[发明专利]深孔输入轴的温冷复合锻造成形方法

说明书

一种深孔输入轴的温冷复合锻造成形方法，通过模具对坯料进行温锻制坯，得到包含过渡段的温锻件，再对温锻件的大端和小端进行冷挤压深孔得到最终锻件；温锻制坯包括以下工序：顺序下料、抛丸、加热、两次缩颈成形、墩粗、反挤内孔和整形；冷挤压深孔包括以下工序：顺序退火、抛丸、磷皂化、反挤小端深孔和墩挤大端深孔。本发明设计合理，结合了温锻和冷锻的工艺优点，各工序成形载荷低，模具受力小，从而延长模具使用寿命；并且产品尺寸满足技术要求，质量稳定，冲头寿命高，后续钻孔余量少，提高材料利用率。

技术领域

本发明涉及的是一种锻造成形领域的技术，具体是一种深孔输入轴的温冷复合锻造成形方法。

背景技术

输入轴是汽车变速器内的一种空心轴类零件，作为变速器内的关键零部件之一用来传递扭矩和动力。目前对于输入轴传统的加工方法是采用温锻或者冷挤压制坯获得实心锻件，然后由后续钻孔等机加工获得最终的空心输入轴零件。其中，采用温锻制坯的方式在反挤深孔时，冲头模具磨损严重，寿命极低。而采用冷挤压制坯的方式材料流动性能差，变形抗力大，墩粗工位的成形载荷过大，模具受力大，容易形成开裂等。另外，目前对于输入轴锻坯后续的钻孔余量大，材料利用率低，材料浪费严重。

发明内容

本发明针对现有工艺得到的输入轴温锻件后续内孔的机加工余量大、刀具寿命短、材料利用率低等缺陷，提出一种深孔输入轴的温冷复合锻造成形方法，结合了温锻和冷挤压工艺的优势，通过制定合理的成形工艺，能够在较低成形载荷条件下，生产出两端带有深孔的输入轴锻件，减少后续钻孔余量，提高材料利用率。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明通过模具对坯料进行温锻制坯，得到包含过渡段的温锻件，再对温锻件的大端和小端进行冷挤压深孔得到最终锻件。

所述的温锻制坯包括：下料、抛丸、加热、两次缩颈成形、墩粗、反挤内孔和整形。

所述的冷挤压深孔包括：退火、抛丸、磷皂化、反挤小端深孔和墩挤大端深孔。

本发明涉及一种基于上述方法制备得到的输入轴温锻件，由上而下依次包括：法兰、过渡段、大端和小端，其中：法兰内设有内孔，用于降低后续冷挤压深孔时的成形载荷和模具受力的过渡段和大端内设有大端深孔，小端内设有小端深孔，内孔与大端深孔相连通。

所述的过渡段的上端面直径与下端面直径的差不超过4～7mm，且该上端面在输入轴温锻件的相对位置在整个温冷复合锻造成形工艺过程中保持不变。

所述的过渡段与法兰的下端面的距离为8～15mm。

所述的过渡段的锥角角度为10°～20°。

本发明涉及一种实现上述方法的深孔输入轴的温冷复合锻造成形装置，包括：上模部分和下模部分，其中：上模部分包括上冲头和套接于其外部的悬挂式上冲头外圈，下模部分包括带有弹性件的下模型腔和设置于其内部的下冲头。

所述的上冲头外圈通过连杆悬挂在上冲头外侧，能够有效保证墩挤大端深孔时法兰不会出现变形，上冲头外圈施加到法兰的压力为5～8MPa。

技术效果

与现有技术相比，本发明采用的温冷复合锻造成形工艺一方面可以在较低的成形载荷条件下直接生产出带有深孔的输入轴锻件，降低了后续钻孔的加工余量，材料利用率达到96％，高于现有技术89％的材料利用率；另一方面通过制定合理的成形工艺，降低了各工位模具受力，尤其是反挤深孔工位的冲头受力由原先的2500MPa降低到1850MPa，提高了模具使用寿命，降低生产成本。

附图说明

图1为本发明温锻制坯流程示意图；

图中：(a)为下料，(b)为两次缩颈成形，(c)为墩粗，(d)为反挤内孔，(e)为整形；