阅读说明：本技术 一种用于双向偏心轴的成形装置及成形方法 (Forming device and forming method for bidirectional eccentric shaft ) 是由 郑书华 占斐龙 陈兴 于 2020-07-03 设计创作，主要内容包括：本发明涉及塑性成形技术领域,尤其涉及一种用于双向偏心轴的成形装置及成形方法。它包括两个带有成形楔的板式模具,两个板式模具上下相对布置且在水平方向上相向做直线运动,以对圆棒料进行轧制成形,成形楔包括两个相对布置的楔入段、展宽段及精整段,成形楔的中间具有通槽,通槽用于成形双向偏心轴中间的轴肩,通槽将成形楔分隔成左半楔和右半楔；所述精整段包括偏心段,偏心段的表面呈正弦曲面,左半楔上偏心段的正弦曲面和右半楔上偏心段的正弦曲面的相位差为半个周期。本发明能够通过楔横轧技术将圆棒料一次加工成形出双向偏心轴,提高成形速度和材料利用率。(The invention relates to the technical field of plastic forming, in particular to a forming device and a forming method for a bidirectional eccentric shaft. The forming wedge comprises two plate type dies with a forming wedge, wherein the two plate type dies are oppositely arranged up and down and do linear motion in the horizontal direction in an opposite mode so as to roll and form a round bar material, the forming wedge comprises two oppositely arranged wedging sections, widening sections and finishing sections, a through groove is formed in the middle of the forming wedge and used for forming a shaft shoulder in the middle of the bidirectional eccentric shaft, and the forming wedge is divided into a left half wedge and a right half wedge by the through groove; the finishing section comprises an eccentric section, the surface of the eccentric section is a sine curved surface, and the phase difference between the sine curved surface of the eccentric section on the left half wedge and the sine curved surface of the eccentric section on the right half wedge is a half period. The invention can process and form the two-way eccentric shaft from the round bar stock by one-step processing through the cross wedge rolling technology, thereby improving the forming speed and the material utilization rate.)

一种用于双向偏心轴的成形装置及成形方法

技术领域

本发明涉及塑性成形技术领域，尤其涉及一种用于双向偏心轴的成形装置及成形方法。

背景技术

双向偏心轴在实际生产中有着广泛的应用，例如曲轴模锻成形的坯料等等，由于双向偏心轴的结构特殊性，包括中间的轴肩及分别位于轴肩两端的偏心轴段，通常是采用锻造技术进行成形制造，但是锻造技术存在效率低、材料利用率高等固有劣势。

楔横轧技术用来轧制轴类产品具有其独特的优势，材料利用率高，成形速度快，近年来越来越受到人们的重视，但是楔横轧一般用于成形同心的阶梯轴，在双向偏心轴的生产上有待开发。

如中国专利授权公告号CN102615109B，授权公告日为2014.05.28，发明名称为“变速箱输入轴和输出轴楔横轧同步轧制模具”的专利中公开了一种变速箱输入轴和输出轴楔横轧同步轧制模具，包括轧辊本体，其特征在于：所述的轧辊本体上设有同向排列的变速箱输入轴轧制成型模具L1和输出轴轧制成型模具L2，在变速箱输入轴轧制成型模具L1和输出轴轧制成型模具L2之间设有连体轴楔，在连体轴楔的左侧为变速箱输入轴轧制成型模具L1；在连体轴楔的右侧为变速箱输出轴轧制成型模具L2；变速箱输入轴和输出轴通过一根加热的金属棒料在同一套模具上同步一次轧制成型。

以上技术依然存在上述问题，即现有的楔横轧技术不适用于成形双向偏心轴这种具有偏心结构的轴类产品。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中楔横轧技术不适用于成形双向偏心轴这种具有偏心结构的轴类产品的不足，提供一种用于双向偏心轴的成形装置及成形方法，能够通过楔横轧技术将圆棒料一次加工成形出双向偏心轴，提高成形速度和材料利用率。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于双向偏心轴的成形装置，包括两个带有成形楔的板式模具，两个板式模具上下相对布置且在水平方向上相向做直线运动，以对圆棒料进行轧制成形，成形楔包括两个相对布置的楔入段、展宽段及精整段，成形楔的中间具有通槽，通槽用于成形双向偏心轴中间的轴肩，通槽将成形楔分隔成左半楔和右半楔；所述精整段包括偏心段，偏心段的表面呈正弦曲面，左半楔上偏心段的正弦曲面和右半楔上偏心段的正弦曲面的相位差为半个周期。

本发明通过一个工序加工出双向偏心轴，具体为两个板式模具水平相向运动，对圆棒料进行轧制成形，圆棒料依次经过楔入段、展宽段及精整段后，通槽用于成形中间轴肩，这样圆棒料就成形为一个同心阶梯轴，同心阶梯轴再经过偏心段，由于左半楔上偏心段的正弦曲面和右半楔上偏心段的正弦曲面的相位差为半个周期，轴肩两端的轴段往径向相反的反向偏移，最后成形为双向偏心轴，这样相比现有的锻造技术，仅通过一个完整的轧制工序就完成了双向偏心轴的加工，成形速度和材料利用率都大大提高，同时也克服了楔横轧技术不适用于轧制偏心轴的缺陷。

作为优选，所述偏心段位于精整段的后段，以使圆棒料在经过偏心段之前能够先轧制成同心阶梯轴。这是让圆棒料经过展宽段后，精整段的前段有足够的长度对同心阶梯轴进行充分修圆精准，提高成形质量和精度，间接提高下一步偏心段的成形精度。

