阅读说明：本技术 一种转向节一模多型腔模具及模锻工艺 (Knuckle one-die multi-cavity die and die forging process ) 是由 曹淑良 沈辉 刘金行 魏训青 葛艳春 于 2019-12-02 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种转向节一模多型腔模具及模锻工艺,所述模具包括长方形的下模以及与下模适配的上模,所述下模上开设有依次环形排列的拍扁腔、拔长腔、敦劈腔、预锻腔和终锻腔,上模上开设有分别与拍扁腔、拔长腔、敦劈腔、预锻腔和终锻腔适配的上拍扁腔、上拔长腔、上敦劈腔、上预锻腔和上终锻腔,所述拍扁腔和拔长腔均设置在下模短边的边缘,敦劈腔设置在拔长腔靠近拔长端的一侧,敦劈腔设置在预锻腔靠近转向节长杆的一侧,敦劈腔、预锻腔和终锻腔呈三角形排布,从而实现一套模具就可以完成转向节的锻造生产,提高设备利用率,减少设备投入,缩短了锻造流转距离,在锻压过程中,可以同时对两个工件进行锻造,进一步增大了锻压效率。(The invention relates to a knuckle die multi-cavity die and a die forging process, wherein the die comprises a rectangular lower die and an upper die matched with the lower die, a flat beating cavity, a long pulling cavity, a dun split cavity, a pre-forging cavity and a finish-forging cavity which are sequentially and annularly arranged are arranged on the lower die, an upper flat beating cavity, an upper long pulling cavity, an upper dun split cavity, an upper pre-forging cavity and an upper finish-forging cavity which are respectively matched with the flat beating cavity, the long pulling cavity, the dun split cavity, the pre-forging cavity and the finish-forging cavity are arranged on the upper die, the flat beating cavity and the long pulling cavity are respectively arranged at the edge of the short edge of the lower die, the dun split cavity is arranged at one side of the long pulling cavity close to the long pulling end, the dun split cavity is arranged at one side of the pre-forging cavity close to a knuckle long rod, the dun split cavity, the pre-forging cavity and the finish-forging cavity are arranged in a triangular shape, so that the forging production of a set of the knuckle can be completed, the utilization rate, in the forging process, two workpieces can be forged simultaneously, and forging efficiency is further improved.)

一种转向节一模多型腔模具及模锻工艺

技术领域

本发明涉及锻造技术领域，尤其涉及到转向节锻造领域，具体是指一种转向节一模多型腔模具及模锻工艺。

背景技术

转向节是汽车转向桥上的主要零件之一，能够使汽车稳定行驶并灵敏传递行驶方向，转向节的功用是承受汽车前部载荷，支承并带动前轮绕主销转动而使汽车转向；商用汽车的转向节属于一种较为复杂的锻件，成型难度高，原始的锻造生产需要5-6台设备完成锻造生产，每台设备上设置有不同的锻造腔，转向节毛坯在经过第一次锻造生产后，从第一台设备的锻造腔中取下，运输到第二台设备的锻造腔进行第二次锻造，以此类推，通过不同的锻造腔依次锻造，从而将转向节毛坯锻造成需要的形状，这种生产工艺不但增大了设备和模具的投入，而且增加了锻造的流转距离，工人需要不断的将毛坯从一台设备运输到另一台设备上，且在流转的过程中毛坯的温度降低，使锻造出的转向节的稳定性降低，不合格率高，且单次只能同时锻造一个零部件，锻造效率低。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种设备利用率高、流转距离小、锻造效率高的转向节一模多型腔模具及模锻工艺。

本发明是通过如下技术方案实现的，提供一种转向节一模多型腔模具，包括长方形的下模以及与下模适配的上模，所述下模上开设有依次环形排列的拍扁腔、拔长腔、敦劈腔、预锻腔和终锻腔，上模上开设有分别与拍扁腔、拔长腔、敦劈腔、预锻腔和终锻腔适配的上拍扁腔、上拔长腔、上敦劈腔、上预锻腔和上终锻腔，所述拍扁腔和拔长腔均设置在下模短边的边缘，敦劈腔设置在拔长腔靠近拔长端的一侧，敦劈腔设置在预锻腔靠近转向节长杆的一侧，敦劈腔、预锻腔和终锻腔呈三角形排布。

