一种大变径输入轴锻造加工设备的制作方法

1.本发明涉及输入轴类产品热锻成型技术领域，具体为一种大变径输入轴锻造加工设备。


背景技术：

2.输入轴是汽车变速器中重要零件,其上端斜齿轮与变速器中的中轴啮合,轴部花键通过离合器与发动机相连,是汽车动力传输的关键。由于其特殊的结构,一般采取传统的切削方法进行加工。但是,传统的切削加工方法材料利用率差,生产效率低,生产周期长,使得产品成本较高,而且破坏了金属流线,从而影响齿轮的弯曲疲劳强度、齿面接触疲劳强度和耐磨性,减低齿轮的使用寿命。
3.随着塑性加工技术的发展,楔横轧、冷挤压、热锻等制坯方法已相对成熟,并得到广泛应用。采用楔横轧工艺可以高效加工阶梯轴坯料,但是上端待切削成齿形的部分为轧件直径最大的位置,楔横轧一般不对此位置进行加工,反而会因为加热过程恶化金属性能;而且采用传统楔横轧制坯的方法,需要用直径大。齿顶圆直径的棒料进行轧制,造成断面收缩率非常大,轧制较困难。采用冷挤压工艺加工的阶梯轴精度高,但是其受到工艺和断面收缩率所限,需要采用多工步挤压,并且磷化皂化处理会对环境造成污染，常规热锻也由于产品形状复杂，材料利用率低等问题，因此亟需设计一种大变径输入轴锻造加工设备来解决上述问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种大变径输入轴锻造加工设备，以解决上述背景技术中提出的采用传统楔横轧制坯的方法，造成断面收缩率非常大,轧制较困难。采用冷挤压工艺加工的阶梯轴精度高,但是其受到工艺和断面收缩率所限,需要采用多工步挤压,并且磷化皂化处理会对环境造成污染，常规热锻也由于产品形状复杂，材料利用率低的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种大变径输入轴锻造加工设备，包括：设备本体,包括装置本体，所述装置本体顶端内部插设有电机，所述电机一侧连接有第一模具，所述第一模具底部抵合有第二模具，所述第二模具底部连接有工作台，所述工作台一侧内部插设有顶料杆。
6.优选的，所述第一模具底端表面的纹路与第二模具表面形状相同，所述第二模具与第一模具底端表面形状相同。
7.优选的，所述第一模具和第二模具的两侧高度大于20mm，单侧间隙0.3mm，拔模斜度双边3
°
，单边1.5
°
，根部圆角过渡，所述第一模具和第二模具一侧各插设有一组顶料杆且每组顶料杆为两根。
8.优选的，装置本体一侧连接有限位机构，包括支撑桩，所述支撑桩顶端一侧活动设置有第一齿轮，所述第一齿轮一侧设置有轮盘，所述第一齿轮和轮盘通过传动带进行连接
在一起，所述轮盘一侧连接有固定杆，所述固定杆一侧抵合有导向杆，所述导向杆一侧连接有第二齿轮，所述第二齿轮一侧啮合有第三齿轮，所述第三齿轮一侧啮合有定位杆。所述装置本体和支撑桩底端的连接处设置有螺纹孔，所述支撑桩底端设置有螺纹并与第一模具开设的螺纹孔相啮合，所述支撑桩顶端一侧开设有凹槽，所述第一齿轮一侧设置有轴承座一插设于支撑桩顶端开设的凹槽内部，所述第一模具两侧开设有通槽且通槽内壁设置有齿纹与第一齿轮相啮合。
9.优选的，所述轮盘一端活动连接于第一模具开设的通槽外壁一侧，所述导向杆分为导向杆一和导向杆二，所述第二齿轮一侧连接有导向杆一，所述第三齿轮一侧连接有导向杆二且固定杆抵合第三齿轮连接的导向杆一侧，所述第三齿轮设置有两组且其中一组啮合于定位杆一侧内部，所述第二齿轮和第三齿轮一端设置有轴承座二并连接于第一模具开设的通槽内壁一侧，所述第一模具开设的通槽内壁一侧开设有槽孔，所述定位杆插设于第一模具开设的槽孔内部且一侧啮合于第三齿轮。
10.优选的，所述第二模具内部连接有支撑结构，所述支撑结构包括有固定块，所述固定块一端固定连接有限位桩，所述限位桩内部插设有支撑杆，所述支撑杆内部插设有铰接杆，所述支撑杆一端外壁套接有定位块，所述定位块内部连接有连接轴，所述支撑杆两侧连接有弹簧杆。
