[发明专利]一种轴叉类零件模锻件加工的预锻模具结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种机械零件加工的模具结构，具体是涉及轴叉类模锻件加工的预锻模具结构。

背景技术

轴叉类锻件是大量应用于汽车和集装箱船的传动和绑扎系统中的重要连接件，传递发动机的扭矩和承受弯曲组合载荷。目前，全世界汽车、卡车、重型卡车、大客车和其他各种车类传动系统，以及集装箱船均采用该轴叉类模锻件作为关键的传动和绑扎固定部件，市场需求量很大。因此在生产加工过程其加工工艺稍作改变，质量稍有提高，成本稍有降低将产生极大的市场影响和经济效应。

轴叉类产品一端是一根柱状输出轴，另一端是U形叉口，近似Y字状，叉口的叉间宽度大小、叉耳深浅、叉长不一，叉耳壁厚相对比较薄。目前国内一般制造厂家先采用模锻工艺加工成轴叉类叉耳模锻件，然后再在两个叉耳机加工两个圆孔和输出轴采用加工或摩擦焊接，完成零件的制造生产。

如此加工方式的工艺比较繁杂、烦琐，具两个叉耳机加工圆孔和输出轴采用加工或摩擦焊的两次加工方式，常有焊接缺陷，发生断裂事故，影响产品质量甚至安全问题。

目前，国内外加工轴叉类模锻件加工工艺有一种广泛使用着的是模具结构均采用平面对称分模形式，在机械出版社2008年出版(第3版)，中国机械工程学会塑性工程学会编写的《锻压手册》第1卷第784页中介绍的套管叉模锻工艺。首先将圆形的钢厂棒料截断落料、加热、出坯、预锻、终锻、切边、整形。此工艺是将出坯好的坯料摆放在预锻模膛中，然后，随着预锻上模的下行逐渐对坯料施压，坯料分别被正挤和反挤入下模和上模的型腔中，经过终锻形成产品锻件。

棒料经截断落料、加热、出坯后呈近似手榴弹的大小阶梯轴状，经预锻初步呈Y字状的，然后终锻，由于产品水平放置，两叉耳整体俯视呈U字形，每个叉耳壁为垂直摆置，放置在锻压模中恰好上下对称，即上下模的分型面位于轴叉的水平对称面上。

然而，由于轴叉类件的特点，叉部壁厚都较薄，叉间开档较大，预锻劈料时，金属难以挤入叉头部的型腔中，最后导致终锻成型时叉头部的最高点及边缘角易缺料，造成锻件报废，材料浪费，特别是大量加工中的产品发现，位于模具中的轴叉大部分上模的上表面叉耳比较光洁、饱满，而预锻下模中的叉耳的下表面往往存在一些缺损、缺陷，影响产品机械加工质量，造成缺料，孔与锻件结构倾斜，提高了废品率。

况且，现有技术在预锻时将近似手榴弹的大小阶梯轴状坯料放入下模时，与下模中间的平块不易对中、放置不稳，影响模锻生产速度和质量。

传统工艺为了解决预锻下模没有充足、缺料的问题，就要在U形叉口加大用料量，增大坯料的用量，这样造成了材料的浪费，还加重了模具的承受压力，有时还必须加大锻压的吨位，增加动力、电力能源消耗，同时，生产中坯料放置不稳的缺陷仍无法解决。因此，本领域希望有进一步的改良措施。

发明内容

本发明的目的是提供一种轴叉类零件模锻件加工的预锻模具结构，主要是解决现有锻造工艺易使锻件的叉头部产生充不满的问题，实现节省材料，降低锻件报废率，增加模具寿命，减少和节省设备的投入、投资和能源的消耗；提高产品质量、降低生产成本、有利环境保护的目的。同时，也希望能解决坯料放置对中、平稳的问题。

本发明的目的由以下技术方案予以实现：

一种轴叉类零件模锻件加工的预锻模具结构，包括水平放置轴叉类零件锻压模具的预锻上模和预锻下模，其特征在于：在轴叉类零件的外边沿，上下模的分型面位于零件上下的对称中心面；在叉耳部分内圈的分型面，即呈U字的内圈，预锻上模向下伸出一圈，预锻下模向下凹下相应高度的一圈。

锻压模具的锻压过程有如此特点，将出坯好的坯料摆放在预锻模膛中，然后，随着预锻上模的下行逐渐对坯料施压，坯料分别被正挤和反挤入下模和上模的型腔中。但由于金属流动性和材料在模具中的摩擦阻力等原因，金属原料在挤压过程中容易往上充填，预锻上模的充满情况要好于下模，这最终导致终锻成型时，上模已经充满，但下模局部还没有充足，造成缺料，废品率提高了。因此，本发明在本领域中首次提出了：在轴叉类零件的外边沿，上下模的分型面位于零件上下的对称中心面；可以保证零件的外圈可以脱模，即使为圆形的轴也不受影响，而在叉耳部分内圈的分型面，即呈U字的内圈，预锻上模向下伸出一圈，预锻下模向下凹下相应高度的一圈。上模的深度相对下模为深，上模在锻造过程中受到相对下模较大的挤压力，即使上模内腔深度深也能获得较丰满、充足，表面光洁的成品，而预锻下模由于深度变浅，即使充填力不大，也能达到在较浅的内腔中成品饱满、光洁的下表面。