Abstracto
Un proceso de forjado de precisión en frío para engranajes cónicos, que comprende los siguientes pasos: corte y corte de material de barra cilíndrica; Cortar una forma cónica a lo largo del tocho como parte de la preforma, que se utiliza para colocar el tocho en la matriz; Realizar recocido por esferoidización en la pieza en bruto mecanizada para reducir su dureza, seguido de lavado ácido para eliminar la piel de óxido, tratamiento de lubricación por fosfatación y saponificación; El primer proceso de forjado de precisión en frío: la primera pieza extruida se obtiene recalcando y extruyendo el perfil del diente en la matriz de extrusión, y la primera pieza extruida sirve como pieza en bruto para el segundo proceso de forjado de precisión en frío; Realizar nuevamente un recocido de esferoidización en la primera parte extruida, seguido de un lavado ácido para eliminar las incrustaciones de óxido, un tratamiento de lubricación por fosfatación y saponificación; El segundo proceso de forjado de precisión en frío: extruir todo el perfil del diente en el troquel de extrusión para obtener material grueso para engranajes cónicos; Mecanizar y dar forma al material grueso del engranaje cónico, cortar el exceso de material en la cara del extremo y producir el engranaje cónico terminado. Y proporcione un molde de extrusión. La presente invención tiene una alta eficiencia de producción, reduce el desperdicio de material, reduce los costos y mejora las propiedades mecánicas.
Descripción
Un proceso de forja de precisión en frío y su molde para engranajes cónicos.
campo técnico
La presente invención se refiere al proceso de mecanizado de engranajes cónicos y sus moldes.
Tecnología de fondo
Los métodos tradicionales de mecanizado de engranajes incluyen principalmente tallado de engranajes, tallado de engranajes, afeitado de engranajes, tallado de engranajes, rectificado de engranajes, rectificado de engranajes y lanzamiento de engranajes. La principal característica de estos métodos es el uso de máquinas de mecanizado relativamente precisas. Debido al proceso de corte mecánico, la máquina herramienta no puede procesar el perfil del diente del engranaje en un solo paso, lo que resulta en una baja eficiencia de producción y dificulta la producción en masa de engranajes cónicos; Durante el proceso de mecanizado, debido al efecto de corte, inevitablemente habrá desperdicio de material, especialmente para materiales costosos, el costo del material inevitablemente aumentará considerablemente; La estructura de fibra metálica dentro de las materias primas sin procesar es naturalmente continua y tiene buenas propiedades mecánicas. Sin embargo, después del mecanizado, la estructura de fibra metálica inevitablemente se cortará, reduciendo así las propiedades mecánicas del producto procesado. Este efecto es particularmente evidente en la zona de formación de la forma del diente.
En los últimos años, el rápido desarrollo de la industria automotriz ha provocado un fuerte aumento en la demanda de componentes de bajo costo y alto rendimiento en el mercado. Destacando las deficiencias del mecanizado de engranajes cónicos existentes.
resumen de la invencion
Para superar las deficiencias de baja eficiencia de producción, gran desperdicio de material, alto costo y malas propiedades mecánicas de los engranajes cónicos existentes procesados mediante corte mecánico, la presente invención proporciona un proceso de forjado de precisión en frío de engranajes cónicos y su molde con alta eficiencia de producción. reducción del desperdicio de material, reducción de costos y propiedades mecánicas mejoradas.
La solución técnica adoptada por la presente invención para solucionar su problema técnico es:
Un proceso de forjado de precisión en frío para engranajes cónicos, que comprende los siguientes pasos:
1) Usar material de barra cilíndrica para cortar y cortar;
2) Cortar una forma cónica a lo largo del tocho como parte de la preforma, que se utiliza para colocar el tocho en la matriz;
3) Realizar un recocido por esferoidización en la pieza en bruto mecanizada para reducir su dureza, seguido de un lavado ácido para eliminar la piel de óxido, un tratamiento de lubricación por fosfatación y saponificación;
4) El primer proceso de forjado de precisión en frío: la primera pieza extruida se obtiene recalcando y extruyendo el perfil del diente en la matriz de extrusión, y la primera pieza extruida sirve como pieza en bruto para el segundo proceso de forjado de precisión en frío;
5) Realizar nuevamente un recocido por esferoidización en la primera parte extruida, seguido de un lavado ácido para eliminar las incrustaciones de óxido, un tratamiento de lubricación por fosfatación y saponificación;
6) El segundo proceso de forjado de precisión en frío: extruir todo el perfil del diente en la matriz de extrusión para obtener material grueso para engranajes cónicos;
7) Mecanizar y dar forma al material grueso del engranaje cónico, cortar el exceso de material en la cara del extremo y producir el engranaje cónico terminado.