11.优选的，所述支撑杆底端开设有通孔一，所述限位桩设置为凹形且开设有通孔二，所述铰接杆插设于通孔一和通孔二内部使限位桩和支撑杆之间活动连接。
12.优选的，所述定位块一侧开设有槽体，所述支撑杆顶端插设于定位块开设的槽体内部活动连接于连接轴，所述连接轴一端固定连接于定位块开设的槽体内壁一侧，所述顶料杆一侧表面开设有限位槽，所述定位块的形状与顶料杆开设的限位槽相同。
13.与现有技术相比，本发明的有益效果是：该大变径输入轴锻造加工工艺通过检查来料后下料，将原材料放入第一模具和第二模具之间通过模流分析使其充满第一模具和第二模具内部，使其呈凸型并通过四道辊锻，且第一模具和第二模具采用近闭式成型，采用挤压桶结构，挤压桶根部圆角过度且两侧无挤压桶，而后通过顶料杆使其出模，材料利用率高，原材料综合利用率能达到80%，常规工艺材料利用率不超过70%，比常规工艺材料利用率至少提高10%，可以采用较小规格的原材料和选用较小规格的加热炉膛，生产过程能耗少，成型工序简单，生产节拍快。
14.该大变径输入轴锻造加工工艺通过支撑桩对第一齿轮进行支撑和限位，在第一模具上升时使第三齿轮一侧啮合的定位杆向第一模具下方延伸，在效果上使其位置保持不变，使其对材料延伸出的第一模具和第二模具之外的两端底部表面进行限位，避免在第一模具上升时造成材料位移，在出模时顶料杆插设于电机和第一模具与第二模具和工作台之间的空隙，使定位块插设于顶料杆开设的限位槽内，在支撑杆保持垂直时对第二模具和工作台之间进行辅助支撑，从而更方便于出模。
附图说明
15.图1为本发明的正视结构示意图；图2为本发明的正视剖面结构示意图；图3为本发明的侧视剖视结构示意图；
图4为本发明的俯视剖视局部结构示意图；图5为本发明的右视局部剖面结构示意图；图6为本发明的正视局部剖视结构示意图。
16.图中：1、设备本体；11、装置本体；12、电机；13、第一模具；14、第二模具；15、工作台；16、顶料杆；2、限位机构；21、支撑桩；22、第一齿轮；23、传送带；24、轮盘；25、固定杆；26、导向杆；27、第二齿轮；28、第三齿轮；29、定位杆；3、支撑结构；31、固定块；32、限位桩；33、支撑杆；34、铰接杆；35、定位块；36、连接轴；37、弹簧杆。
具体实施方式
17.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
18.请参阅图1-6，本发明提供的一种实施例：一种大变径输入轴锻造加工设备，包括：设备本体1,包括装置本体11，装置本体11顶端内部插设有电机12，电机12一侧连接有第一模具13，第一模具13底部抵合有第二模具14，第二模具14底部连接有工作台15，工作台15一侧内部插设有顶料杆16。本技术中使用的装置本体11和电机12均为市场上可直接购买到的产品，其原理和连接方式均为本领域技术人员熟知的现有技术，故在此不再赘述。
19.进一步的，第一模具13底端表面的纹路与第二模具14表面形状相同，第二模具14与第一模具13底端表面形状相同。
20.进一步的，第一模具13和第二模具14的两侧高度大于20mm，单侧间隙0.3mm，拔模斜度双边3
°
，单边1.5
°
，根部圆角过渡，第一模具13和第二模具14一侧各插设有一组顶料杆16且每组顶料杆16为两根，实现方便产品顺利出模和抓取的效果。
21.进一步的，装置本体11一侧连接有限位机构2，包括支撑桩21，支撑桩21顶端一侧活动设置有第一齿轮22，第一齿轮22一侧设置有轮盘24，第一齿轮22和轮盘24通过传动带进行连接在一起，轮盘24一侧连接有固定杆25，固定杆25一侧抵合有导向杆26，导向杆26一侧连接有第二齿轮27，第二齿轮27一侧啮合有第三齿轮28，第三齿轮28一侧啮合有定位杆29。装置本体11和支撑桩21底端的连接处设置有螺纹孔，支撑桩21底端设置有螺纹并与第一模具13开设的螺纹孔相啮合，支撑桩21顶端一侧开设有凹槽，第一齿轮22一侧设置有轴承座一插设于支撑桩21顶端开设的凹槽内部，第一模具13两侧开设有通槽且通槽内壁设置有齿纹与第一齿轮22相啮合，实现在第一模具13移动时使第一齿轮22进行转动效果。
