專利名稱：球籠式萬向節(jié)鐘形殼精鍛塑性成型工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種球籠式萬向節(jié)鐘形殼精鍛塑性成型工藝，尤其是涉及一種按金屬流動(dòng)成型規(guī)律，采用溫鍛和冷鍛聯(lián)合鍛造塑性成型技術(shù)，先鐓粗制成預(yù)成型坯料，再在成型模膛中反擠壓形成球道，最后冷鍛塑性成型形成內(nèi)球面的球籠式萬向節(jié)鐘形殼精鍛工藝。
背景技術(shù)：
等速萬向節(jié)是當(dāng)主、從動(dòng)軸有角位移時(shí)，能夠傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩的機(jī)構(gòu)，現(xiàn)有技術(shù)中的球籠式萬向節(jié)的結(jié)構(gòu)是鐘形殼與星形套均設(shè)有六個(gè)溝道，且鐘形殼六個(gè)溝道曲率中心與星形套六個(gè)溝道曲率中心，均分別位于球籠式保持架內(nèi)、外球面中心兩側(cè)，且偏心距均相等，鐘形殼是球籠式萬向節(jié)的一個(gè)關(guān)鍵零件，其球道的直徑尺寸精度要求高，其球道圓弧尺寸的精度高低直接關(guān)系到球道內(nèi)鋼球與球道的貼合狀態(tài)，進(jìn)而影響到其使用壽命，其技術(shù)特點(diǎn)主要體現(xiàn)在它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)上，它的內(nèi)部由內(nèi)球面和球形面上縱向均勻分布的六條球溝 道組成，六球溝道中心與內(nèi)球面成雙偏心結(jié)構(gòu)。它的加工質(zhì)量精度對于等速萬向節(jié)的使用性能具有至關(guān)重要的影響，尤其是六溝道的加工質(zhì)量精度。在車銑加工和磨加工時(shí)要求對鐘形殼球道加以控制、使其符合產(chǎn)品精度。加工鐘形殼六溝道工藝一般有兩種方法一種是在自動(dòng)化程度高、專用性強(qiáng)的設(shè)備上加工，此工藝國外廠家采用得比較多，質(zhì)量可以保證，但設(shè)備的價(jià)格昂貴，投資大，換模時(shí)間長，品種更換效率低。另一種是在通用的2110機(jī)床上，通過專用的六溝道加工裝置來實(shí)現(xiàn)工件的加工，該方法自動(dòng)化程度低，完全是通過手動(dòng)來完成工件的搖擺。該方法難以保證零件的加工質(zhì)量，并且工人的勞動(dòng)強(qiáng)度較大，并且由于鐘形殼結(jié)構(gòu)復(fù)雜，導(dǎo)致加工困難，加工成本高。全世界轎車絕大部分的傳動(dòng)系統(tǒng)均采用該萬向節(jié)作為關(guān)鍵的傳動(dòng)部件，目前國內(nèi)外制造廠家均采用內(nèi)腔精鍛成形毛坯技術(shù)，這樣既能滿足精度要求，又降低了制造成本及周期，同時(shí)也符合當(dāng)今世界制造業(yè)發(fā)展的趨勢?，F(xiàn)有技術(shù)球籠式萬向節(jié)鐘形殼生產(chǎn)加工工藝主要是斷料一加熱一柄部自由鍛拔長一鐓粗一內(nèi)腔成型，經(jīng)退火，然后采用機(jī)床加工的方法，即粗車、粗銑、精銑、精磨。