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萬向節軸叉的熱閉塞鍛造階段

文字:[大][中][小] 手機頁面二維碼 2019/7/29     瀏覽次數:    

      對于萬向節軸叉我們可能并不了解也沒有接觸過,其實萬向節的作用有一點像是人體的關節,但由于受軸向尺寸的限制,要求偏角又比較大,單個的萬向節不能使輸出軸與軸入軸的瞬時角速度相等,容易造成振動。今天我們來了解一下萬向節軸叉的熱閉塞鍛造階段。






      熱閉塞鍛造模具設計,除應滿足鍛件圖的要求外,還應注意以下問題: 

      (1)擠壓凸模直徑設計:由于閉塞鍛造以擠壓成形為主,在相同條件下,金屬流動距離越短,對于成形和減少型腔磨損越有利。因此凸模直徑設計原則是在鍛件形狀允許范圍內,凸模直徑盡量取大值。這樣既減少金屬流動距離,也提高了凸模強度。 

      (2)金屬坯料直徑選?。河捎陂]塞鍛造坯料重量控制較嚴,余料很少;坯料放入凹??缀笕缬休^大間隙,坯料可能偏置,引起鍛件局部缺料而充不滿。這對坯料直徑有一定要求,因此,應在熱態坯料順利放入??椎那疤嵯?,放料間隙盡可能小,即坯料直徑盡量接近凸模直徑。在實際應用中,放料間隙單邊在0.25 mm時,熱態坯料即可順利放入凹?????紤]到原始棒料直徑規格可能不盡合適,故可適當放寬放料間隙,但最大不宜超過單邊1.5 mm。這里給出坯料直徑與凸模直徑的關系式: 

       d=D(1 - α) - (0.5~3) 

       式中  d-坯料直徑/mm 

       D-凸模直徑/mm 

       α-坯料的熱膨脹系數 

       (3)分流倉的設置:考慮坯料存在一定的料重誤差,為保證充滿,下料時必須控制重量下限,而讓多余的材料(小于坯料重量的3%)進入分流倉。分流倉必須設置在模腔最后充滿,且在后續機加工時可以方便去除的部位。 

       車萬向節叉軸零件熱閉塞鍛造過程可分為4個階段: 

       (1)鐓粗變形:上、下凸模對向擠壓,首先鐓粗金屬充填型腔中間球體部位,直至接觸到水平軸頸腔口為止,此階段變形抗力不大。 

       (2)徑向擠壓:隨著凸模繼續擠壓,坯料金屬大量流入軸頸凹模腔內,直至金屬前端碰到端部模壁為止,此階段擠壓力明顯增大,軸頸腔尚未完全充滿。 

       (3)水平鐓擠:當金屬碰到模腔端部表面后,凸模繼續將球體位置金屬擠入軸頸,形成了類似在水平方向的鐓粗過程,直至軸頸被充滿。此時凸模行程已非常接近下死點,鍛件除軸頸端棱角尚不清晰外,其余部位均已充滿。此階段擠壓力增大不明顯。 

       (4)充滿和分流:此時凸模行程終了,金屬充滿軸頸棱角并排出多余金屬進入分流倉,獲得完全充滿的鍛件,此階段擠壓力達到最大值。 

       閉塞鍛造的關鍵在于模具裝置,特別是要求模具能提供足夠大的鎖模力,在擠壓成形時凹模始終嚴密閉合。理想狀態下,合模力應同時滿足以下條件: 

       ①鎖模力必須大于金屬變形抗力(即分模力),才能保證模具閉合可靠,鍛件不出橫向飛邊毛刺。 

       ②鎖模力應與變形抗力遞增變化趨勢相一致,最后達到最大值,才能避免能量浪費。 

       采用熱閉塞鍛造,萬向節的機加工余量比普通模鍛減少60%(軸頸部留1 mm余量),鍛造公差降低60%~70%,且鍛件表面光滑,質量顯著提高。

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