專利名稱：一種冷鍛方法及冷擠模具的制作方法
一種冷鍛方法及冷擠模具
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬精密鍛造領(lǐng)域，特別涉及一種冷鍛方法及冷擠模具。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，經(jīng)常采用冷鍛反擠壓工藝鍛造具有內(nèi)孔的零件，該工藝具有加工效率高，材料損耗低等優(yōu)點(diǎn)。請(qǐng)參考圖I所示，其為采用現(xiàn)有冷鍛反擠壓工藝得到的零件剖面圖。該零件為具有內(nèi)孔的筒形圓柱體。其外圓直徑為D，內(nèi)孔直徑為d，桶底厚度為b，側(cè)壁厚度為t，口部缺陷為C。由于原材料的性能(比如屈服點(diǎn)強(qiáng)度，抗拉強(qiáng)度，伸長(zhǎng)率等)以及反擠壓模具強(qiáng)度的限制，因此，對(duì)適用反擠壓工藝鍛造該類零件的尺寸也有相應(yīng)的要求。具體的，合理的尺寸要求是底厚b彡O. 8t，變形量ε =d2/D2的要求范圍是15% 80%，同時(shí)口 部缺陷c ^ O. 3t。對(duì)于不符合此要求的具有內(nèi)孔的零件一般采用其他效率偏低的切削加工類方法制得。但是，采用切削加工類方法制造具有內(nèi)孔的零件使得材料消耗多、加工效率低，從而增加了產(chǎn)品成本。因此，有必要提出一種改進(jìn)的技術(shù)方案來(lái)解決上述問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的之一在于提供一種冷鍛方法，其可以鍛造多種尺寸的具有內(nèi)孔的零件，并且可以提高生產(chǎn)效率、保證產(chǎn)品精度。本發(fā)明的目的之二在于提供一種冷擠模具，其可以鍛造多種尺寸的具有內(nèi)孔的零件，并且可以提高生產(chǎn)效率、保證產(chǎn)品精度。為了解決上述問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種冷鍛方法，其包括冷擠和成形，所述冷擠為通過(guò)冷擠模具對(duì)坯料進(jìn)行擠壓形成鍛坯，所述鍛坯包括具有內(nèi)孔的筒形柱體和與筒形柱體底部相連的分流體；所述成形為去除鍛坯中的多余材料以得到具有內(nèi)孔的零件。進(jìn)一步的，在所述成形工序中采用切削方式切除掉所述鍛坯的分流體以得到具有盲孔的柱體零件。進(jìn)一步的，在所述成形工序中采用沖裁方式將所述鍛坯中的筒形柱體的內(nèi)孔對(duì)應(yīng)的部分去除以得到具有通孔的柱體零件。進(jìn)一步的，所述冷擠模具包括上沖頭，形成有入料腔和分流腔的下模，所述上沖頭的外部形狀與零件的內(nèi)孔相一致；所述入料腔用于容納坯料，其形狀與坯料的外形一致；所述分流腔設(shè)置于所述入料腔的底部，并通過(guò)分流腔上的分流口與入料腔的底部相通，所述分流腔與所述入料腔為同軸空腔。進(jìn)一步的，所述分流腔為圓柱體，其分流腔直徑小于零件的內(nèi)孔直徑。更進(jìn)一步的，所述零件的內(nèi)孔直徑為I. 05倍的分流腔直徑。再進(jìn)一步的，所述冷擠工序包括將所述坯料放入下模中的入料腔內(nèi)；上沖頭向下運(yùn)動(dòng)；當(dāng)上沖頭完全貼合坯料時(shí)，坯料受力增加，坯料中位于內(nèi)孔的材料通過(guò)入料腔底部的分流腔進(jìn)行分流；當(dāng)上沖頭下行至最低位時(shí)，所述冷擠工序完成，形成具有內(nèi)孔的筒形柱體和與筒形柱體底部相連的分流體的鍛坯。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提出一種冷擠模具，其包括上沖頭，形成有入料腔和分流腔的下模，所述上沖頭的外部形狀與零件的內(nèi)孔相一致；所述入料腔用于容納坯料，其形狀與坯料的外形一致；所述分流腔設(shè)置于所述入料腔的底部，并通過(guò)分流腔上的分流口與入料腔的底部相通，所述分流腔與所述入料腔為同軸空腔。進(jìn)一步的，所述分流腔為圓柱體，所述零件的內(nèi)孔直徑為I. 05倍的分流腔直徑。更進(jìn)一步的，所述冷擠成形內(nèi)腔工序包括將所述圓坯料放入下模中的入料腔內(nèi)；上沖頭向下運(yùn)動(dòng)；當(dāng)上沖頭完全貼合坯料時(shí)，坯料受力增加，坯料中位于內(nèi)孔的材料通過(guò)入料腔底部的分流腔進(jìn)行分流；當(dāng)上沖頭下行至最低位時(shí)，所述冷擠工序完成，形成具有內(nèi)孔的筒形柱體和與筒形柱體底部相連的分流體的鍛坯。