此類加工工藝，機(jī)床設(shè)備投入較多，切削加工浪費(fèi)了金屬材料，勞動(dòng)生產(chǎn)效率低、生產(chǎn)周期長，且加工成本也高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種球籠式萬向節(jié)鐘形殼精鍛塑性成型工藝，主要解決現(xiàn)有加工工藝，機(jī)床設(shè)備投入較多，切削加工浪費(fèi)了金屬材料，勞動(dòng)生產(chǎn)效率低、生產(chǎn)周期長，加工成本高的技術(shù)問題；按照金屬流動(dòng)成型規(guī)律，采用溫鍛和冷鍛聯(lián)合鍛造塑性成型技術(shù)，先鐓粗制成預(yù)成型坯料，再在成型模膛中反擠壓形成球道，最后冷鍛塑性成型形成內(nèi)球面的球籠式萬向節(jié)鐘形殼精鍛工藝。本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的
本發(fā)明所述的球籠式萬向節(jié)鐘形殼精鍛件，包括殼體和殼體下端設(shè)置的柄部，所述的殼體的上端設(shè)置為中孔，所述的中孔由均勻分布的六個(gè)球溝道和球溝道之間的連接部構(gòu)成，所述的球溝道之間的連接部上設(shè)置有工藝儲料槽。
球籠式萬向節(jié)鐘形殼精鍛塑性成型工藝，包括溫鍛和冷鍛塑性成型，所述的溫鍛塑性成型包括以下步驟a、斷料圓盤鋸截取金屬棒材；b、制坯對金屬棒材定徑定尺，車外圓、端面倒角，然后噴砂處理；c、涂層將上述金屬棒材加熱至150-250°C，稀石墨浸泡，進(jìn)行表面涂層；d、加熱將上述涂層好的坯料，加熱至800-900°C ;e、正擠壓將金屬棒材加熱后，放入凹模中，通過模具對棒材的上端進(jìn)行擠壓，使棒材形成直徑大小及長度不一的圓柱型棒材以及它們之間的過渡段；f、鐓粗將正擠壓好了的坯料立即放入鐓粗凹模中，在封閉的模具型腔中，進(jìn)行局部擠壓鐓粗，形成桿部和坯料盤部；g、反擠將上述鐓粗后的預(yù)成型坯料，置于溫鍛終鍛模膛內(nèi)，利用凸模在坯料盤部對鐓粗后的坯料反擠壓，形成坯料殼體和坯料殼體下端柄部，坯料殼體的上端形成中孔，所述的中孔由均勻分布的六個(gè)圓弧型球道和球道之間的連接部構(gòu)成，所述的球道之間的連接部上設(shè)置有工藝儲料槽，坯料殼體的外型為直徑大小遞減的圓柱形狀或倒圓臺；h、正火、整形、噴砂、磷化、皂化表面處理；所述的冷鍛塑性成型包括以下步驟將經(jīng)正火、整形、噴砂、磷化、皂化處理后的坯料放入冷鍛成型凹模中，利用凸模擠壓，坯料殼體外徑最大的大端面受力后，壁部變薄內(nèi)凹，形成球溝道的內(nèi)球面，所述的球溝道為內(nèi)球面及沿內(nèi)球面的球形面縱向分布的球道，所述的坯料殼 體變化為殼體。球籠式萬向節(jié)鐘形殼溫鍛終鍛模，包括凸模、凹模、壓力填料塊和頂料器，所述的頂料器設(shè)于凹模的底部，所述的凸模由直徑遞減的圓柱體及它們之間的過渡段構(gòu)成，所述的凸模的圓柱體外壁上均勻設(shè)置有六個(gè)圓弧凸塊，所述的凸模頭為弧面結(jié)構(gòu)，所述的凸模圓弧凸塊之間的圓柱體外壁上還設(shè)置有擠槽塊，所述的凹模的內(nèi)腔自下而上為倒圓臺和直徑遞增的圓柱體腔體及它們之間的過渡腔，所述的凸模上段直徑小于凹模內(nèi)腔的最大直徑。球籠式萬向節(jié)鐘形殼冷鍛成型凹模，包括冷鍛凸模、冷鍛凹模、壓力填料塊和頂料器，所述的頂料器設(shè)于冷鍛凹模的底部，所述的冷鍛凹模的內(nèi)腔自下而上為倒圓臺和圓柱體腔體，所述的冷鍛凸模為腰鼓形結(jié)構(gòu)，所述的冷鍛凸模由至少三個(gè)活動(dòng)塊和一根中間芯棒構(gòu)成，所述的活動(dòng)塊設(shè)置在中間芯棒的四周并與中間芯棒相吻合。