Preferiblemente, el primer proceso de forjado de precisión en frío y el segundo proceso de forjado de precisión en frío utilizan la misma matriz de extrusión, y la carrera de punzonado de la matriz de extrusión en el segundo proceso de forjado de precisión en frío es mayor que la de la matriz de extrusión en el primer proceso de forjado de precisión en frío. proceso.
Un molde para forjado de precisión en frío de engranajes cónicos, que comprende un mecanismo de molde convexo y un mecanismo de molde cóncavo. El mecanismo del molde convexo se compone de una plantilla superior, un bloque amortiguador del molde convexo, un anillo del molde convexo y un molde convexo. El molde convexo está conectado fijamente al anillo del molde convexo y el anillo del molde convexo se fija al bloque amortiguador del molde convexo. El anillo de presión del molde convexo está conectado fijamente a la plantilla superior y la plantilla superior está vinculada a la máquina de prensa; El mecanismo del molde cóncavo consta de un anillo de molde cóncavo, un bloque de inserción de molde cóncavo, un bloque de almohadilla de molde cóncavo, una plantilla inferior y una varilla de material superior. El anillo cóncavo del molde se ensambla mediante ajuste de interferencia con el bloque de inserción del molde cóncavo utilizado para colocar la pieza en bruto que se va a procesar. El anillo de molde cóncavo y el bloque de inserción de molde cóncavo se fijan en el bloque de almohadilla de molde cóncavo y se conectan de forma fija a la plantilla inferior; La varilla de material superior pasa a través del orificio central de la plantilla inferior y el bloque amortiguador del molde cóncavo en secuencia; La plantilla superior o inferior se puede deslizar hacia arriba y hacia abajo y encajar en la columna guía.
Además, el mecanismo de molde convexo comprende un anillo de soporte superior y el mecanismo de molde cóncavo comprende un anillo de soporte inferior. El anillo de soporte superior está conectado de forma fija al anillo de molde convexo y la plantilla superior, y el anillo de soporte inferior está conectado de forma fija al anillo de molde cóncavo y la plantilla inferior.
El concepto técnico de la presente invención es que el desarrollo de la tecnología de forjado de precisión en frío satisface perfectamente las necesidades de la industria automotriz. La forja de precisión en frío cambia la distribución del volumen del tocho sin dañar el material metálico y transfiere el exceso de material del tocho a la posición donde necesita formarse para obtener las piezas formadas requeridas, eliminando así pérdidas de corte y ahorrando costos. Debido al hecho de que las piezas formadas se pueden obtener mediante forjado de precisión en frío mediante dos o tres procesos, se mejora la eficiencia de la producción. La forja de precisión en frío solo implica deformación plástica y no corta la estructura de fibra del metal formada naturalmente, mejorando así las propiedades mecánicas del producto terminado.
La complejidad de la conformación de engranajes cónicos radica en la severa deformación de la parte que forma el diente, superando con creces el límite de deformación del material en una extrusión. Si el engranaje se extruye a la fuerza mediante forjado de precisión en frío, la pieza formada inevitablemente tendrá defectos como baja precisión de formación de dientes y forma de diente incompleta. Al mismo tiempo, los altos requisitos de presión de extrusión del equipo y las grandes pérdidas del molde darán como resultado una vida útil más corta. Un buen diseño del proceso puede resolver estos problemas, como organizar pasos de preprocesamiento antes del proceso de forjado de precisión en frío para producir piezas en bruto adecuadas por adelantado; Descomponer un proceso de forjado de precisión en frío en dos procesos para reducir la carga de cada proceso; Adoptar un tratamiento de recocido de esferoidización entre dos procesos de forjado de precisión en frío para mejorar las propiedades del material. La presente invención proporciona medidas de proceso adecuadas para forjar engranajes cónicos de precisión en frío, junto con el diseño de un molde de engranajes cónicos con moldes cóncavos combinados de dos capas. Las piezas formadas tienen las ventajas de buenas propiedades mecánicas, alta precisión dimensional y requisitos de carga de equipo relativamente bajos, y son adecuadas para la producción a gran escala de engranajes cónicos.
Los efectos beneficiosos de la presente invención se manifiestan principalmente en: (1) utilizar dos procesos para extruir el engranaje cónico; Y estos dos procesos utilizan el mismo molde, la única diferencia es la configuración de la carrera del punzón, lo que reduce la fuerza de extrusión y los requisitos de equipo al mismo tiempo que ahorra costos de molde; (2) Los engranajes cónicos se forman directamente mediante recalcado y extrusión en estado frío, lo que da como resultado una microestructura densa, un tamaño de grano refinado, altas propiedades mecánicas, alta precisión dimensional y buena calidad superficial de las piezas extruidas; (3) La estructura del molde es simple, fácil de fabricar, las piezas del molde son fáciles de reemplazar, el costo es bajo y es adecuado para la producción a gran escala.