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的冷鍛方法包括冷擠工序和成形工序，其中，在冷擠工序中，使放于冷擠模具入料腔中的坯料的位于零件內(nèi)孔的材料通過(guò)分流腔進(jìn)行分流，從而形成具有內(nèi)孔的筒形柱體和與筒形柱體底部相連的分流體的鍛坯；然后將鍛坯中的多余材料去除，從而得到具有內(nèi)孔的產(chǎn)品零件。由于采用分流腔進(jìn)行分流，使得不適合采用冷鍛反擠的零件也可以采用本發(fā)明中的方法進(jìn)行加工，這樣，不僅可以提高生產(chǎn)效率，而且可以保證廣品精度。

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。其中圖I為采用現(xiàn)有冷鍛反擠壓工藝得到的零件剖面圖；圖2為本發(fā)明鍛造具有內(nèi)孔的鍛件的冷鍛方法在一個(gè)實(shí)施例中的工藝流程圖；圖3 (a)為冷擠工序得到的廣品形狀；圖3 (b)為采用切削方式切除掉圖3 (a)中所述鍛坯的分流體以得到具有盲孔的柱體零件；圖3 (C)為采用沖裁方式將圖3 (a)中所述鍛坯中的筒形柱體的內(nèi)孔對(duì)應(yīng)的部分去除以得到具有通孔的柱體零件；和圖4為本發(fā)明在一個(gè)實(shí)施例中的產(chǎn)品形狀變化過(guò)程圖。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。此處所稱的“一個(gè)實(shí)施例”或“實(shí)施例”是指可包含于本發(fā)明至少一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性。在本說(shuō)明書(shū)中不同地方出現(xiàn)的“在一個(gè)實(shí)施例中”并非均指同一個(gè)實(shí)施例，也不是單獨(dú)的或選擇性的與其他實(shí)施例互相排斥的實(shí)施例。本發(fā)明的冷鍛方法包括冷擠工序和成形工序，其中，在冷擠工序中，將放于冷擠模具入料腔中的坯料的位于零件內(nèi)孔的材料通過(guò)分流腔進(jìn)行分流，從而形成具有內(nèi)孔的筒形柱體和與筒形柱體底部相連的分流體的鍛坯；然后將鍛坯中的多余材料去除，從而得到具有內(nèi)孔的零件。這樣，不僅可以提高生產(chǎn)效率，而且可以保證產(chǎn)品精度。請(qǐng)參考圖2所示，其為本發(fā)明鍛造具有內(nèi)孔的鍛件的冷鍛方法在一個(gè)實(shí)施例中的工藝流程圖。請(qǐng)參考圖3所示，其為本發(fā)明在一個(gè)實(shí)施例中的產(chǎn)品形狀變化過(guò)程圖。以下結(jié)合圖3具體介紹圖2所示工藝流程。所述工藝流程包括如下步驟。步驟210、冷擠。所述冷擠為通過(guò)冷擠模具對(duì)坯料進(jìn)行擠壓形成鍛坯，所述鍛坯包括具有內(nèi)孔的筒形柱體和與筒形柱體底部相連的分流體；請(qǐng)參考圖4所示，其為利用本發(fā)明中的冷擠模具進(jìn)行冷擠工序的產(chǎn)品成形過(guò)程 圖。圖中的冷擠模具包括上沖頭410，形成有入料腔422和分流腔424的下模420。所述上沖頭410的外部形狀與零件(或者稱為鍛件)的內(nèi)孔相一致。在本實(shí)施例中，上沖頭410為圓柱體，其外圓直徑為dl (即零件的內(nèi)孔為圓柱體，內(nèi)孔直徑為dl)。所述入料腔422用于容納坯料430，其形狀與坯料430的外形一致。在本實(shí)施例中，所述入料腔422的形狀為圓柱體，其腔內(nèi)直徑為D(即坯料的形狀為圓柱體，其外圓直徑為D)，并且D > dl。所述分流腔424設(shè)置于所述入料腔422的底部，并通過(guò)分流腔424上的分流口與入料腔的底部相通，所述分流腔與所述入料腔為同軸空腔。在本實(shí)施例中，所述分流腔424為圓柱體，其分流腔的腔內(nèi)直徑為d2，且分流腔的腔內(nèi)直徑d2小于零件的內(nèi)孔直徑dl。優(yōu)選的，dl ^ I. 05d2。接下來(lái)詳細(xì)介紹利用冷擠模具進(jìn)行冷擠的過(guò)程。