作为优选，所述成形楔上具有两个挡楔，两个挡楔位于偏心段的左右两侧，挡楔沿成形楔的长度方向延伸。挡楔用于挡住圆棒料的端部，可以根据成形要求在棒料的两端形成轴端，也可以作为料头切除(楔横轧技术的一项缺陷是容易在成形后的轧件两端形成凹心，此缺陷可以通过预留料头并在成形后切除掉解决)。

一种用于双向偏心轴的成形方法，应用上述的成形装置，包括以下步骤：

一、将圆棒料进行加热；

二、将加热过的圆棒料送入两个板式模具之间，两个板式模具开始在水平方向上相向做直线运动；

三、圆棒料经过楔入段、展宽段及精整段，逐渐成形成同心阶梯轴；

四、同心阶梯轴再经过偏心段，通过正弦曲面的作用，同心阶梯轴往径向相反的反向成形为双向偏心轴。

本发明的有益效果是：对成形楔进行了改进设计，设计了偏心段，由于左半楔上偏心段的正弦曲面和右半楔上偏心段的正弦曲面的相位差为半个周期，轴肩两端的轴段往径向相反的反向偏移，最后成形为双向偏心轴，这样能够通过楔横轧技术将圆棒料一次加工成形出双向偏心轴，有效提高了双向偏心轴的成形速度和材料利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，亦可根据下述附图获得其它的附图。

图1是本发明中双向偏心轴的结构示意图；

图2是本发明中板式模具的结构示意图；

图3是图2中A-A的剖视图；

图4是图2中B-B的剖视图；

图5是图2中C-C的剖视图；

图6是本发明中左半楔上偏心段处的结构示意图；

图7是本发明中右半楔上偏心段处的结构示意图。

附图标记：成形楔1、楔入段11、展宽段12、精整段13、通槽14、左半楔15、右半楔16、偏心段17、挡楔18、正弦曲面19、板式模具2、圆棒料3、轴肩31、偏心轴段32、轴端33。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面参考附图描述根据本发明实施例的用于双向偏心轴的成形装置及成形方法。

实施例：如图1至图7中所示，

一种用于双向偏心轴的成形装置，包括两个带有成形楔1的板式模具2，两个板式模具上下相对布置且在水平方向上相向做直线运动，以对圆棒料3进行轧制成形，成形楔包括两个相对布置的楔入段11、展宽段12及精整段13，成形楔的中间具有通槽14，通槽用于成形双向偏心轴中间的轴肩31，通槽将成形楔分隔成左半楔15和右半楔16；精整段包括偏心段17，偏心段的表面呈正弦曲面19，左半楔上偏心段的正弦曲面和右半楔上偏心段的正弦曲面的相位差为半个周期。

本发明通过一个工序加工出双向偏心轴，双向偏心轴包括中间的轴肩及分别位于轴肩两端的偏心轴段32，具体为两个板式模具水平相向运动，对圆棒料进行轧制成形，圆棒料依次经过楔入段、展宽段及精整段后，通槽用于成形中间轴肩，这样圆棒料就成形为一个同心阶梯轴，同心阶梯轴再经过偏心段，由于左半楔上偏心段的正弦曲面和右半楔上偏心段的正弦曲面的相位差为半个周期，轴肩两端的轴段往径向相反的反向偏移，最后成形为双向偏心轴，这样相比现有的锻造技术，仅通过一个完整的轧制工序就完成了双向偏心轴的加工，成形速度和材料利用率都大大提高，同时也克服了楔横轧技术不适用于轧制偏心轴的缺陷。

偏心段位于精整段的后段，以使圆棒料在经过偏心段之前能够先轧制成同心阶梯轴，这是让圆棒料经过展宽段后，精整段的前段有足够的长度对同心阶梯轴进行充分修圆精准，提高成形质量和精度，间接提高下一步偏心段的成形精度。

成形楔上具有两个挡楔18，两个挡楔位于偏心段的左右两侧，挡楔沿成形楔的长度方向延伸。挡楔用于挡住圆棒料的端部，可以根据成形要求在棒料的两端形成轴端33，也可以作为料头切除(楔横轧技术的一项缺陷是容易在成形后的轧件两端形成凹心，此缺陷可以通过预留料头并在成形后切除掉解决)。

一种用于双向偏心轴的成形方法，应用上述的成形装置，包括以下步骤：

一、将圆棒料进行加热；

二、将加热过的圆棒料送入两个板式模具之间，两个板式模具开始在水平方向上相向做直线运动；

三、圆棒料经过楔入段、展宽段及精整段，逐渐成形成同心阶梯轴；

四、同心阶梯轴再经过偏心段，通过正弦曲面的作用，同心阶梯轴往径向相反的反向成形为双向偏心轴。

在参数设计上满足：

L₁＝hcotαcotβ

L₂＝lcot

L₄＝πd₁

其中，h为成形楔的高度(mm)，α、β分别为成形楔的成形角和展宽角(°)，l为轧件轧后以d₁为直径部分的长度(mm)，d₁为轧件轧后的直径(mm)，x、y分别为正弦曲面的X坐标和Y坐标(不考虑Z向)。

本发明的有益效果是：对成形楔进行了改进设计，设计了偏心段，由于左半楔上偏心段的正弦曲面和右半楔上偏心段的正弦曲面的相位差为半个周期，轴肩两端的轴段往径向相反的反向偏移，最后成形为双向偏心轴，这样能够通过楔横轧技术将圆棒料一次加工成形出双向偏心轴，有效提高了双向偏心轴的成形速度和材料利用率。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。