盲孔矩形花鍵冷擠壓成型方法與流程

本發明屬于金屬擠壓成型模具技術領域，具體的為一種盲孔矩形花鍵冷擠壓成型方法。

背景技術：

擠壓成形是一種無屑成形的先進制造技術，它具有優質、高效、低能耗等優點。矩形內花鍵廣泛應用于汽車、拖拉機、工程機械等機械裝備，在實際生產中需求量很大。現有的矩形內花鍵一般采用插削的方式加工，雖然能夠在一定程度上滿足加工要求，但是存在制作時加工周期長、生產效率低下的缺點，并且破壞了金屬流線結構，從而降低了產品的使用壽命。

技術實現要素：

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種盲孔矩形花鍵冷擠壓成型方法，不僅能夠滿足盲孔花鍵的加工成型要求，而且加工效率高、成型精度好，并能夠完整保留金屬流線結構，提高產品質量和適用壽命。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種盲孔矩形花鍵冷擠壓成型方法，其加工工序為：下料→加熱→墩坯→熱鍛粗成型→正火→拋丸→表面處理→冷擠壓成型；

其中，所述加熱工序中，將坯料加熱至1100℃后，再利用沖床墩坯；

所述表面處理工序中，使用高分子磷化液對坯料進行磷化處理，使坯料表皮軟化及潤滑；

所述冷擠壓工序中，采用冷擠壓成型模具對坯料進行冷擠壓成型。

進一步，所述冷擠壓成型模具包括上模座和下模座，所述上模座包括連接板和上拉頭，所述上拉頭設置在所述連接板面向所述下模座的底面上，所述上模座內設有貫穿所述上拉頭和連接板并與所述上拉頭同軸的上通孔，所述上通孔內設有限位滑塊；所述上拉頭上套裝設有與其滑動配合的滑套，所述滑套與所述限位滑塊之間設有貫穿所述上拉頭的行桿，且所述上拉頭內設有與所述行桿滑動配合并使所述行桿沿著上拉頭的軸線方向移動的滑槽；

所述上通孔內設有位于所述限位滑塊下方的模芯，所述模芯包括位于上端的滑頭和位于下端的花鍵成型凸模，所述滑頭與所述上通孔滑動配合，所述花鍵成型凸模與所述滑頭之間設有外徑大于所述上通孔內徑的限位軸環，且所述限位軸環與所述滑頭之間設有外徑小于所述上通孔內徑的過渡段；

所述上拉頭內環形均布設有位于其徑向方向并可伸入所述上通孔內的卡子，所述卡子設置在所述滑槽的下方，所述滑套內壁上設有與所述卡子配合的讓位槽，且所述卡子與所述上拉頭之間設有用于驅動所述卡子徑向向外移動的彈簧，且所述卡子的徑向長度大于所述上拉頭的徑向厚度并小于等于所述上拉頭徑向厚度與讓位槽深度之和；

所述下模座內設有與所述上通孔同軸的下通孔，所述下通孔內套裝設有產品墊板，所述產品墊板面向所述上模座的頂面上安裝設有下模內套，且所述下模內套上套裝設有用于將其固定壓在所述下模座上的下模壓板，所述下模壓板固定安裝在所述下模座上，所述產品墊板和下模內套之間形成用于放置工件坯料的擠壓腔。

進一步，所述卡子面向所述滑套的一端設有球形端頭，且所述讓位槽的兩側側壁設為傾斜的斜面。

進一步，所述讓位槽的側壁分別與所述讓位槽的槽底和所述滑套的內壁平滑過渡。

進一步，所述卡子上設有擋板，所述上拉頭上環形均布設有與所述擋板對應的彈簧槽，所述彈簧設置在所述彈簧槽與所述擋板之間。

進一步，所述限位滑塊內設有用于鎖定所述行桿位置的鎖緊螺釘。

進一步，所述上拉頭面向所述下模座的底面上設有與所述限位軸環配合的沉孔。

進一步，所述產品墊板包括與所述下模座限位配合的連接法蘭和套裝在所述下通孔內的襯套，且所述產品墊板通過所述連接法蘭固定安裝在所述下模座上。

進一步，所述熱鍛粗成型工序中，采用摩擦壓力機或電動螺旋壓力機對坯料進行熱鍛粗成型；所述正火工序中，采用連續網帶多用爐對坯料進行正火處理；所述拋丸工序中，采用拋丸機對坯料進行拋丸，去除熱鍛粗成型工序和正火工序中在坯料表面產生的表面氧化皮。

