鍛壓技術(shù)：傳動(dòng)軸滑動(dòng)叉內(nèi)高壓脹形工藝分析及實(shí)踐
2022-04-07【作 者】阮宗龍;鄭英俊
【引 言】
傳動(dòng)軸滑動(dòng)叉(圖1)是傳動(dòng)系統(tǒng)中的關(guān)鍵零部件，處于傳動(dòng)軸的端部，起傳遞扭矩的作用。由叉形頭部和空心桿部組成，屬于典型的復(fù)雜叉形件，兩個(gè)叉頭部位上有兩個(gè)孔，用以安裝滾針軸承并與十字軸相連，零件上的花鍵孔與傳動(dòng)軸端部的花鍵軸相配合，用于傳遞動(dòng)力。目前，國(guó)內(nèi)應(yīng)用于滑動(dòng)叉鍛件成形的工藝方案主要有開(kāi)式模鍛、胎模鍛及多工序熱擠壓等【1-5】。
開(kāi)式模鍛飛邊消耗很大，金屬利用率低，其制坯工序復(fù)雜，導(dǎo)致生產(chǎn)效率低，其模鍛工序一般為壓扁制坯、預(yù)鍛劈叉、終鍛成形，然后切邊。采用胎模鍛工藝生產(chǎn)時(shí)，其典型的工藝流程是一火劈叉，二火打平、彎U形、整形，三火成形，然后切邊，坯料氧化燒損量大，次廢品率高【1】。多工序熱擠壓可以鍛造出空心桿部，無(wú)飛邊金屬損耗，可以大幅度提高材料利用率，但能耗高、表面質(zhì)量粗糙。對(duì)于叉頭寬度不超過(guò)45 mm的小規(guī)格滑動(dòng)叉，國(guó)外有采用臥式冷墩機(jī)進(jìn)行多工步成形，但模具壽命成為制約其大批量、高效率生產(chǎn)的關(guān)鍵因素。
針對(duì)該類零件傳統(tǒng)加工工藝的不足，本文提出了一種新型的工藝方法。如圖2所示，采用管料為初始坯料，經(jīng)過(guò)兩工位內(nèi)高壓脹形，再將其切斷一分為二，后續(xù)采用縮徑、沖切及鉆孔工序完成該零件的加工。其關(guān)鍵工序?yàn)閮?nèi)高壓脹形工序，本文對(duì)該工序進(jìn)行了分析計(jì)算【6-8】，并進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。
內(nèi)高壓成形廣泛應(yīng)用于航空、汽車等領(lǐng)域，其原理是通過(guò)內(nèi)部加壓和軸向加力補(bǔ)料將管坯壓入到模具型腔使其成形【9-12】?；竟に囘^(guò)程為:首先將管坯放入下模，閉合上模，然后在管坯內(nèi)充滿液體并開(kāi)始加壓，在加壓的同時(shí)，管端的沖頭按與內(nèi)壓一定的匹配關(guān)系向內(nèi)送料，使管坯成形;對(duì)于軸線為曲線的構(gòu)件，需要將管坯預(yù)彎成接近零件形狀，然后加壓成形。相比傳統(tǒng)的成形方法，其主要優(yōu)點(diǎn)為能夠減輕質(zhì)量、節(jié)約材料、降低模具費(fèi)用、提高強(qiáng)度與剛度以及降低生產(chǎn)成本等。根據(jù)模具的分模方式和工件的形狀，內(nèi)高壓成形可分為水平分模和垂直分?！?-12】。本文采用水平分模形式。
【結(jié) 語(yǔ)】
針對(duì)傳動(dòng)軸滑動(dòng)叉的工藝特點(diǎn)，采用兩次內(nèi)高壓脹形工藝，能更好地成形傳動(dòng)軸滑動(dòng)叉鍛件。這是厚管內(nèi)高壓水脹成形的又一典型案例，能夠把直通的厚管件脹形成具有一定復(fù)雜曲面形狀且強(qiáng)度性能更好的產(chǎn)品，同時(shí)材料使用率更高、成本更低，更符合現(xiàn)在提倡的環(huán)保節(jié)能需求。另外，產(chǎn)品外形尺寸可以一步到位，減少后續(xù)工序的表面加工處理。相對(duì)于目前國(guó)內(nèi)的模鍛或熱擠壓來(lái)說(shuō)，工藝更優(yōu)化，更符合市場(chǎng)需求，具有廣闊的市場(chǎng)前景。
以下是正文：
