一种万向节万向球笼星形套冲压成形工艺[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 109482745 A(43)申请公布日 2019.03.19

(21)申请号 201811441614.8(22)申请日 2018.11.29

(71)申请人 芜湖天金机械有限公司

地址 241009 安徽省芜湖市芜湖经济技术

开发区彩虹工业园5号(72)发明人 王键钦　(51)Int.Cl.

B21D 37/12(2006.01)B21D 22/06(2006.01)

权利要求书2页 说明书3页 附图2页

CN 109482745 A()发明名称

一种万向节万向球笼星形套冲压成形工艺(57)摘要

本发明公开了一种万向节万向球笼星形套冲压成形工艺，包括以下步骤：选用特定组分的钢材铸造万向球笼星形套毛坯；进行退火处理；采用冲压成形模具进行冲压成形，冲压成形模具包括冲压上模具和冲压下模具；所述冲压下模具包括固定下模座，所述固定下模座设置有工件放置槽、沟道成形芯槽、沟道成形芯模；所述冲压上模具的顶部固定连接冲压液缸，所述冲压上模具的底部设置有内孔成形芯模和沟道成形楔块；进行切削加工，制得万向球笼星形套成品；进行淬火处理。本发明适用于对保留尺寸余量较小的铸造毛坯进行二次加工，从而避免出现万向球笼星形套工件出现局部尺寸低于标准值，无法进行切削加工的问题。

CN 109482745 A

权　利　要　求　书

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1.一种万向节万向球笼星形套冲压成形工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：选用含有以下质量百分比组分的钢材铸造万向球笼星形套毛坯：碳0.17%～0.23%，硅0.17%～0.37%，锰0.80%～1.10%，铬1.00%～1.30%，钛0.04%～0.10%，硫小于等于0.035%，磷小于等于0.035%，镍小于等于0.030%，铜小于等于0.030%，余量铁；

步骤二：对铸造的万向球笼星形套毛坯进行退火处理；步骤三：采用冲压成形模具对万向球笼星形套毛坯进行冲压成形，冲压成形模具包括冲压上模具和冲压下模具；所述冲压下模具包括轴线竖直设置的圆盘形的固定下模座，所述固定下模座的轴线处设置有工件放置槽，所述固定下模座沿径向设置有若干连通所述工件放置槽的沟道成形芯槽，若干所述沟道成形芯槽围绕所述固定下模座的轴线呈圆周等间距分布设置，每个所述沟道成形芯槽中设置有一个沟道成形芯模；所述冲压上模具的顶部固定连接冲压液缸，所述冲压上模具的底部设置有内孔成形芯模和若干沟道成形楔块，若干所述沟道成形楔块与若干所述沟道成形芯模的位置一一对应，且每个所述沟道成形芯模背向所述工件放置槽的一端均设置有配合所述沟道成形楔块的楔形端面；

步骤四：对冲压成形后的万向球笼星形套毛坯进行切削加工，制得万向球笼星形套成品；

步骤五：对万向球笼星形套成品进行淬火处理。

2.根据权利要求1所述的一种万向节万向球笼星形套冲压成形工艺，其特征在于：步骤二中，退火处理的工艺为将所述渗碳钢杆材加热至830℃～850℃，保温1～2小时，然后以每分钟8℃～11℃的速率冷却至室温。

3.根据权利要求1所述的一种万向节万向球笼星形套冲压成形工艺，其特征在于：步骤五中，淬火处理的工艺为将所述驱动轴传动杆和所述十字轴连接头加热至830℃～850℃，保温0.6小时～1.2小时，然后通过快速淬火油冷却至100℃以内，最后通过空气自然冷却至室温。

4.根据权利要求1所述的一种万向节万向球笼星形套冲压成形工艺，其特征在于：所述冲压上模具还包括上模顶板和上模固定板，所述上模固定板上设置有固定所述沟道成形楔块的通孔，所述上模顶板贴合设置于所述上模固定板的顶面，且所述上模顶板固定设置于所述内孔成形芯模的上端，且所述内孔成形芯模的顶面固定连接所述冲压液缸。

5.根据权利要求1所述的一种万向节万向球笼星形套冲压成形工艺，其特征在于：所述沟道成形芯槽连通所述固定下模座的外侧辊面，且所述固定下模座的外侧辊面套装有环形下模套；所述沟道成形芯槽包括朝向所述环形下模套一端的芯槽宽径段和朝向所述工件放置槽一端的芯槽窄径段，所述沟道成形芯模也设置有配合所述芯槽宽径段和所述芯槽窄径段的芯模宽径段和芯模窄径段。