進一步，所述冷擠壓成型，將所述冷擠壓成型模具安裝在四柱液壓機上對坯料進行冷擠壓成型，且冷擠壓的壓力小于等于20MP。

本發明的有益效果在于：

本發明的盲孔矩形花鍵冷擠壓成型方法，先將盲孔矩形花鍵坯料進行熱鍛粗成形，再進行預前熱處理（等溫正火）和表面處理（磷化）；常溫下進行冷擠壓成形；其利用金屬材料的塑性特性，先將材料進行熱鍛、以達到所需的粗坯狀態，再將粗坯進行正火（退火）、拋丸以滿足產品的芯部要求和表面脫碳、達到產品所需的金相組織；并對產品進行面表處理（磷化），以減少產品在擠壓時的摩擦力后、即可在常溫下對產品盲孔花鍵部位進行成形墩粗擠壓、以達到產品所需的尺寸、精度，如此，采用本發明的工藝流程能夠滿足矩形花鍵冷擠壓成型的技術目的。

冷擠壓工序中，采用冷擠壓成型模具，使用時，將待擠壓形成的工件坯料放置在擠壓腔內，驅動上模座向下移動，模芯與工件坯料接觸實現對工件坯料的擠壓成型，其過程如下：模芯受到工件坯料向上的反作用力向上滑動，并由限位滑塊限位，此時模芯的過渡段正對卡子；上模座繼續向下冷擠壓工件坯料，當滑套與下模內套接觸時，滑套受到向上的作用力，驅動滑套和限位滑塊相對于上模座向上移動，進而驅動卡子伸入上通孔內，直至限位軸環與上拉頭接觸時，冷擠壓成型完成；脫模時，驅動上模座向上移動，模芯受到工件坯料施加的向下的作用力，但此時卡子伸入上通孔內，模芯的滑頭與卡子限位配合克服向下的力驅動模芯向上移動，進而可方便地將模芯從工件坯料內取出，而后利用設置在下模座下方的頂桿通過下通孔將工件坯料從擠壓腔內頂出，實現脫模的技術目的；綜上可知，采用該冷擠壓成型模具，不僅能夠滿足盲孔花鍵的加工成型要求，而且加工效率高、成型精度好，并能夠完整保留金屬流線結構，提高產品質量和適用壽命。

附圖說明

為了使本發明的目的、技術方案和有益效果更加清楚，本發明提供如下附圖進行說明：

圖1為本發明盲孔矩形花鍵冷擠壓成型方法實施例中采用的冷擠壓成型模具的結構示意圖；

圖2為上模的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明，以使本領域的技術人員可以更好的理解本發明并能予以實施，但所舉實施例不作為對本發明的限定。

本實施例的盲孔矩形花鍵冷擠壓成型方法，其加工工序為：下料→加熱→墩坯→熱鍛粗成型→正火→拋丸→表面處理→冷擠壓成型；

其中，加熱工序中，將坯料加熱至1100℃后，使坯料減小變形抗力及防止過熱過燒，再利用沖床墩坯；

熱鍛粗成型工序中，采用摩擦壓力機或電動螺旋壓力機對坯料進行熱鍛粗成型，使坯料達到所需的粗坯狀態；

正火工序中，采用連續網帶多用爐對坯料進行正火處理，使其去除坯料的內應力，降低材料的硬度，提高塑性；

拋丸工序中，采用拋丸機對坯料進行拋丸，去除熱鍛粗成型工序和正火工序中在坯料表面產生的表面氧化皮；

表面處理工序中，使用高分子磷化液對坯料進行磷化處理，使坯料表皮軟化及潤滑；

冷擠壓工序中，采用冷擠壓成型模具對坯料進行冷擠壓成型。

具體的，本實施例采用的冷擠壓成型模具，包括上模座1和下模座16，上模座1包括連接板2和上拉頭3，上拉頭3設置在連接板2面向下模座16的底面上，上模座1內設有貫穿上拉頭3和連接板2并與上拉頭3同軸的上通孔4，上通孔4內設有限位滑塊5。上拉頭3上套裝設有與其滑動配合的滑套6，滑套6與限位滑塊5之間設有貫穿上拉頭3的行桿7，且上拉頭3內設有與行桿7滑動配合并使行桿7沿著上拉頭3的軸線方向移動的滑槽8，如此，轄內滑塊5、滑套6和行桿7可一起作為整體沿著上拉頭3的軸線移動。

