一種長軸型半軸齒輪的鍛造加工工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及機械制造業的精密鍛造技術領域，具體涉及一種長軸型半軸齒輪的鍛造加工工藝。
【背景技術】
[0002]汽車差速器是一個差速傳動機構，用來保證各驅動輪在各種運動條件下的動力傳遞，避免輪胎與地面間打滑。半軸齒輪的外形是由錐齒輪和臺階式圓柱體組成，作為汽車差速器的重要零件，需求量大且精度要求高。
[0003]汽車差速器半軸齒輪的精密鍛造，常采用的鍛造工序依次為壞料加熱、預鍛、切邊、去除氧化皮、終鍛的鍛造工藝。該鍛造工藝利用模具得到齒形和長軸已經成型的半成品，鍛造后再經鉆孔、端面和軸頸硬車加工等工序得到最終產品。
[0004]鍛造時為使精鍛時鍛件能定位，采用齒形模在下而凹模放置在上的模具。首先，由于長半軸的凹模型腔很深，內部容易積壓空氣，影響長軸部分小端的成形，工件質量得不到保證；其次，為了順利脫模，勢必要增加凹模的拔模斜度，一般是8?10度，增加用料和后續機加工難度；再有，鍛件很容易粘在凹模內，當將其敲擊下來時，很容易撞擊到齒形模或地面上形成不可逆碰傷，產生殘次品，影響鍛造速度和質量；最后，預鍛和終鍛工序使用不同的模具，影響鍛造的工件精度。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種長軸型半軸齒輪的鍛造加工工藝，該工藝有效提高材料利用率，增加經濟效益，提高鍛造加工質量。
[0006]為實現上述發明目的，本發明所采用的技術方案是:一種長軸型半軸齒輪的鍛造加工工藝，包括以下步驟:
[0007](1)預熱:預熱模具型腔，預熱溫度為300?350°C ；
[0008](2)加熱:壞料加熱，加熱溫度為950?1000°C，加熱節拍為24?28秒一件；
[0009](3)預鍛:采用的模具為組合模具，包括組合上模和組合下模；所述組合下模包括凹模和頂料組件；所述凹模型腔的拔模斜度為2?3度；所述組合上模包括齒形模；所述組合上模和組合下模對應位置上設置導向組件；所述凹模上設置一個或多個定位凹部；
[0010](4)去除氧化皮；
[0011](5)終鍛:與預鍛工序使用同一模具，利用凹模上的定位凹部，將預鍛件放入模具中進行鍛造。
[0012]優選的:所述定位凹部為定位槽，所述定位槽上寬下窄。
[0013]優選的:所述定位槽位于凹模外側的槽寬大于內側槽寬。
[0014]優選的:所述定位凹部包括第一定位凹部和第二定位凹部；所述第一定位凹部和第二定位凹部均設置在凹模與工件接觸的邊緣上，所述第一定位凹部和第二定位凹部相隔1/5?1/3弧長。
[0015]優選的:所述預鍛的壞料長徑比小于2，預鍛成型80%。
[0016]優選的:所述去除氧化皮的具體操作為:取出預鍛件，采用帶不銹鋼鋼絲刷的打磨機對預鍛件表面氧化皮進行清除；同時，空氣槍將模具型腔內氧化皮吹走。
[0017]優選的:所述導向組件包括設置在所述組合上模上的導柱，以及設置在組合下模上的導柱孔。
[0018]優選的:所述組合下模包括與凹模相匹配的凹模應力圈；所述組合上模包括與齒形模相匹配的齒形模應力圈；所述導向組件設置在凹模應力圈和齒形模應力圈上。
[0019]優選的:所述頂料組件包括在所述凹模型腔下部設置的鑲塊，以及鑲塊內設置的頂桿。
[0020]優選的:所述終鍛完成后，將工件埋沙處理。
[0021]本發明具有以下有益效果:鍛造工藝省去切邊工序，提高鍛造效率，降低生產成本。所用模具的凹模型腔拔模斜度為2?3度，減少用料，提高材料利用率，增加經濟效益。并且凹模在下，能減少鍛件齒面碰傷，提高鍛造加工質量，有利于后續機加工。在凹模上設置定位凹部，能很好的保證二次定位，這樣預鍛和終鍛工序能使用同一模具，進一步提高鍛造的工件精度。
【附圖說明】
[0022]圖1為模具的結構示意圖；