本發(fā)明按照金屬流動(dòng)成型規(guī)律，采用溫鍛和冷鍛聯(lián)合鍛造塑性成型技術(shù)，先鐓粗制成預(yù)成型坯料；再在成型模膛中反擠壓形成坯料殼體、坯料殼體下端柄部以及坯料殼體內(nèi)腔球道，所述的坯料殼體的上端形成中孔，所述的中孔由均勻分布的六個(gè)圓弧型球道和球道之間的連接部構(gòu)成，所述的球道之間的連接部上設(shè)置有工藝儲料槽，所述的坯料殼體的外型為直徑大小遞減的圓柱形狀或倒圓臺，尤其是直徑最大的一段圓柱形狀，將為下一步采用冷鍛工藝，對殼體內(nèi)腔內(nèi)球面成型創(chuàng)造了條件；最后冷鍛塑性成型形成內(nèi)球面的球籠式萬向節(jié)鐘形殼精鍛工藝，將經(jīng)正火、整形、噴砂、磷化、皂化處理后的坯料放入冷鍛成型凹模中，利用凸模擠壓，坯料殼體外徑最大的大端面受力后，壁部變薄內(nèi)凹，坯料殼體內(nèi)腔形成球溝道的內(nèi)球面，坯料殼體的外型直徑最大的圓柱體的直徑變化為與相鄰圓柱體同徑，所述的球溝道為內(nèi)球面及沿內(nèi)球面的球形面縱向分布的球道，所述的球道中心與內(nèi)球面成雙偏心結(jié)構(gòu)。采用上述溫冷復(fù)合塑性成型技術(shù)，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、生產(chǎn)效率提高、生產(chǎn)周期較短，替代了熱鍛后大量采用機(jī)床加工的加工方法，減少了機(jī)床加工的作業(yè)量，符合當(dāng)今世界制造業(yè)發(fā)展的趨勢。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明按照金屬流動(dòng)成型規(guī)律，采用溫鍛和冷鍛聯(lián)合鍛造塑性成型技術(shù)，先鐓粗制成預(yù)成型坯料，再在成型模膛中反擠壓形成球道，最后冷鍛塑性成型形成內(nèi)球面，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、生產(chǎn)效率提高、生產(chǎn)周期較短，替代了熱鍛后大量采用機(jī)床加工的加工方法，減少了機(jī)床加工的作業(yè)量，既能滿足精度要求，又降低了制造成本及周期，同時(shí)也符合當(dāng)今世界制造業(yè)發(fā)展的趨勢。


附圖I是本發(fā)明所述的球籠式萬向節(jié)鐘形殼精鍛件的結(jié)構(gòu)示意 附圖2為圖I的俯視 附圖3是本發(fā)明的工藝流程 附圖4是本發(fā)明球籠式萬向節(jié)鐘形殼溫鍛終鍛模的結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖5是附圖4中凸模的仰視 附圖6是本發(fā)明球籠式萬向節(jié)鐘形殼冷鍛成型凹模的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中序號1、殼體；2、柄部；3、球溝道；4、球溝道之間的連接部；5、工藝儲料槽，6、凸模，7、凹模，8、壓力填料塊，9、頂料器，10、圓弧凸塊，11、擠槽塊，12、凸模頭，13、活動(dòng)塊，14、中間芯棒，15、冷鍛凸模，16、冷鍛凹模。
