[发明专利]一种偏心轴芯类阶梯状复杂零件模锻成型方法

说明书

本发明提出一种偏心轴芯类阶梯状复杂零件模锻成型方法，通过利用两个锻件相结合的结构优化单个锻件成型的困难，使用适用于两个锻件的专用锻模进行锻造成型，然后使用相应的冲孔切边模具在锻造完成后利用锻件余温切除飞边余料，得到最终的偏心轴芯类阶梯状复杂零件。本方法能够在不投入其它生产设备情况下实现锻造成型，增加材料利用率，降低工人劳动强度，提高生产效率，获得形状复杂且质量较高产品的技术问题。

技术领域

本发明属于锻造技术领域，具体涉及一种偏心轴芯类阶梯状复杂零件模锻成型方法。

背景技术

偏心轴芯阶梯状复杂零件广泛应用于各种机械类履带式行走部件中。减震器附座零件作为典型的偏心轴芯类阶梯状复杂零件，其结构为以轴中心为基准的不完全对称结构，且零件底层偏心轴芯并向轴一侧延伸，底座厚度较小，如图1所示。特种车辆在使用过程中环境恶劣，对减震器附座等类零件的性能要求较高。减震器附座位于特种车辆车身侧部，通过底部焊接至车体，另一面连接减震器，用以承接整车的行动关键部位，若性能较低会影响整车可靠性。

锻造工艺不需要大量的加工，通过锻造工序后的成型制件组织结构密集，不易出现内部缺陷，优化产品性能的同时也可保存完整的金属流线，因此，在产品生产制造时一般优先选择锻造工艺。但对于结构特征为质量分布不均的偏心轴芯类阶梯状零件，若使用普通相应于产品形状的模具对金属坯料进行锻造成型，在锻造过程中，金属坯料受到两端模具挤压时，表面金属会沿模具空腔方向产生塑性变形而进行填充，中间金属会向外流动而产生一系列形状，随着锻锤次数增加该形状会不断变大，其表面温度急剧下降，底部模具所需物料变少，变形阻力增大，导致无法完全填充模具空腔而完成成型。

目前，针对该类产品的普遍工艺路线为：采用相应于产品尺寸的棒料进行下料，后进行机械精加工的方式完成产品成型。下料的原材料多为圆柱形钢棒，而钢锭在其冶炼成型过程中会使钢棒不可避免存在各种缺陷。因此，根据锻造成型工艺以及产品本身特点，分析产品形状、几何尺寸和金属流动规律等因素，分析模具结构以及工艺可行性，采用合理的锻造工艺对钢棒进行成型，可消除原有内部缺陷，最终获得尺寸精度和内部质量均达到要求的锻件，在不投入其它生产设备的情况下增加材料利用率，节约材料以及加工工时，提高锻后产品精度和表面质量，细化材料内部晶粒，改善金相组织，提高力学性能，同时延长使用寿命。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明提出一种偏心轴芯类阶梯状复杂零件模锻成型方法，以解决在不投入其它生产设备情况下实现锻造成型，增加材料利用率，降低工人劳动强度，提高生产效率，获得形状复杂且质量较高产品的技术问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提出一种偏心轴芯类阶梯状复杂零件模锻成型方法，该模锻成型方法包括如下步骤：

S1.使用双锻件结构锻模对坯料进行模锻成型

对锻件进行预成型结构设计，采用两个零件相结合的双零件锻造方式代替单个零件锻造，使用相应于优化后锻件形状的双锻件结构锻模对金属坯料进行锻造成型；双锻件结构锻模包括上模和下模，上模与下模的内部型腔结构与双锻件的外侧流线一致，通过上模与下模的相互配合，完成锻造中对金属坯料的挤压过程，锻造完成后锻件外周形成飞边；

S2.使用冲孔切边模具对挤压成型后的热锻件飞边进行切除

将模锻完成的带有飞边的热锻件放入冲孔切边模具的工作区，通过冲头以及下模口形状相互配合进行冲模；冲模结束后，冲头接触的锻件部分向下运动，打料板阻止飞边部分并使其与锻件分离，从而得到完整的双锻件结构的最终锻件，经过机械精加工方式对最终锻件进行切割加工，得到成型零件。