[发明专利]能简易取出心轴的冷锻用模心装置及其使用方法

说明书

本发明涉及金属锻造加工技术领域锻制中空锻件时所使用的模心装置及其使用方法，特别是指一种冷锻用模心装置及其使用方法。

锻造技术在现今的金属加工领域已充分被业者所采用，其效果能使受锻物本身的强度提高，通常被使用在需求耐磨耗、抗压、抗剪…等场合的工件进行锻制加工。依坊间现行锻造加工的方式，是可区分为：旋锻挤压(ROTARYSWAGER)、定位主轴式的挤锻(STATIONARY-SPINDLE SWAGER)、晃动主轴式的挤锻(CREEPING-SPINDLE SWAGER)、交互式挤锻(ALTERNATE-BLOW SWAGER)、或钢模封闭式挤锻(DIECLOSETNG SWAGER)…等等技术；运用此等挤锻技术，是可针对实心锻件1(如图1)以及具有管孔的中空锻件10(如图2)施行加工；然而众所周知，具有管孔形态的锻件，在运用上述挤锻技术前，是必须检视该管孔是否易于穿设模心！以及该模心能否在锻压后仍然能自成型孔壁中被取出！此二要点通常限制了一些具有较特殊型体(异型)的轴孔形工件，因而产生了一直难于使用锻造手段以增强其强度的困扰。

因此，现以锻制自行车车轮上所使用的轮鼓作说明：

如图1所示者，是采用上述已知的锻造技术冷锻实心锻件1的实施方式，其必须采用渐进式的锻塑程序，以便让实心锻件1上逐渐锻塑成型出车轮鼓的弧曲外壁11及两侧环体12形状，并成型为实心车轮鼓13，随后再将环体12上钻出所必须的勾孔14，且须再利用车刀15加工轮鼓内部形成孔壁161的形体，进而完成将实心锻件1成型为中空车轮鼓16成品的已知加工法；惟知此款先行锻塑后再行车制加工的方式，实过于耗费实心锻件1的物料成本，同时亦增加了尚需车制钻孔的制程，因此将突显所需物料及加工成本过高的困扰；况且在已加工成型的中空车轮鼓16的局部具有较大锻形裕度的管壁上(如图3)，以金相仪观察其纤维流相17，得知因其车制孔壁16的影响，已使其部份纤维流相17遭受到车制截断的迫害，此迫害已促使经锻塑后的晶粒间产生应力分散不均的情形，因此造成孔壁16间的强度较无法达到理想的抗压需求，此亦是为其一项缺失；

其次，目前锻制具有孔壁的上述车轮鼓16的加工方式中，亦有采用管形的中空锻件10作为基料(如图2所示)，通常在锻制此款管形中空锻件10时，是采用上述已知的旋锻挤压(ROTARY SWAGER)方式进行加工，且因于本实施方式中所需锻制的车轮鼓具有难于推拔的弧曲孔壁104(即异型孔壁)，因此在对中空锻件10施行旋锻时，是无法于坯孔101内摆置模心，因此，只能采用较小的锻压对该中空锻件10进行渐进式的旋锻挤压加工，促使中空锻件10逐渐的被旋锻成型出车轮鼓的弧曲外壁102、弧曲孔壁104以及两侧环体103形状，并成型为中空车轮鼓106，随后再将环体103上钻出所必须的勾孔105，进而完成将中空锻件10成型为中空车轮鼓106成品的已加加工法；然又知，此款旋锻中空锻件10的加工方式，虽未如前述实心锻件1尚需藉助车制加工制程以去除内部孔壁间的物料的突增制程与耗费物料成本的现象，但却因未具模心的中空锻件10在经旋锻挤压时，其所能承受的旋锻压力较小，因此仅适合具有较薄的管壁的待锻工件使用，将无法实施于需求较高抗压强度的成型锻件上被采用，此为其一项未尽理想的受限条件；况且经此旋锻中空锻件10所制成的成型中空车轮鼓106，在其局部具有较大锻形裕度的管壁上(如图4)以金相仪观察其纤维流相107，得知因孔壁104内未具模心可抵抗锻压的影响，已使其纤维流相107产生锐角的非牢固性的贴挤现象，因此其晶粒组织间的应力集中处所非常脆弱，且成为整体成型的中空车轮鼓106于承受外力时的最易断裂处所，此是为其最大的缺陷所在。

基于上述需求锻制具有高强度的中空成型物件，在列举目前所施行的方法中，皆已证实难以获得高强度品质的塑型效果，且是为已存在多时的一大锻造技术盲点；因此在本发明中所阐述的一种「简易取出心轴的冷锻用模心装置及其使用方法」，即是能够克服前述已知锻制技术中所难于实施的问题点；因此，

本发明的主要目的为：提供一种供给冷锻时作为抵抗锻压承持孔壁用途的模心装置，促使在锻制加工后能自成型孔壁中简易的取出该模心装置，且该模心装置无须经过成型为模孔形态的塑制模心制程步骤，即可在需求行距处能填塞最大孔径前题下，抵抗锻压并承持内孔壁面，达到模组通用化的简便效能。

本发明的另一目的为：提供一种使用该模心装置的方法，其是在成型孔壁内取出模心装置的同时，藉由轴心方向的抽拉作用力，能使螺旋形簧件缩减其各环节径，进而使得采用此款螺旋形簧件所构成的模心装置，能够在难于推拔的成型模孔内轻易的被取出。