Descripción de la imagen adjunta
La Figura 1 es una vista superior del marco del molde.
La Figura 2 es un diagrama esquemático de la estructura del marco del molde.
La Figura 3 es un diagrama esquemático del material en bruto para engranajes cónicos de forja de precisión en frío obtenido después de mecanizar una determinada conicidad.
La Figura 4 es un diagrama esquemático del engranaje cónico formado objetivo obtenido mediante forjado de precisión en frío.
La Figura 5 es un diagrama esquemático del engranaje cónico acabado obtenido después del mecanizado.
Método de implementación específico
La presente invención se describirá con más detalle junto con los dibujos adjuntos.
Ejemplo 1
Con referencia a las Figuras 1-5, un proceso de forjado de precisión en frío para engranajes cónicos comprende los siguientes pasos:
1) Usar material de barra cilíndrica para cortar y cortar;
2) Cortar una forma cónica a lo largo del tocho como parte de la preforma, que se utiliza para colocar el tocho en la matriz;
3) Realizar un recocido por esferoidización en la pieza en bruto mecanizada para reducir su dureza, seguido de un lavado ácido para eliminar la piel de óxido, un tratamiento de lubricación por fosfatación y saponificación;
4) El primer proceso de forjado de precisión en frío: la primera pieza extruida se obtiene recalcando y extruyendo el perfil del diente en la matriz de extrusión, y la primera pieza extruida sirve como pieza en bruto para el segundo proceso de forjado de precisión en frío;
5) Realizar nuevamente un recocido por esferoidización en la primera parte extruida, seguido de un lavado ácido para eliminar las incrustaciones de óxido, un tratamiento de lubricación por fosfatación y saponificación;
6) El segundo proceso de forjado de precisión en frío: extruir todo el perfil del diente en la matriz de extrusión para obtener material grueso para engranajes cónicos;
7) Mecanizar y dar forma al material grueso del engranaje cónico, cortar el exceso de material en la cara del extremo y producir el engranaje cónico terminado.
Preferiblemente, el primer proceso de forjado de precisión en frío y el segundo proceso de forjado de precisión en frío utilizan la misma matriz de extrusión, y la carrera de punzonado de la matriz de extrusión en el segundo proceso de forjado de precisión en frío es mayor que la de la matriz de extrusión en el primer proceso de forjado de precisión en frío. proceso.
El proceso de formación del engranaje cónico de forja de precisión en frío en esta realización es el siguiente: la parte inferior del marco del molde se fija a la mesa de trabajo inferior de la prensa hidráulica mediante la plantilla inferior 10, y después de que la parte superior del marco del molde se fija Ajustado, se fija a la mesa de trabajo superior de la prensa hidráulica mediante la plantilla superior 1. Seleccione palanquillas cilíndricas para cortar y cortar. En primer lugar, el tocho se mecaniza hasta darle una determinada forma cónica, luego se somete a recocido por esferoidización, lavado con ácido para eliminar la piel de óxido y tratamiento de lubricación por saponificación y fosfatación antes de colocarlo en la cavidad cóncava del molde. Establezca la carrera de trabajo de la prensa hidráulica y luego use el punzón 5 para extruir una porción del perfil del diente del tocho, lo que resulta en la forja en frío de precisión del proceso uno. Una vez completada la extrusión, el molde convexo 5 sale de la cavidad del molde cóncavo y la primera pieza formada por el proceso es empujada hacia afuera por la varilla de material superior 11. Después de someterse a recocido por esferoidización, lavado con ácido para eliminar la piel de óxido y fosfatación, saponificación y lubricación. tratamiento, la pieza formada se coloca en la cavidad del molde cóncavo y se establece la carrera de trabajo. Luego, se utiliza el molde convexo 5 para extruir todos los dientes para obtener la pieza formada final, como se muestra en la Figura 4. Una vez completado el exprimido, sale el molde convexo 5 de la cavidad del molde cóncavo. Mecanice la pieza formada final para eliminar el exceso de material y obtener el engranaje cónico utilizable real, como se muestra en la Figura 5.
Las realizaciones específicas anteriores se utilizan para explicar la presente invención, no para limitarla. Cualquier modificación y cambio realizado en la presente invención dentro del alcance de protección del espíritu y las reivindicaciones de la presente invención cae dentro del alcance de protección de la presente invención.