22.进一步的，轮盘24一端活动连接于第一模具13开设的通槽外壁一侧，导向杆26分为导向杆一和导向杆二，第二齿轮27一侧连接有导向杆一，第三齿轮28一侧连接有导向杆二且固定杆25抵合第三齿轮28连接的导向杆26一侧，第三齿轮28设置有两组且其中一组啮合于定位杆29一侧内部，第二齿轮27和第三齿轮28一端设置有轴承座二并连接于第一模具13开设的通槽内壁一侧，第一模具13开设的通槽内壁一侧开设有槽孔，定位杆29插设于第一模具13开设的槽孔内部且一侧啮合于第三齿轮28，实现在第三齿轮28转动时调整定位杆29的位置。
23.进一步的，第二模具14内部连接有支撑结构3，支撑结构3包括有固定块31，固定块31一端固定连接有限位桩32，限位桩32内部插设有支撑杆33，支撑杆33内部插设有铰接杆34，支撑杆33一端外壁套接有定位块35，定位块35内部连接有连接轴36，实现对顶料杆16的辅助支撑作用，支撑杆33两侧连接有弹簧杆37。
24.进一步的，支撑杆33底端开设有通孔一，限位桩32设置为凹形且开设有通孔二，铰接杆34插设于通孔一和通孔二内部使限位桩32和支撑杆33之间活动连接，实现限位桩32和支撑杆33之间的定位和连接效果。
25.进一步的，定位块35一侧开设有槽体，支撑杆33顶端插设于定位块35开设的槽体内部活动连接于连接轴36，连接轴36一端固定连接于定位块35开设的槽体内壁一侧，顶料杆16一侧表面开设有限位槽，定位块35的形状与顶料杆16开设的限位槽相同，实现对定位块35进行定位的作用。
26.工作原理：本发明在使用时，检查来料后下料，将原材料放入第一模具13和第二模具14之间通过模流分析使其充满第一模具13和第二模具14内部，使其制成第一模具13和第二模具14内部的形状，使其呈凸型并通过四道辊锻，且第一模具13和第二模具14采用近闭式成型，采用挤压桶结构，挤压桶根部圆角过度且两侧无挤压桶，而后通过第一模具13和第二模具14一侧插设的两组共四根顶料杆16使其出模。
27.本发明在使用时，通过支撑桩21对第一齿轮22进行支撑和限位，在第一模具13上升时第一齿轮22于第一模具13开设的通槽内啮合齿纹转动，使第一齿轮22外壁套接的传送带23带动轮盘24进行转动，使固定杆25抵合支撑导向杆26带动第二齿轮27和第三齿轮28进行反向转动，使第三齿轮28一侧啮合的定位杆29向第一模具13下方延伸，在效果上使其位置保持不变，使其对材料延伸出的第一模具13和第二模具14之外的两端底部表面进行限位，避免在第一模具13上升时造成材料位移，在出模时顶料杆16插设于电机12和第一模具13与第二模具14和工作台15之间的空隙，使定位块35插设于顶料杆16开设的限位槽内，并通过弹簧杆37保持支撑杆33的稳定，在支撑杆33保持垂直时对第二模具14和工作台15之间进行辅助支撑，从而更方便于出模。
28.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

技术特征：
1.一种大变径输入轴锻造加工设备，其特征在于，包括：设备本体（1）,包括装置本体（11），所述装置本体（11）顶端内部插设有电机（12），所述电机（12）一侧连接有第一模具（13），所述第一模具（13）底部抵合有第二模具（14），所述第二模具（14）底部连接有工作台（15），所述工作台（15）一侧内部插设有顶料杆（16）。2.根据权利要求1所述的一种大变径输入轴锻造加工设备，其特征在于：所述第一模具（13）底端表面的纹路与第二模具（14）表面形状相同，所述第二模具（14）与第一模具（13）底端表面形状相同。3.根据权利要求1所述的一种大变径输入轴锻造加工设备，其特征在于：所述第一模具（13）和第二模具（14）的两侧高度大于20mm，单侧间隙0.3mm，拔模斜度双边3
°
，单边1.5
°