將所述坯料430放入下模中的入料腔422內(nèi)；上沖頭410向下運(yùn)動(dòng)；當(dāng)上沖頭410完全貼合坯料430時(shí)，坯料受力增加，由于上沖頭410尺寸小于所述坯料430的外圓尺寸，在所述坯料430受力增大的情況下，所述上沖頭410擠壓坯料中位于零件內(nèi)孔的材料，坯料中位于內(nèi)孔的材料通過(guò)入料腔底部的分流腔進(jìn)行分流；當(dāng)上沖頭410下行至最低位時(shí)，所述冷擠工序完成，形成具有內(nèi)孔的筒形柱體和與筒形柱體底部相連的分流體的鍛坯。圖3 Ca)為冷擠工序得到的產(chǎn)品形狀，其包括具有內(nèi)孔的筒形圓柱體和與筒形圓柱體底部相連的柱狀分流體的鍛坯。其中，鍛坯中具有內(nèi)孔的筒形圓柱體部分的外圓直徑為D，內(nèi)孔直徑為dl，桶底厚度為bl，側(cè)壁厚度為tl，口部缺陷為Cl ;鍛坯中的柱狀分流體的外圓直徑為d2,并且d2略小于dl, dl ^ I. 05d2。由于冷擠模具分流腔的內(nèi)腔直徑d2略小于零件的內(nèi)孔直徑dl。優(yōu)選的，dl ^ I. 05d2。，因此，在冷擠壓過(guò)程中，可以使放于入料腔522中的坯料的位于零件內(nèi)孔的材料整體平移至分流腔430內(nèi)，由于分流腔的內(nèi)腔直徑d2比零件的內(nèi)孔直徑dl小，使產(chǎn)品材料向分流腔430擠壓時(shí)產(chǎn)生壓應(yīng)力，使鍛坯的內(nèi)孔成形時(shí)無(wú)材料撕裂缺陷。另外由于坯料中位于零件內(nèi)孔的材料是平移至分流腔，可以使鍛坯不會(huì)產(chǎn)生口部Cl的塌角缺陷。步驟220、成形。去除鍛坯中的多余材料，從而得到具有內(nèi)孔的零件。
3 (b)為在所述成形工序中采用切削方式切除掉圖3 Ca)中所述鍛坯的分流體以得到具有盲孔的柱體零件。該零件的外圓直徑為D，內(nèi)孔直徑為dl，桶底厚度為bl，側(cè)壁厚度為tl，口部缺陷為Cl。3 (c)為在所述成形工序中采用沖裁方式將圖3 Ca)中所述鍛坯中筒形柱體的內(nèi)孔對(duì)應(yīng)的部分去除以得到具有通孔的柱體零件。本發(fā)明的冷鍛方法包括冷擠工序和成形工序，其中所述冷擠工序?yàn)橥ㄟ^(guò)冷擠模具對(duì)坯料進(jìn)行擠壓，由于冷擠模具包括入料腔422和設(shè)置于入料腔底部的分流腔，且分流腔的內(nèi)腔直徑d2小于零件的內(nèi)孔直徑dl。優(yōu)選的，dl 1.05d2。此尺寸要求是為了在冷擠壓過(guò)程中，使放于入料腔422中的坯料的位于零件內(nèi)孔的材料整體平移至分流腔430內(nèi)，由于分流腔的內(nèi)腔直徑d2比零件的內(nèi)孔直徑dl小，使產(chǎn)品材料向分流腔430擠壓時(shí)產(chǎn)生壓應(yīng)力，使鍛坯的內(nèi)孔成形時(shí)無(wú)材料撕裂缺陷。另外由于坯料中位于零件內(nèi)孔的材料是平移至分流腔，可以使零件不會(huì)產(chǎn)生口部c的塌角缺陷。從而使本發(fā)明的冷鍛方法不僅適用于鍛造底厚遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于壁厚的具有內(nèi)孔的零件，而且也可以適用于變形量不在合理范圍內(nèi)的具 有內(nèi)孔的零件。通過(guò)本發(fā)明的冷鍛方法制得的具有內(nèi)孔的零件(如圖3 (b)和圖3 (c)所示的零件)其口部缺陷Cl彡O. 05t，底厚bl可降低至2mm。變形量ε =d2/D2的要求范圍是15% 80%，從而使通常采用切削加工類方法制造具有內(nèi)孔的零件可以通過(guò)本發(fā)明的冷鍛方法制得，這樣，不僅可以提高生產(chǎn)效率，而且可以保證產(chǎn)品精度。上述說(shuō)明已經(jīng)充分揭露了本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。需要指出的是，熟悉該領(lǐng)域的技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
所做的任何改動(dòng)均不脫離本發(fā)明的權(quán)利要求書(shū)的范圍。相應(yīng)地，本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍也并不僅僅局限于前述具體實(shí)施方式
。
權(quán)利要求