本方案中的下模上开设有依次环形排列的拍扁腔、拔长腔、敦劈腔、预锻腔和终锻腔，在同一个模具上实现了拍扁、拔长、敦劈、预锻和终锻共计5个工序，并且每次锻压可以加工多个工序，大大提高了锻压的效率，缩短了流转距离，提高了锻造质量，减少设备投入。

所述拍扁腔、拔长腔、敦劈腔、预锻腔和终锻腔依次环形排列，可以加工完任意工序后，将工件搬运至相邻的下一工序的腔体内，进一步缩短了流转距离。

拍扁腔和拔长腔均设置在下模短边的边缘，由于拍扁腔和拔长腔内的加工工序中需要的压力较小，因此将压力较小的工序放置在边缘的位置，可以将模具中心位置让给压力较大的敦劈腔、预锻腔和终锻腔，减小模具下压时的偏载量。

敦劈腔设置在拔长腔靠近拔长端的一侧，在将工件从拔长腔转移到敦劈腔时，只需要将工件向敦劈腔方向推动，从而便于将工件中拔长端***敦劈腔中；敦劈腔设置在预锻腔靠近转向节长杆的一侧，在将工件从敦劈腔转移到预锻腔时，只需要将工件从敦劈腔中拔出，将工件向预锻腔方向拉动，从而使工件放置在预锻腔中，此时转向节长杆放置在预锻腔中转向节长杆的位置。

敦劈腔、预锻腔和终锻腔呈三角形排布，从而方便将敦劈腔、预锻腔和终锻腔放置在靠近下模中间的位置，在同时进行以上三个腔体中两个腔体的锻压工序时，可以降低模具的偏载量。

作为优化，所述下模内开有冷却水道，冷却水道的进水口和出水口分别连通进水管和出水管。本方案中下模内开有冷却水道，冷却水道内流通有冷却水，可以对下模起到冷却作用，防止下模因不间断工作造成温度过高，因温度过高使下模硬度下降，损坏下模。

作为优化，所述下模的四角各开设有一个定位槽，上模的四角各设有一个与定位槽适配的定位凸台。本方案中设置的定位槽和定位凸台，可以对上模和下模起到定位作用，防止下模和上模偏移。

作为优化，所述预锻腔中的转向节长杆和终锻腔中的转向节长杆平行。本方案中预锻腔中的转向节长杆和终锻腔中的转向节长杆平行，从而便于将锻腔中的转向节搬运到终锻腔中。

作为优化，所述拔长腔和上拔长腔内均设置有与拔长后的拔长杆适配的弧形面。本方案中设置的弧形面，可以使拔长后的拔长杆更接近圆形。

一种转向节一模多型腔模具的模锻工艺，包括如下步骤：

a．将加热的坯料放置到下模的拍扁腔内进行整体压扁；

b．将拍扁腔中压扁后的胚料一端放置到下模的拔长腔，并将新的胚料放置到下模的拍扁腔，启动设备，对拔长腔内的胚料进行拔长，从而将转向节的长杆拔出，同时对拍扁腔内新的胚料进行整体压扁；

c．将拔长腔中拔长后的胚料放置到下模的敦劈腔，并将拍扁腔中压扁后的胚料一端放置到下模的拔长腔，启动设备，对敦劈腔内的胚料进行敦劈，从而完成法兰盘的镦粗和叉架部位的劈料，同时对拔长腔内的胚料进行拔长，从而将转向节的长杆拔出；

d．将敦劈腔中敦劈后的胚料放置到下模的预锻腔，并将拔长腔中拔长后的胚料放置到下模的敦劈腔，启动设备，对预锻腔中的转向节进行预锻，同时对敦劈腔内的胚料进行敦劈，完成法兰盘的镦粗和叉架部位的劈料；

e．将预锻腔中预锻后的胚料放置到下模的终锻腔，并将敦劈腔中敦劈后的胚料放置到下模的预锻腔，启动设备，对终锻腔中的转向节进行终锻成型，同时对预锻腔中的转向节进行预锻；

f．将终锻腔中的锻压成品取出，将预锻腔中预锻后的胚料放置到下模的终锻腔中，并将新的坯料放置到下模的拍扁腔，启动设备，对终锻腔内的转向节进行终锻成型，同时对拍扁腔内的胚料进行整体压扁。