具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。實(shí)施例參見附圖I和附圖2、附圖3、附圖4、附圖5和附圖6，本發(fā)明所述的球籠式萬向節(jié)鐘形殼精鍛件，包括殼體I和殼體下端設(shè)置的柄部2，所述的殼體I的上端設(shè)置為中孔,所述的中孔由均勻分布的六個(gè)球溝道3和球溝道之間的連接部4構(gòu)成，所述的球溝道之間的連接部4上設(shè)置有工藝儲料槽5。參見附圖3，本發(fā)明球籠式萬向節(jié)鐘形殼精鍛塑性成型工藝，包括溫鍛和冷鍛塑性成型，所述的溫鍛塑性成型包括以下步驟a、斷料圓盤鋸截取金屬棒材；b、制坯對金屬棒材定徑定尺，車外圓、端面倒角，然后噴砂處理；c、涂層將上述金屬棒材加熱至200°C,稀石墨浸泡，進(jìn)行表面涂層；d、加熱將上述涂層好的坯料，加熱至850°C ;e、正擠壓將金屬棒材加熱后，放入凹模中，通過模具對棒材的上端進(jìn)行擠壓，使棒材形成直徑大小及長度不一的圓柱型棒材以及它們之間的過渡段；f、鐓粗將正擠壓好了的坯料立即放入鐓粗凹模中，在封閉的模具型腔中，進(jìn)行局部擠壓鐓粗，形成桿部和坯料盤部；g、反擠將上述鐓粗后的預(yù)成型坯料，置于溫鍛終鍛模膛內(nèi)，利用凸模在坯料盤部對鐓粗后的坯料反擠壓，形成坯料殼體和坯料殼體下端柄部，坯料殼體的上端形成中孔，所述的中孔由均勻分布的六個(gè)圓弧型球道和球道之間的連接部構(gòu)成，所述的球道之間的連接部上設(shè)置有工藝儲料槽，坯料殼體的外型為直徑大小遞減的圓柱形狀或倒圓臺；h、正火、整形、噴砂、磷化、皂化表面及處理利用溫鍛后的產(chǎn)品余熱，及時(shí)將產(chǎn)品送至網(wǎng)帶正火爐進(jìn)行余熱正火，爐溫為680°C，消除其在溫鍛過程中所產(chǎn)生的變形應(yīng)力，同時(shí)調(diào)整產(chǎn)品內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，也節(jié)省了能源，正火后的外球籠殼體坯料，進(jìn)行外園及端面車加工、形成外球籠殼體坯料成品，噴砂對坯料成品進(jìn)行噴砂、磷化、皂化表面及處理；所述的冷鍛塑性成型包括以下步驟將經(jīng)正火、整形、噴砂、磷化、皂化處理后的坯料放入冷鍛成型凹模中，利用冷鍛凸模擠壓，坯料殼體外徑最大的大端面受力后，壁部變薄內(nèi)凹，形成球溝道的內(nèi)球面，所述的球溝道為內(nèi)球面及沿內(nèi)球面的球形面縱向分布的球道，所述的坯料殼體變化為殼體，所述的球道中心與內(nèi)球面成雙偏心結(jié)構(gòu)。參見附圖4和附圖5，球籠式萬向節(jié)鐘形殼溫鍛終鍛模，包括凸模6、凹模7、壓力填料塊8和頂料器9，所述的頂料器9設(shè)于凹模7的底部，所述的凸模6由直徑遞減的圓柱體及它們之間的過渡段構(gòu)成，所述的凸模6的圓柱體外壁上均勻設(shè)置有六個(gè)圓弧凸塊，所述的凸模頭為弧面結(jié)構(gòu)，所述的凸模圓弧凸塊之間的圓柱體外壁上還設(shè)置有擠槽塊11，所述的凹模7的內(nèi)腔自下而上為倒圓臺和直徑遞增的圓柱體腔體及它們之間的過渡腔，所述的凸模6上段直徑小于凹模7內(nèi)腔的最大直徑。參見附圖6，球籠式萬向節(jié)鐘形殼冷鍛成型凹模，包括冷鍛凸模15、冷鍛凹模16、壓力填料塊8和頂料器9，所述的頂料器9設(shè)于冷鍛凹模16的底部，所述的冷鍛凹模16的內(nèi)腔自下而上為倒圓臺和圓柱體腔體，所述的冷鍛凸模15為腰鼓形結(jié)構(gòu)，所述的冷鍛凸模15由三個(gè)活動(dòng)塊13和一根中間芯棒14構(gòu)成，所述的活動(dòng)塊13設(shè)置在中間芯棒14的四周 并與中間芯棒14相吻合。