1.一種冷鍛方法，其特征在于，其包括冷擠和成形， 所述冷擠為通過(guò)冷擠模具對(duì)坯料進(jìn)行擠壓形成鍛坯，所述鍛坯包括具有內(nèi)孔的筒形柱體和與筒形柱體底部相連的分流體； 所述成形為去除鍛坯中的多余材料以得到具有內(nèi)孔的零件。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的冷鍛方法，其特征在于，在所述成形工序中采用切削方式切除掉所述鍛坯的分流體以得到具有盲孔的柱體零件。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的冷鍛方法，其特征在于，在所述成形工序中采用沖裁方式將所述鍛坯中的筒形柱體的內(nèi)孔對(duì)應(yīng)的部分去除以得到具有通孔的柱體零件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或者3所述的冷鍛方法，其特征在于，所述冷擠模具包括上沖頭，形成有入料腔和分流腔的下模， 所述上沖頭的外部形狀與零件的內(nèi)孔相一致； 所述入料腔用于容納坯料，其形狀與坯料的外形一致； 所述分流腔設(shè)置于所述入料腔的底部，并通過(guò)分流腔上的分流口與入料腔的底部相通，所述分流腔與所述入料腔為同軸空腔。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的冷鍛方法，其特征在于，所述分流腔為圓柱體，其分流腔直徑小于零件的內(nèi)孔直徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的冷鍛方法，其特征在于，所述零件的內(nèi)孔直徑為I.05倍的分流腔直徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鍛造方法，其特征在于，所述冷擠工序包括 將所述坯料放入下模中的入料腔內(nèi)； 上沖頭向下運(yùn)動(dòng)； 當(dāng)上沖頭完全貼合坯料時(shí)，坯料受力增加，坯料中位于內(nèi)孔的材料通過(guò)入料腔底部的分流腔進(jìn)行分流； 當(dāng)上沖頭下行至最低位時(shí)，所述冷擠工序完成，形成具有內(nèi)孔的筒形柱體和與筒形柱體底部相連的分流體的鍛坯。
8.一種冷擠模具，其特征在于，其包括上沖頭，形成有入料腔和分流腔的下模， 所述上沖頭的外部形狀與零件的內(nèi)孔相一致； 所述入料腔用于容納坯料，其形狀與坯料的外形一致； 所述分流腔設(shè)置于所述入料腔的底部，并通過(guò)分流腔上的分流口與入料腔的底部相通，所述分流腔與所述入料腔為同軸空腔。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的冷擠模具，其特征在于，所述分流腔為圓柱體，所述零件的內(nèi)孔直徑為I. 05倍的分流腔直徑。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或者9所述的冷擠模具，其特征在于，所述冷擠成形內(nèi)腔工序包括 將所述圓坯料放入下模中的入料腔內(nèi)； 上沖頭向下運(yùn)動(dòng)； 當(dāng)上沖頭完全貼合坯料時(shí)，坯料受力增加，坯料中位于內(nèi)孔的材料通過(guò)入料腔底部的分流腔進(jìn)行分流； 當(dāng)上沖頭下行至最低位時(shí)，所述冷擠工序完成，形成具有內(nèi)孔的筒形柱體和與筒形柱體底部相連的分流 體的鍛坯。
全文摘要
本發(fā)明提供一種冷鍛方法，其包括冷擠工序和成形工序，所述冷擠為通過(guò)冷擠模具對(duì)坯料進(jìn)行擠壓形成鍛坯，所述鍛坯包括具有內(nèi)孔的筒形柱體和與筒形柱體底部相連的分流體；所述成形工序?yàn)槿コ懪髦械亩嘤嗖牧弦缘玫骄哂袃?nèi)孔的零件。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的冷鍛方法在冷擠工序中，使放于冷擠模具入料腔中的坯料的位于零件內(nèi)孔的材料通過(guò)分流腔進(jìn)行分流，從而形成具有內(nèi)孔的筒形柱體和與筒形柱體底部相連的分流體的鍛坯；然后將鍛坯中的多余材料去除，從而得到具有內(nèi)孔的產(chǎn)品零件。由于采用分流腔進(jìn)行分流，使得不適合采用冷鍛反擠的零件也可以采用本發(fā)明中的方法進(jìn)行加工，這樣，不僅可以提高生產(chǎn)效率，而且可以保證產(chǎn)品精度。
文檔編號(hào)B21J5/02GK102814441SQ201210281510
公開(kāi)日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月9日
發(fā)明者蔡永輝, 王平, 徐文華, 陳愛(ài)華 申請(qǐng)人:江蘇森威集團(tuán)飛達(dá)股份有限公司