Ejemplo 2
Con referencia a las Figuras 1 y 2, una matriz de forja de precisión en frío para engranajes cónicos, comprendiendo la matriz un mecanismo de molde convexo y un mecanismo de molde cóncavo. El mecanismo del molde convexo consta de una plantilla superior 1, una almohadilla de molde convexo 2, un anillo de molde convexo 4 y un molde convexo 5. El molde convexo 5 está conectado fijamente al anillo de molde convexo 4, que está fijado en el molde convexo. almohadilla 2. El anillo de molde convexo 2 está conectado fijamente a la plantilla superior 1, que está vinculada a la máquina de prensa; El mecanismo del molde cóncavo consta de un anillo de molde cóncavo 7, un bloque de inserción de molde cóncavo 8, un bloque de almohadilla de molde cóncavo 9, una plantilla inferior 10 y una varilla de material superior 11. El anillo de molde cóncavo 7 se ensambla con un ajuste de interferencia con el bloque de inserción de molde cóncavo 6 se utiliza para colocar la pieza en bruto 6 a procesar. El anillo de molde cóncavo 7 y el bloque de inserción de molde cóncavo 8 están fijados en el bloque de almohadilla de molde cóncavo 9 y están conectados fijamente a la plantilla inferior 10; La varilla de material superior 11 pasa a través del orificio pasante medio de la plantilla inferior 11 y el bloque amortiguador del molde cóncavo 9 en secuencia; La plantilla superior 1 o la plantilla inferior 10 se pueden deslizar hacia arriba y hacia abajo y encajar en la columna guía.
Además, el mecanismo de molde convexo comprende un anillo de soporte superior 3, y el mecanismo de molde cóncavo comprende un anillo de soporte inferior. El anillo de soporte superior 3 está conectado fijamente al anillo de molde convexo 4 y a la plantilla superior 1, respectivamente. El anillo de soporte inferior está conectado fijamente al anillo de molde cóncavo 7 y a la plantilla inferior 10, respectivamente.
Todo el marco del molde se muestra en la Figura 2, con pernos de cabeza hexagonal y tuercas hexagonales que fijan el punzón 5, la almohadilla del punzón 2 y la plantilla superior 1 juntos. La almohadilla de punzón 2 desempeña un papel amortiguando la enorme presión sobre el punzón 5 y reduciendo el daño a la plantilla superior 1. El anillo de soporte 3 sirve para proteger la plantilla superior. La conexión entre la plantilla superior 1 y la plantilla inferior 10 y el equipo de prensa se puede lograr instalando pernos alrededor de las plantillas y fijándolos al equipo. La guía del marco del molde se logra insertando columnas guía en la plantilla superior 1, la plantilla inferior 10, los anillos de soporte superior e inferior, así como dos anillos de molde convexos 4 y anillos de molde cóncavos 7. Perno de cabeza hexagonal 12 y tuerca hexagonal de fijación el anillo de molde convexo 7, el anillo de soporte inferior y la plantilla inferior 10 juntos para evitar que las partes del marco del molde se muevan hacia arriba y hacia abajo durante el proceso de forjado de precisión en frío. El inserto de molde cóncavo 8 y el anillo de molde cóncavo 7 adoptan un ajuste de interferencia para evitar tensiones de tracción en el inserto de molde cóncavo. El inserto cóncavo del molde está hecho de una aleación dura para aumentar la resistencia y la vida útil del molde, mientras que el anillo cóncavo del molde está hecho de una aleación de acero estructural para equilibrar la economía y la facilidad de reemplazo. La varilla de material superior 11 y la almohadilla cóncava del molde 9 están provistas de un espacio para evitar daños por fricción en las superficies metálicas de ambas durante el funcionamiento.
Debido al uso de material de aleación dura para el inserto de matriz cóncavo 8, no debería producirse tensión de tracción durante el proceso de recalcado y extrusión. Por lo tanto, el molde cóncavo está diseñado como un molde cóncavo combinado de dos capas, y el anillo 7 del molde cóncavo y el inserto 8 del molde cóncavo se ensamblan mediante ajuste de interferencia. A través de este método, se aplica pretensión al inserto de molde cóncavo para contrarrestar la tensión de tracción generada durante el recalcado y el aplastamiento, de modo que el inserto de molde cóncavo 8 esté siempre en un estado de tensión de compresión, aumentando su vida útil. Al mismo tiempo, el material del anillo cóncavo del molde 7 está hecho de aleación de acero para herramientas, lo que reduce los costos, equilibra la economía y facilita el reemplazo.
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