直径选择同一直径的棒料；
（二）、下料：采用数控锯床加工，下料长度为主轴（1）的毛坯重量×1.015÷棒料密度÷棒料截面积；
（三）、加热：采用中频电炉，直流电流1000A，直流电压400V,中频电压400—600V，加热时间40—50s；
（四）、制坯：采用1T空气锤，甩型模由空气锤用上模（6）和空气锤用下模（7）构成，空气锤用上模（6）下部的上凹槽（8）和空气锤用下模（7）上部的下凹槽（9）的形状与上部台阶轴（2）的上部两节的形状相适配，空气锤用上模（6）和空气锤用下模（7）分别安装在空气锤的上、下锤头上，将加热后的棒料的一端放在空气锤用上模（6）和空气锤用下模（7）之间进行锻打，使棒料一端的形状成为主轴（1）的上部台阶轴（2）的上部两节的形状；
（五）、锻打成型：采用1600T电动螺旋压力机，转速280—300转/分，打击力700—1000T；将压机用组合模固定在电动螺旋压力机上，把经过步骤（四）制成的棒料竖立着放入压机用组合模内，棒料未经过加工的一端朝下放置，经过锻打成型，此时，中部平台（3）的周边会产生飞边（5）；所述的压机用组合模，由压机用上模（10）和压机用下模（11）构成，压机用上模（10）的中部设有上部台阶轴型腔（12）、中部平台上型腔（18）和飞边型腔（20），压机用下模（11）的中部设有下部倒锥台型腔（13）和中部平台下型腔（19），压机用下模（11）的上端插入飞边型腔（20）内，下模垫板（15）和下模压圈（16）套设在压机用下模（11）的外部并用螺栓与电动螺旋压力机的工作台连接固定，上模垫板（14）和上模压圈（17）套设在压机用上模（10）的外部并用螺栓与电动螺旋压力机的上部压头连接固定；
（六）、切边定型：采用250T开式冲床，冲床上设有冲床用组合模，所述的冲床用组合模，由切边凹模（23）和切边上冲模（22）构成，切边凹模垫板（24）套设在切边凹模（23）外部，并放置在冲床的工作台上，经过步骤（五）加工后的带有飞边（5）的主轴（1）下端插入切边凹模（23）中部的通孔（25）内，再在主轴（1）的上部套设切边上冲模（22），用冲床的下冲头下压切边上冲模（22）即可切去锻打时产生的飞边（5），从而对主轴（1）最后定型。
2.变速箱主轴立锻生产专用锻造模具，其特征在于：它包括空气锤用甩型模、压机用组合模和冲床用组合模；
所述的空气锤用甩型模，由空气锤用上模（6）和空气锤用下模（7）构成，空气锤用上模（6）的下部设有上凹槽（8），空气锤用下模（7）的上部设有下凹槽（9），下凹槽（9）与上凹槽（8）对称，下凹槽（9）和上凹槽（8）的形状与上部台阶轴（2）的上部两节的形状相适配；
所述的压机用组合模，由压机用上模（10）和压机用下模（11）构成，压机用上模（10）和压机用下模（11）位于同一竖向轴线上，压机用上模（10）的中部设有上部台阶轴型腔（12）、中部平台上型腔（18）和飞边型腔（20），压机用下模（11）的中部设有下部倒锥台型腔（13）和中部平台下型腔（19），压机用下模（11）的底部设有退料孔（21），中部平台上型腔（18）和中部平台下型腔（19）的直径相同，中部平台上型腔（18）和中部平台下型腔（19）的深度之和与中部平台（3）的厚度相同，压机用下模（11）的上端部的外沿直径与飞边型腔（20）的内径相同；
所述的冲床用组合模，由切边凹模（23）和切边上冲模（22）构成，切边凹模（23）的中部设有通孔（25），通孔（25）上端部的内径与主轴（1）的中部平台（3）的外径相同，切边上冲模（22）位于同一轴线的切边凹模（23）的上部，切边上冲模（22）的外径小于通孔（25）上端部的内径，切边上冲模（22）的中部设有与主轴（1）的上部台阶轴（2）的形状相适配的空腔。
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