本发明的有益效果为：本发明的一种转向节一模多型腔模具及模锻工艺，通过在下模上开设有拍扁腔、拔长腔、敦劈腔、预锻腔和终锻腔，从而实现一套模具就可以完成转向节的锻造生产，提高设备利用率，减少设备投入，缩短了锻造流转距离，在锻压过程中，可以同时对两个工件进行锻造，进一步增大了锻压效率。

附图说明

图1为本发明下模俯视图；

图2为本发明上模仰视图；

图3为本发明合模后内部示意图；

图4为本发明合模后外部示意图；

图5为本发明转向节示意图；

图中所示：

1、拍扁腔，2、拔长腔，3、敦劈腔，4、预锻腔，5、终锻腔，6、上拍扁腔，7、上拔长腔，8、上敦劈腔，9、上预锻腔，10、上终锻腔，11、长杆，12、法兰盘，13、叉架，14、定位槽，15、定位凸台。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。

如图1~5所示，本发明的一种转向节一模多型腔模具及模锻工艺，包括长方形的下模以及与下模适配的上模，所述下模上开设有依次环形排列的拍扁腔1、拔长腔2、敦劈腔3、预锻腔4和终锻腔5，上模上开设有分别与拍扁腔1、拔长腔2、敦劈腔3、预锻腔4和终锻腔5适配的上拍扁腔6、上拔长腔7、上敦劈腔8、上预锻腔9和上终锻腔10。

如图5所示，转向节包括长杆11、法兰盘12、叉架13组成。

所述下模的四角各开设有一个定位槽14，上模的四角各设有一个与定位槽14适配的定位凸台15。

所述拔长腔2和上拔长腔7内均设置有与拔长后的拔长杆适配的弧形面。

所述拍扁腔1和拔长腔2均设置在下模短边的边缘，且拔长腔2设置在拍扁腔1的上方，敦劈腔3设置在拔长腔2靠近拔长端的一侧，如图1所示，拔长端设置在拔长腔2的左侧，敦劈腔3设置在拔长腔2的左侧。

敦劈腔3设置在预锻腔4靠近转向节长杆11的一侧，如图1所示，预锻腔4设置在敦劈腔3的左侧且预锻腔4中转向节长杆11设置在右端，从而在将工件从敦劈腔3移动到预锻腔4时，只需要通过工具夹紧工件的上端，将工件从敦劈腔3中拔出并向预锻腔4拉动，即可将工件放置在预锻腔中合适的位置。

敦劈腔3、预锻腔4和终锻腔5呈三角形排布，预锻腔4中的转向节长杆和终锻腔5中的转向节长杆平行，如图1所示，终锻腔5设置在敦劈腔3和预锻腔4之间且位于二者的下方，终锻腔5右端与拍扁腔1相邻。

所述下模内开有冷却水道，冷却水道的进水口和出水口分别连通进水管和出水管。冷却水道内流通有冷却水，冷却水道流经拍扁腔1、拔长腔2、敦劈腔3、预锻腔4和终锻腔5的下方，从而对以上5个腔体起到冷却作用。冷却水道可以为一条流经以上5个腔体的通道，也可以为多条分别流经各个腔体的通道。

