[发明专利]一种长尺寸轴筒双向挤压成形方法及成形模具

说明书

本发明涉及金属精密锻造技术领域，特别涉及一种长尺寸轴筒双向挤压成形方法及成形模具。本发明的成型模具，成型模具包含底板，约束系统护圈、凹模、顶出系统、限速装置。限速装置和顶出系统对棒料的运行速度进行合理的控制，可有效的减少成形过程中的裂纹、夹层、折叠等失效，及有效的顶出装置提高产品质量和成品率，提高生产率，降低生产成本。

技术领域

本发明涉及金属精密锻造技术领域，特别涉及一种长尺寸轴筒双向挤压成形方法及成形模具。

背景技术

随着科学技术与工业生产的迅猛发展，以汽车工业为代表的机械工业在国内外的市场竞争日趋激烈。如何有效的提高零部件精度与性能、实现设计过程的高效率、低成本与生产工艺的环保低能耗已成为制造业提高市场竞争力的重要途径。随着市场需求的改变，传统切削工艺以及铸造工艺已难以满足现代生产需要。锻造技术是利用锻造压力机对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法，通过锻造可以消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化组织结构；同时由于保存了金属流线的完整性，因此锻件的机械性能和使用寿命一般优于同材料的铸件。而在钢的再结晶温度以下且高于常温进行的温锻工艺对于提高锻件的精度和质量更加有效，不会像冷锻工艺需要很大的成形力，一般适用于对质量和精度要求较高部件的锻造成型。但是，即使是采用这样的工艺，对于某些零件的精密锻造加工仍会出现问题，如对于一种长尺寸的轴筒，其总长一般在270mm以上，轴筒壁厚一般在12mm左右，对于这种长尺寸轴筒类的锻造加工，采用目前的温锻工艺进行锻造时，由于凸模下行的行程长且下压的速度不易控制，极易造成工件产生裂纹、夹层、折叠等缺陷，既降低生产效率又增加生产成本。

因此，为了提高此类锻件的质量，需要对现有的生产设备及工艺进行改善，设计一种锻件质量更高、生产效率更高的锻造加工工艺及设备。

发明内容

针对现有锻造加工工艺中出现的问题，本发明的目的是提供一种长尺寸轴筒类零件双向挤压成形方法及成形模具，可以大幅提高尺寸较长壁厚较薄的轴筒类零件的产品质量，提高生产效率，降低生产成本。

为达到本发明的目的，本发明的一种长尺寸轴筒双向挤压成形模具，成型模具包含底板，约束系统护圈、凹模、顶出系统、限速装置；所述凹模由模套、上部凹模模芯、下部凹模模芯组成；顶出系统由顶出系统顶板、顶出系统底板、顶出系统顶杆组成，限速装置由导向柱、限速弹簧组成；底板上设有约束系统护圈，约束系统护圈上设有模套，模套内设有上部凹模模芯，约束系统护圈内设有下部凹模模芯和顶出系统，下部凹模模芯位于顶出系统上方，顶出系统安装在底板上，凹模的上部凹模模芯、下部凹模模芯设有顶出系统的导向槽，导向柱伸入导向槽内，导向柱下端穿过顶出系统顶板伸入顶出系统内固定在顶出系统底板，顶出系统内的导向柱部分安装有限速弹簧，凹模的凹模模芯中间开有型腔，顶出系统顶杆位于顶出系统顶板上，穿过下部凹模模芯伸入型腔内；顶出系统顶板下方设有顶杆。

进一步地，下部凹模模芯通过台阶安装在约束系统护圈内；上部凹模模芯通过台阶安装在模套内；上部凹模模芯与下部凹模模芯通过导向柱连接。

根据本发明的另一个目的，本发明一种长尺寸轴筒双向挤压成形方法，通过以下步骤实现：第一步，下料，将棒材原料锯成待加工坯料、抛丸及进行表面处理；第二步，镦粗，将处理完成的坯料加热至预定温度后镦粗；第三步，挤压成形，将镦粗后的材料放入成型模具中进行第一次反挤，随后对另一端进行第二次反挤成形；第四步，去搭，将经过两次反挤成形的轴筒中间剩余材料去除；第五步，精整，对去搭后的轴筒进行精整，保证零件的精度及表面质量。

所述第一步中，表面处理是使用直径在0.5-1.8mm的铸丸对原材料表面进行抛丸处理8-12min。

所述第二步中，加热至预定温度是指：采用频率500Hz-20kHz中频感应加热将棒料加热至650-800℃。

所述第三步中，反挤压的长度范围是130-170mm。