一种带法兰过桥轴锻造模具的制作方法

1.本实用新型涉及过桥轴锻造技术领域，具体为一种带法兰过桥轴锻造模具。


背景技术：

2.过桥轴是机械制造领域常用的零部件，其用于确定旋转轴与其他零件相对运动位置，起支撑或导向作用的零部件，它的主要功能是支撑机械旋转体，用以降低设备在传动过程中的机械载荷摩擦系数。如图1所示，为带法兰过桥轴，带法兰过桥轴包括：轴身101、法兰102，轴身101、法兰101之间设置半径逐渐变大的第一过渡段105、第二过渡段104，法兰101远离轴身101的端面上设置中心孔103；在之前的制作工艺中，法兰102和其他的部件通常是分别制造。然而基于现有技术分体制造再固定在一起的带法兰过桥轴，在实际应用中，损坏率较高。现有技术中，也有经过多道工序，实现带法兰过桥轴的一体成型制造工艺；但是因为基于多道工序生产，又存在周转装夹多次，导致热损耗快、生产效率低的问题。


技术实现要素：

3.为了解决现有技术中带法兰过桥轴的生产工序存在热损耗快、生产效率低的问题，本实用新型提供一种带法兰过桥轴锻造模具，其只需要一台设备即可完成带法兰过桥轴的全部锻造工序，降低了热损耗，提高了生产效率。
4.本实用新型的结构是这样的：一种带法兰过桥轴锻造模具，其包括：下模具，其特征在于，其还包括：初锻上模具、终锻上模具；
5.所述下模具包括下模具本体，所述下模具本体中设置轴腔，所述轴腔的形状自上而下与待加工过桥轴的第二过渡段、第一过渡段、轴身的形状适配；
6.所述初锻上模具包括：初锻模具本体，所述初锻模具本体中设置贯穿的锻压模腔，所述锻压模腔包括自上而下设置的横截面为圆形的定位腔、过渡腔、成型腔，所述定位腔的内径与待加工过桥轴的轴身直径适配，所述成型腔形状与待加工过桥轴的法兰的外壁形状适配，所述过渡腔的直径位于所述定位腔、所述成型腔直径之间；
7.所述终锻上模具包括：终锻模具本体，所述终锻模具本体底端面设置底端开口的定型腔，所述定型腔的内腔形状和尺寸与待加工过桥轴法兰外壁形状适配，所述定型腔顶端面的中心设置向下的冲头，所述冲头的形状与待加工过桥轴的中心孔的内腔形状适配。
8.其进一步特征在于：
9.所述过渡腔为圆台腔，最小直径大于等于所述定位腔直径，最大直径小于所述成型腔直径；所述过渡腔直径较小一端连通所述定位腔，直径较大一端连通所述成型腔；
10.所述下模具顶端面的外圆周上、低于顶端面的位置设定位台阶；所述下模具顶端面的直径与待加工过桥轴法兰的外圆周直径相同；所述定位台阶的外周直径大于所述法兰的外周直径；
11.所述初锻上模具还包括尺寸调整结构，所述尺寸调整结构为横截面为t字形的结构，其垂直部分直径与所述定位腔的直径匹配，顶端直径大于所述定位腔直径；
12.所述终锻上模具的底端面与所述定型腔同心设置定位环腔；所述定型腔的深度大于法兰的高度，所述定位环腔的内腔直径与所述定位台阶的外圆轴直径适配，二者间隙配合；
13.所述下模具底端面设置于所述轴腔连通的同心固定用环腔；
14.所述轴腔还包括法兰过渡腔，所述法兰过渡腔为上宽下窄的圆台腔，所述法兰过渡腔的大直径一端与所述下模具上端面齐平，所述法兰过渡腔的小直径一端连通所述第二过渡段所在轴腔。
15.本实用新型提供的一种带法兰过桥轴锻造模具，坯料的一端为轴身，另一端深入到初锻上模具的锻压模腔，经过锻压后，在轴腔中形成第二过渡段、第一过渡段，在锻压模腔中经过在成型腔中初步成型，最后在终锻工序中，在终锻上模具的定型腔最终成型。本实用新型通过设置两个活动的上模具：初锻上模具、终锻上模具，通过初锻上模具和下模具完成坯料上轴身、第一过渡段、第二过渡段、法兰的初步成型，通过终锻模具完成法兰的最后定型，确保在同一个设备上完成初锻、终锻两个工序，无需多次装夹周转，不但降低了热损耗，同时提高了生产效率。
附图说明
16.图1为带法兰过桥轴的结构示意图；
17.图2为本实用新型中下模具的主视的结构示意图；
18.图3为本实用新型中初锻上模具的主视的结构示意图；
19.图4为本实用新型中终锻上模具的主视的结构示意图；
20.图5为本实用新型中下模具和初锻上模具连接关系示意图；
21.图6为本实用新型中下模具和终锻上模具连接关系示意图。
具体实施方式
22.如图2~4所示，本实用新型一种带法兰过桥轴锻造模具，其包括：下模具2、初锻上模具3、终锻上模具4。