上通孔4內設有位于限位滑塊5下方的模芯，模芯包括位于上端的滑頭9和位于下端的花鍵成型凸模10，滑頭9與上通孔4滑動配合，花鍵成型凸模10與滑頭9之間設有外徑大于上通孔4內徑的限位軸環11，且限位軸環11與滑頭9之間設有外徑小于上通孔4內徑的過渡段12。

上拉頭3內環形均布設有位于其徑向方向并可伸入上通孔4內的卡子13，卡子13設置在滑槽8的下方，滑套6內壁上設有與卡子13配合的讓位槽14，且卡子13與上拉頭3之間設有用于驅動卡子13徑向向外移動的彈簧15，且卡子13的徑向長度大于上拉頭3的徑向厚度并小于等于上拉頭3徑向厚度與讓位槽14深度之和，即當卡子13脫離讓位槽14后，可伸入上通孔4內。

下模座16內設有與上通孔4同軸的下通孔17，下通孔17內套裝設有產品墊板18，產品墊板18面向上模座1的頂面上安裝設有下模內套19，且下模內套19上套裝設有用于將其固定壓在下模座16上的下模壓板20，下模壓板20固定安裝在下模座16上，產品墊板18和下模內套19之間形成用于放置工件坯料21的擠壓腔。

進一步，本實施例的卡子13面向滑套6的一端設有球形端頭13a，且讓位槽14的兩側側壁設為傾斜的斜面，本實施例的讓位槽14的側壁分別與讓位槽14的槽底和滑套6的內壁平滑過渡，便于驅動卡子13沿著上拉頭13徑向方向滑動。

進一步，卡子13上設有擋板22，上拉頭13上環形均布設有與擋板22對應的彈簧槽23，彈簧15設置在彈簧槽23與擋板22之間，可對卡子13施加均勻的彈力，防止卡子13與上拉頭3之間發生卡澀。

進一步，本實施例的限位滑塊5內設有用于鎖定行桿7位置的鎖緊螺釘；上拉頭3面向下模座16的底面上設有與限位軸環11配合的沉孔24。

進一步，產品墊板18包括與下模座16限位配合的連接法蘭和套裝在下通孔內的襯套，且產品墊板通過連接法蘭固定安裝在下模座上。

通過采用擠壓成型模具，使用時，將待擠壓形成的工件坯料放置在擠壓腔內，驅動上模座向下移動，模芯與工件坯料接觸實現對工件坯料的擠壓成型，其過程如下：模芯受到工件坯料向上的反作用力向上滑動，并由限位滑塊限位，此時模芯的過渡段正對卡子；上模座繼續向下冷擠壓工件坯料，當滑套與下模內套接觸時，滑套受到向上的作用力，驅動滑套和限位滑塊相對于上模座向上移動，進而驅動卡子伸入上通孔內，直至限位軸環與上拉頭接觸時，冷擠壓成型完成；脫模時，驅動上模座向上移動，模芯受到工件坯料施加的向下的作用力，但此時卡子伸入上通孔內，模芯的滑頭與卡子限位配合克服向下的力驅動模芯向上移動，進而可方便地將模芯從工件坯料內取出，而后利用設置在下模座下方的頂桿通過下通孔將工件坯料從擠壓腔內頂出，實現脫模的技術目的。綜上可知，采用該擠壓成型模具不僅能夠滿足盲孔花鍵的加工成型要求，而且加工效率高、成型精度好，并能夠完整保留金屬流線結構，提高產品質量和適用壽命。

本實施例的盲孔矩形花鍵冷擠壓成型方法，先將盲孔矩形花鍵坯料進行熱鍛粗成形，再進行預前熱處理（等溫正火）和表面處理（磷化）；常溫下進行冷擠壓成形；其利用金屬材料的塑性特性，先將材料進行熱鍛、以達到所需的粗坯狀態，再將粗坯進行正火（退火）、拋丸以滿足產品的芯部要求和表面脫碳、達到產品所需的金相組織；并對產品進行面表處理（磷化），以減少產品在擠壓時的摩擦力后、即可在常溫下對產品盲孔花鍵部位進行成形墩粗擠壓、以達到產品所需的尺寸、精度，如此，采用本實施例的工藝流程能夠滿足矩形花鍵冷擠壓成型的技術目的。

以上所述實施例僅是為充分說明本發明而所舉的較佳的實施例，本發明的保護范圍不限于此。本技術領域的技術人員在本發明基礎上所作的等同替代或變換，均在本發明的保護范圍之內。本發明的保護范圍以權利要求書為準。