，根部圆角过渡，所述第一模具（13）和第二模具（14）一侧各插设有一组顶料杆（16）且每组顶料杆（16）为两根。4.根据权利要求1所述的一种大变径输入轴锻造加工设备，其特征在于：装置本体（11）一侧连接有限位机构（2），包括支撑桩（21），所述支撑桩（21）顶端一侧活动设置有第一齿轮（22），所述第一齿轮（22）一侧设置有轮盘（24），所述第一齿轮（22）和轮盘（24）通过传动带（23）进行连接在一起，所述轮盘（24）一侧连接有固定杆（25），所述固定杆（25）一侧抵合有导向杆（26），所述导向杆（26）一侧连接有第二齿轮（27），所述第二齿轮（27）一侧啮合有第三齿轮（28），所述第三齿轮（28）一侧啮合有定位杆（29），所述装置本体（11）和支撑桩（21）底端的连接处设置有螺纹孔，所述支撑桩（21）底端设置有螺纹并与第一模具（13）开设的螺纹孔相啮合，所述支撑桩（21）顶端一侧开设有凹槽，所述第一齿轮（22）一侧设置有轴承座一插设于支撑桩（21）顶端开设的凹槽内部，所述第一模具（13）两侧开设有通槽且通槽内壁设置有齿纹与第一齿轮（22）相啮合。5.根据权利要求4所述的一种大变径输入轴锻造加工设备，其特征在于：所述轮盘（24）一端活动连接于第一模具（13）开设的通槽外壁一侧，所述导向杆（26）分为导向杆一和导向杆二，所述第二齿轮（27）一侧连接有导向杆一，所述第三齿轮（28）一侧连接有导向杆二且固定杆（25）抵合第三齿轮（28）连接的导向杆（26）一侧，所述第三齿轮（28）设置有两组且其中一组啮合于定位杆（29）一侧内部，所述第二齿轮（27）和第三齿轮（28）一端设置有轴承座二并连接于第一模具（13）开设的通槽内壁一侧，所述第一模具（13）开设的通槽内壁一侧开设有槽孔，所述定位杆（29）插设于第一模具（13）开设的槽孔内部且一侧啮合于第三齿轮（28）。6.根据权利要求1所述的一种大变径输入轴锻造加工设备，其特征在于：所述第二模具（14）内部连接有支撑结构（3），所述支撑结构（3）包括有固定块（31），所述固定块（31）一端固定连接有限位桩（32），所述限位桩（32）内部插设有支撑杆（33），所述支撑杆（33）内部插设有铰接杆（34），所述支撑杆（33）一端外壁套接有定位块（35），所述定位块（35）内部连接有连接轴（36），所述支撑杆（33）两侧连接有弹簧杆(37)。7.根据权利要求6所述的一种大变径输入轴锻造加工设备，其特征在于：所述支撑杆（33）底端开设有通孔一，所述限位桩（32）设置为凹形且开设有通孔二，所述铰接杆（34）插设于通孔一和通孔二内部使限位桩（32）和支撑杆（33）之间活动连接。8.根据权利要求6所述的一种大变径输入轴锻造加工设备，其特征在于：所述定位块（35）一侧开设有槽体，所述支撑杆（33）顶端插设于定位块（35）开设的槽体内部活动连接于
连接轴（36），所述连接轴（36）一端固定连接于定位块（35）开设的槽体内壁一侧，所述顶料杆（16）一侧表面开设有限位槽，所述定位块（35）的形状与顶料杆（16）开设的限位槽相同。

技术总结
本发明涉及输入轴类产品热锻成型技术领域，具体为一种大变径输入轴锻造加工设备，设备本体,包括装置本体，所述装置本体顶端内部插设有电机，所述电机一侧连接有第一模具，所述第一模具底部抵合有第二模具，所述第二模具底部连接有工作台，所述工作台一侧内部插设有顶料杆；装置本体一侧连接有限位机构，包括支撑桩，所述支撑桩顶端一侧连接有第一齿轮。本发明通过将原材料放入第一模具和第二模具之间通过模流分析使其充满第一模具和第二模具内部，使其呈酒品状并通过四道辊锻，而后通过顶料杆使其出模，材料利用率高，原材料综合利用率能达到80%，常规工艺材料利用率不超过70%，比常规工艺材料利用率至少提高10%。比常规工艺材料利用率至少提高10%。比常规工艺材料利用率至少提高10%。


技术研发人员：田金龙 孟江峰 李联刚
受保护的技术使用者：芜湖三联锻造股份有限公司
技术研发日：2023.04.27
技术公布日：2023/7/25