實(shí)施例只是為了便于理解本發(fā)明的技術(shù)方案，并不構(gòu)成對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容或依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上方案所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.球籠式萬向節(jié)鐘形殼精鍛塑性成型工藝，包括溫鍛和冷鍛塑性成型，所述的溫鍛塑性成型包括以下步驟a、斷料圓盤鋸截取金屬棒材；b、制坯對金屬棒材定徑定尺，車外圓、端面倒角，然后噴砂處理；c、涂層將上述金屬棒材加熱至150-250°C，稀石墨浸泡，進(jìn)行表面涂層；d、加熱將上述涂層好的坯料，加熱至800-900°C ;e、正擠壓將金屬棒材加熱后，放入凹模中，通過模具對棒材的上端進(jìn)行擠壓，使棒材形成直徑大小及長度不一的圓柱型棒材以及它們之間的過渡段；f、鐓粗將正擠壓好了的坯料立即放入鐓粗凹模中，在封閉的模具型腔中，進(jìn)行局部擠壓鐓粗，形成桿部和坯料盤部；g、反擠將上述鐓粗后的預(yù)成型坯料，置于溫鍛終鍛模膛內(nèi)，利用凸模在坯料盤部對鐓粗后的坯料反擠壓，形成坯料殼體和坯料殼體下端柄部，坯料殼體的上端形成中孔，所述的中孔由均勻分布的六個(gè)圓弧型球道和球道之間的連接部構(gòu)成，所述的球道之間的連接部上設(shè)置有工藝儲料槽，坯料殼體的外型為直徑大小遞減的圓柱形狀或倒圓臺；h、正火、整形、噴砂、磷化、皂化表面處理；所述的冷鍛塑性成型包括以下步驟將經(jīng)正火、整形、噴砂、磷化、皂化處理后的坯料放入冷鍛成型凹模中，利用冷鍛凸模擠壓，坯料殼體外徑最大的大端面受力后，壁部變薄內(nèi)凹，形成球溝道的內(nèi)球面，所述的球溝道為內(nèi)球面及沿內(nèi)球面的球形面縱向分布的球道，所述的坯料殼體變化為殼體。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種球籠式萬向節(jié)鐘形殼精鍛塑性成型工藝，包括溫鍛和冷鍛塑性成型，所述的溫鍛塑性成型包括以下步驟a斷料、b制坯、c涂層、d加熱、e正擠壓、f鐓粗、g反擠、h正火、整形、噴砂、磷化、皂化表面處理，采用溫鍛和冷鍛聯(lián)合鍛造塑性成型技術(shù)，先鐓粗制成預(yù)成型坯料，再在成型模膛中反擠壓形成球道，最后冷鍛塑性成型形成內(nèi)球面，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、生產(chǎn)效率提高、生產(chǎn)周期較短，替代了熱鍛后大量采用機(jī)床加工的加工方法，減少了機(jī)床加工的作業(yè)量，既能滿足精度要求，又降低了制造成本及周期，同時(shí)也符合當(dāng)今世界制造業(yè)發(fā)展的趨勢。
文檔編號B21J13/02GK102861861SQ20111018774
公開日2013年1月9日 申請日期2011年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月6日
發(fā)明者張?zhí)? 萬永福, 張扣寶, 申劍, 吳志存, 黃恒桃 申請人:張?zhí)?br>