[发明专利]一种凸轮轴毛坯的锻造方法

说明书

技术领域

本发明涉及轴类加工技术领域，具体属于一种凸轮轴毛坯的锻造方法。

背景技术

凸轮轴是内燃机配气系统中关键的零件之一，整个配气机构是由凸轮轴驱动的，凸轮的设计对整个配气系统的性能起着决定性的作用。凸轮轴刚性差、易变形；精度高，加工难度大；随着汽车行业的不断发展，再加上配件的需求，使得凸轮轴的需求量一直高居不下。上世纪九十年代前，钢质内燃机凸轮轴毛坯的制造工艺是直接用圆棒料车削或锻造。九十年代初我国首先研发出楔横轧成形凸轮轴毛坯技术，凸轮轴的底颈、轴颈和凸轮的侧面实现精确成形，可以不再加工或少量加工。该技术比原工艺节约钢材30％以上，生产效率提高4-10倍，取得了显著经济效益，已在我国钢质凸轮轴毛坯制造领域广泛应用。然而由于楔横轧工艺基本上只能成形回转体零件，凸轮体部分是按最大外圆轧制成圆柱体，凸轮体的桃形需由车削加工成形。仍然要耗费较多后续机加工和损失较多金属材料。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供了一种凸轮轴毛坯的锻造方法，使其利于大批量的工业化的生产，并减少了锻造过程中出现夹污、充不满的现象，产品的力学性能进一步改善，节约了产品用料，提高了产品的模具寿命。

本发明采用的技术方案如下：

一种凸轮轴毛坯的锻造方法，包括以下步骤：S1、浇注圆柱形坯料步骤圆柱形坯料中化学成分重量百分比为：C 0.3％-1.2％，Mn 1.8-2.1％，Si 0.7-0.8％，Cr 1.2-1.5％，W 0.6％-0.9％，V 0.4-1.2％,Cu 0.4～0.5％，Mo 0.5％-1.2％，P≤0.05％、S≤0.03％,余量为Fe及不可避免的夹杂质；出钢温度控制在1200℃-1300℃，预备钇基重稀土，300℃预热，采用包内充入法进行球化变质处理，冲包后撒入适量造渣剂覆盖，并镇定5min，扒渣浇铸；浇注成型的坯体温度降至300℃，再加热至800-1000℃，保温1-3小时，炉冷至300℃，保温3小时，再加热至800-1000℃，然后自然冷却；

S2、锻造步骤选用直径为35mm圆钢，利用锯床将坯件锯成长度相等多段管件；

S3、将圆棒料按照工艺要求下料，加热至轧制温度，将加热后的圆棒料送入楔横轧机中的楔横轧模具进行轧制，使轴底和轴颈部位达到凸轮轴毛坯的最终图纸要求，凸轮部位依据模锻需要轧制成不同形状和直径的回转体；

S4、利用轧制余热或再加热，凸轮轴毛坯送入模锻成形模具中，在压力机上进行成形锻造，将预轧成不同形状和直径回转体的凸轮部位按照图纸要求锻出凸轮桃形；切除各凸轮周围飞边，完成凸轮轴毛坯精确成形。

所述的S4中将热处理后的工件抛丸处理；将抛丸处理的零件包装。

与已有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明使其利于大批量的工业化的生产，并减少了锻造过程中出现夹污、充不满的现象，产品的力学性能进一步改善，节约了产品用料，提高了产品的模具寿命；同时由于采用楔横轧精密制坯，凸轮轴毛坯的轴底和轴颈在楔横轧阶段即达到图纸要求，凸轮部位可根据形状和位置预轧成适当形状，可以充分发挥楔横轧工艺成形精度高、效率高、节材率高等优点。

具体实施方式

一种凸轮轴毛坯的锻造方法，包括以下步骤：S1、浇注圆柱形坯料步骤圆柱形坯料中化学成分重量百分比为：C 0.3％-1.2％，Mn 1.8-2.1％，Si 0.7-0.8％，Cr 1.2-1.5％，W 0.6％-0.9％，V 0.4-1.2％,Cu 0.4～0.5％，Mo 0.5％-1.2％，P≤0.05％、S≤0.03％,余量为Fe及不可避免的夹杂质；出钢温度控制在1200℃-1300℃，预备钇基重稀土，300℃预热，采用包内充入法进行球化变质处理，冲包后撒入适量造渣剂覆盖，并镇定5min，扒渣浇铸；浇注成型的坯体温度降至300℃，再加热至800-1000℃，保温1-3小时，炉冷至300℃，保温3小时，再加热至800-1000℃，然后自然冷却；

S2、锻造步骤选用直径为35mm圆钢，利用锯床将坯件锯成长度相等多段管件；

S3、根据凸轮轴毛坯图纸设计楔横轧模具和模锻成形模具；

S4、将圆棒料按照工艺要求下料，加热至轧制温度，将加热后的圆棒料送入楔横轧机中的楔横轧模具进行轧制，使轴底和轴颈部位达到凸轮轴毛坯的最终图纸要求，凸轮部位依据模锻需要轧制成不同形状和直径的回转体；