23.如图2所示，下模具2包括下模具本体201，下模具本体201中设置轴腔，轴腔的形状自上而下与待加工过桥轴的第二过渡段104、第一过渡段105、轴身101的形状适配，如图2中第二轴身过渡腔203、第一过轴身渡腔204、轴身腔205。下模具2的轴腔还包括法兰过渡腔202，法兰过渡腔202为上宽下窄的圆台腔，法兰过渡腔202的大直径一端与下模具2上端面齐平，法兰过渡腔202的小直径一端连通第二轴身过渡腔203。下模具2顶端面的外圆周上，低于顶端面的位置设定位台阶207；下模具2顶端面的直径与待加工过桥轴法兰的外圆周直径相同；下模具2底端面设置于轴腔连通的同心固定用环腔206；具体工序中，下模具2通过固定用环腔206固定在机床上。
24.如图3所示，初锻上模具3的底端面与锻压模腔同心设置初锻定位环腔302；定位环腔的内腔直径小于定位台阶207的外壁直径。初锻定位环腔302顶端连通成型腔303，初锻定位环腔302底端与初锻模具本体301的底端面持平。在初锻工序中，初锻上模具3自上而下压在下模具本体201的顶端面，初锻定位环腔302底端面会卡在定位台阶207的顶端面，对二者进行定位，确保初锻上模具3不会压下过度，导致工件变形，引起锻造失败，导致工件锻造失
败。
25.终锻上模具4的底端面与定型腔403同心设置定位环腔，图中标记为：终锻定位环腔402；定型腔403的深度大于法兰102的高度，定位台阶207的外周直径大于法兰102的外周直径；终锻定位环腔402的内腔直径与定位台阶207的外圆轴直径适配，二者间隙配合；终锻上模具4底端面设置终锻定位环腔402，终锻定位环腔402顶端连通定型腔403、底端与终锻模具本体401的底端面持平。如图4所示，终锻工序中，终锻上模具4自上而下压向下模具2时，坯料5在定型腔403内成型，将定型腔403的深度设置为大于法兰102的高度，可以确保坯料5在锻压过程中不会发生溢出，引起工件变形，同时也确保坯料5能够收到充分挤压，工件能够按照预先设计成型。当终锻定位环腔402套进下模具2外周后，定型腔403的直径等于法兰的直径，小于定位台阶207的外周直径，所以定型腔403底端面会卡在定位台阶207的顶端面，终锻定位环腔402会套在定位台阶207的外周，确保终锻模具本体401不会压下过度，导致工件变形，引起锻造失败。
26.如图3所示，初锻上模具3包括：初锻模具本体301，初锻模具本体301中设置贯穿的锻压模腔，锻压模腔包括自上而下设置的横截面为圆形的定位腔305、过渡腔304、成型腔303，定位腔305的内径与待加工过桥轴的轴身101直径适配，成型腔303形状与待加工过桥轴的法兰102的外壁形状适配，过渡腔304的直径位于定位腔305、成型腔303直径之间。
27.初锻上模具3过渡腔304为圆台腔，最小直径大于等于定位腔305直径，最大直径小于成型腔303的直径；过渡腔304直径较小一端连通定位腔305，直径较大一端连通成型腔303；初锻上模具3中的过渡腔304底端最大直径设置为小于成型腔303的直径，确保在对坯料5的挤压成型过程中，坯料5不会溢出法兰的顶端面的范围，以便在定型工序中，通过终锻上模具4可以对法兰完全定型。
28.终锻上模具4包括：终锻模具本体401，终锻模具本体401底端面设置底端开口的定型腔403，定型腔403内腔形状与待加工过桥轴的法兰102外壁形状适配，定型腔403顶端面的中心设置向下的冲头404，冲头404的形状与待加工过桥轴的中心孔103的内腔形状适配。
29.初锻上模具3还包括尺寸调整结构306，尺寸调整结构306为横截面为t字形的结构，其垂直部分直径与定位腔305直径匹配，安装时从定位腔305顶端伸入到初锻上模具3内腔，顶端直径大于定位腔305直径。通过改变调整结构306深入到初锻上模具3内腔的长度，控制对坯料5的锻压程度。
30.如图5所示，坯料5直径与轴身101相同，坯料5的一端为轴身，另一端穿过下模具的轴腔，向上深入到初锻上模具的锻压模腔，进行法兰加工；加工的时候，先将下模具2固定在机床上，坯料5底端穿过锻压模腔设置到轴腔中，初锻上模具3通过尺寸调整306自上而下对坯料5进行锻压；坯料5受力后，轴身101以上部分，沿着第二轴身过渡腔203、第一轴身过渡腔204变形，形成过桥轴的第二过渡段104、第一过渡段105。坯料5的顶端沿着定位腔305、过渡腔304逐渐向下变形，在成型腔303、法兰过渡腔202初步形成过桥轴的法兰102。
31.法兰102初步成型后，初锻上模具3上行，与坯料5分离，终锻上模具4下行，对坯料5进行加工，通过冲头404在坯料5上形成中心孔103，同时通过冲头404对坯料5进行充分挤压，使法兰102在定型腔403内完全成型，第二过渡段104、第一过渡段105在第二轴身过渡腔203、第一轴身过渡腔204内完全成型。通过预先计算后设计的成型腔303、定位台阶207、终锻定位环腔402三者配合确保法兰102、第二过渡段104、第一过渡段105最终能够达到设计
的形状。