本实施例的一种转向节一模多型腔模锻工艺，包含如下步骤：

a．将棒料进行中频加热，保证棒料出炉温度为1130~1080℃，棒料加热时匀速入炉，快速连续加热，用红外测温仪测量棒料出炉温度并做好记录，棒料出炉温度过高时及时调整，如后续工序出现故障，必须按正常节拍出料，不得降低功率或延长出料时间，将加热后的坯料竖直放置在模具平面，轻镦表面氧化皮，然后平放置于下模的拍扁腔1内进行整体拍扁。

b．使用夹钳夹取坯料一端，将拍扁后的胚料另一端深入下模的拔长腔2中，并将新的加热后的棒料放入下模的拍扁腔1内。

启动设备，对拔长腔2内的胚料进行拔长，拔长时不断对胚料进行旋转并保证无尖角、无折叠，从而将转向节的长杆11拔出，在实现拔长腔2内拔长操作的同时完成拍扁腔1内的拍扁操作。

c．将拔长后的胚料向敦劈腔3方向推动，从而将拔长端竖直放置到下模的敦劈腔3中，并将拍扁腔1中压扁后的胚料一端放置到下模的拔长腔2。

启动设备，对敦劈腔3内的胚料进行敦劈，完成法兰盘12的镦粗和叉架13部位的劈料，敦劈时保证坯料不倾斜，敦劈后胚料温度约为1030℃，同时完成拔长腔2内的胚料的拔长，拔长时不断对胚料进行旋转并保证无尖角、无折叠。

d．将敦劈后的胚料拔出，并向预锻腔4方向拉动，从而将敦劈后的胚料放置到下模的预锻腔4中，放入前将预锻腔4内及坯料上的氧化皮吹干净，并将拔长腔2中拔长后的胚料向敦劈腔3方向推动，从而将拔长端竖直放置到下模的敦劈腔3中。

启动设备，对预锻腔4内的转向节进行预锻，打击时喷洒石墨乳，浓度适宜，喷洒均匀或撒锯末，防止锻件粘模，及时清理分模面和型腔的毛刺、残留飞边、氧化皮和石墨乳层，保证分模面和型腔清洁。

在预锻的同时，对敦劈腔3内的胚料进行敦劈，完成法兰盘12的镦粗和叉架13部位的劈料，敦劈时保证坯料不倾斜，敦劈后胚料温度约为1030℃。

e．将预锻后的胚料放置到下模的终锻腔5中，放入前将终锻腔5内及胚料上的氧化皮吹干净；并将敦劈腔3中敦劈后的胚料拔出，向预锻腔4方向拉动，从而将敦劈后的胚料放置到下模的预锻腔4中，放入前将预锻腔4内及坯料上的氧化皮吹干净。

启动设备，对终锻腔5中的转向节进行终锻成型，打击时喷洒石墨乳，浓度适宜，喷洒均匀或撒锯末，防止锻件粘模，及时清理分模面和型腔的毛刺、残留飞边、氧化皮和石墨乳层，保证分模面和型腔清洁，终锻后胚料温度约为950℃。

在终锻的同时，对预锻腔4内的转向节进行预锻，打击时喷洒石墨乳，浓度适宜，喷洒均匀或撒锯末，防止锻件粘模，及时清理分模面和型腔的毛刺、残留飞边、氧化皮和石墨乳层，保证分模面和型腔清洁。

f．将终锻腔5中的锻压成品取出，使用油压机热切毛边，之后空冷，并将预锻腔4中预锻后的胚料放置到下模的终锻腔5中，放入前将终锻腔5内及胚料上的氧化皮吹干净。

并将新的加热后的坯料竖直放置在模具平面，轻镦表面氧化皮，然后平放置于下模的拍扁腔1内。

启动设备，对终锻腔5中的转向节进行终锻成型，打击时喷洒石墨乳，浓度适宜，喷洒均匀或撒锯末，防止锻件粘模，及时清理分模面和型腔的毛刺、残留飞边、氧化皮和石墨乳层，保证分模面和型腔清洁，终锻后胚料温度约为950℃。

同时对拍扁腔1内的胚料进行整体压扁。

g．将终锻腔5中的锻压成品取出，使用油压机热切毛边，之后空冷，然后重复步骤b到步骤g。

当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本发明的技术方案并非是对本发明的限制，参照优选的实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本发明的宗旨，也应属于本发明的权利要求保护范围。