[0023]圖2為圖1的A-A視圖；
[0024]圖3為圖2的B-B截面圖；
[0025]圖4為本發明優選的實施方式的組合下模的俯視圖；
[0026]圖5為本發明另一種優選的實施方式的組合下模的俯視圖。
【具體實施方式】
[0027]實施例一
[0028]模具的設計及制作安裝
[0029]如圖1、2所示，一種長軸型半軸齒輪的鍛造加工模具，該模具為組合模具，包括組合上模和組合下模；所述組合下模包括凹模6和頂料組件；所述組合上模包括齒形模1。利用頂料組件頂出工件9，因此所述凹模6型腔的拔模斜度8為2?3度，頂出小段距離，即可取出工件9。有效減少用料，提高材料利用率，增加經濟效益。并且凹模6在下，能減少工件9齒面碰傷，提高鍛造加工質量，有利于后續機加工。所述組合上模和組合下模對應位置上設置導向組件。保證了上、下模具準確定位，保證模具精密度。
[0030]預鍛和終鍛工序中使用不同模具時，模具之間的差別以及工件9放入模具位置的偏差，都會影響工件9精度。因此所述凹模6上設置一個或多個定位凹部。由于凹膜6上設置定位凹部，預鍛后工件9形成與定位凹部形狀一致的凸起。將經過預鍛工序的預鍛件齒面向上，定位凸起與定位凹部對齊放入凹模6，能很好的保證二次定位，預鍛和終鍛使用同一模具。這樣保證終鍛位置與預鍛位置一致，提高鍛造的工件9精度。
[0031]如圖2所示，所述定位凹部為定位槽11，預鍛后預鍛件上形成與定位槽11形狀一致的凸臺。所述定位槽11可以是上下尺寸一致，即橫截面為矩形。優選的，所述定位槽11上寬下窄，即橫截面可以為如圖3中所示的倒置的等腰梯形，更便于終鍛時定位凸臺與定位槽11并放置。優選的，如圖4所示，所述定位槽11位于凹模6外側的槽寬大于內側槽寬；也就是所述定位槽11工件9內端處較窄，工件9外端處較寬，即為圖中左邊較窄右邊較寬的形狀；避免凸臺放入定位槽11時的偏差，提高定位的準確度。當然，定位槽11的橫截面并不局限于矩形和梯形，也可以是圓形、半圓形或者橢圓形等。
[0032]更好的是，可以設置多個定位凹部，保證定位的準確度。如圖5所示，所述定位凹部包括第一定位凹部1廣和第二定位凹部11"。所述第一定位凹部1廣和第二定位凹部11"可以是矩形、梯形等，優選的是為圖中所示的半圓形。所述第一定位凹部1廣和第二定位凹部11〃均設置在凹模6與工件9接觸的邊緣上。預鍛后，預鍛件的邊緣處形成兩個半圓形的凸起，利用這兩個凸起實現定位。所述第一定位凹部1廣和第二定位凹部11〃相隔1/5?1/3弧長，即所述第一定位凹部1P和第二定位凹部11〃可以挨的較近，也可以相隔較遠。優選的，所述第一定位凹部和第二定位凹部11〃之間相隔1/4弧長。即預鍛件上形成的兩個凸起與中心連線形成九十度的夾角。這樣設置兩個定位凹部，終鍛時定位更為準確。
[0033]所述導向組件可以是鎖扣導向，加工時將鎖扣設置在組合上模和組合下模的接觸面上。并且通常將鎖扣的凸起部分設置在組合下模，并在組合上模相應位置上設置鎖扣的下凹部分。通過鎖扣進行定位并鎖緊，組合上模和組合下模之間緊密度高，且加工較為方便。也可以如圖1、2所示的導柱3導向。所述導向組件包括設置在所述組合上模上的導柱3，以及設置在組合下模上的導柱孔10。采用導柱3導向，導向行程長，導向準確度高。且在組合上模與壞料以及組合下模接觸之前已完成導向，避免接觸后進行模具位置調整，減少模具的磨損。
[0034]更好的是，所述組合下模包括與凹模6相匹配的凹模應力圈7 ;所述組合上模包括與齒形模1相匹配的齒形模應力圈2。通過在凹模6和齒形模1外設置凹模應力圈7和齒形模應力圈2，增強組合下模和組合上模在鍛造時的承載能力，提高模具強度。并且很好的保護凹模6和齒形模1，應力圈會先行出現損壞，對其進行更換即可，降低成本。
[0035]導向組件可以直接設置在凹模6和齒形模1上，定位準確度較高。優選的是，所述導向組件設置在凹模應力圈7和齒