6.根据权利要求5所述的一种万向节万向球笼星形套冲压成形工艺，其特征在于：所述沟道成形芯槽的所述芯槽宽径段的侧壁上设置有芯模限位凹槽，所述沟道成形芯模设置有配合所述芯模限位凹槽的芯模限位凸起棱。

7.根据权利要求1所述的一种万向节万向球笼星形套冲压成形工艺，其特征在于：所述固定下模座的轴线处还设置有顶针安装孔，所述顶针安装孔位于所述工件放置槽的下方，且所述顶针安装孔中设置有卸料顶针；所述顶针安装孔的上端连通所述工件放置槽，所述顶针安装孔的上端连通所述固定下模座的底壁，且所述固定下模座的底壁上设置有下模座

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权　利　要　求　书

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盖板，所述下模座盖板和所述卸料顶针的底部之间设置有卸料弹簧，所述卸料弹簧轴线竖直设置。

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说　明　书

一种万向节万向球笼星形套冲压成形工艺

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技术领域

[0001]本发明涉及一种汽车万向节组件加工工艺技术领域，特别是一种万向节万向球笼星形套冲压成形工艺。

背景技术

[0002]目前大多数的汽车都采用前置发动机后轮驱动的结构设计，万向节就是安装在变速器输出轴与驱动桥主减速器输入轴之间的重要传动零部件，万向节的主要功能在于当主动轴和从动轴发生角位移时，能够灵活传递动力和转矩。万向球笼星形套是球笼式万向节的重要组成部件，其结构主要包括内孔、外球面和沟道，内孔加工花键后用于套装在轴杆上，外球面套装在球销保持架内，沟道内用于放置滚球。[0003]现有技术中，万向球笼星形套的加工工艺主要包括铸造毛坯和切削成形两大步骤，为了保证万向球笼星形套的尺寸规格，通常铸造毛坯要保留较大的尺寸余量，因此不仅对于材料的浪费较大，而且切削成形的效率较低；当铸造毛坯要保留的尺寸余量较小时，容易导致铸造毛坯局部尺寸低于标准值，无法进行切削加工。发明内容

[0004]为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种万向节万向球笼星形套冲压成形工艺，适用于对保留尺寸余量较小的铸造毛坯进行二次加工，从而避免出现万向球笼星形套工件出现局部尺寸低于标准值，无法进行切削加工的问题。[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种万向节万向球笼星形套冲压成形工艺，包括以下步骤：步骤一：选用含有以下质量百分比组分的钢材铸造万向球笼星形套毛坯：碳0.17%～0.23%，硅0.17%～0.37%，锰0.80%～1.10%，铬1.00%～1.30%，钛0.04%～0.10%，硫小于等于0.035%，磷小于等于0.035%，镍小于等于0.030%，铜小于等于0.030%，余量铁；

步骤二：对铸造的万向球笼星形套毛坯进行退火处理；步骤三：采用冲压成形模具对万向球笼星形套毛坯进行冲压成形，冲压成形模具包括冲压上模具和冲压下模具；所述冲压下模具包括轴线竖直设置的圆盘形的固定下模座，所述固定下模座的轴线处设置有工件放置槽，所述固定下模座沿径向设置有若干连通所述工件放置槽的沟道成形芯槽，若干所述沟道成形芯槽围绕所述固定下模座的轴线呈圆周等间距分布设置，每个所述沟道成形芯槽中设置有一个沟道成形芯模；所述冲压上模具的顶部固定连接冲压液缸，所述冲压上模具的底部设置有内孔成形芯模和若干沟道成形楔块，若干所述沟道成形楔块与若干所述沟道成形芯模的位置一一对应，且每个所述沟道成形芯模背向所述工件放置槽的一端均设置有配合所述沟道成形楔块的楔形端面；

步骤四：对冲压成形后的万向球笼星形套毛坯进行切削加工，制得万向球笼星形套成品；

步骤五：对万向球笼星形套成品进行淬火处理。

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说　明　书

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作为上述技术方案的进一步改进，步骤二中，退火处理的工艺为将所述渗碳钢杆

材加热至830℃～850℃，保温1～2小时，然后以每分钟8℃～11℃的速率冷却至室温。[0007]作为上述技术方案的进一步改进，步骤五中，淬火处理的工艺为将所述驱动轴传动杆和所述十字轴连接头加热至830℃～850℃，保温0.6小时～1.2小时，然后通过快速淬火油冷却至100℃以内，最后通过空气自然冷却至室温。[0008]与现有技术相比较，本发明的有益效果是：

本发明所提供的一种万向节万向球笼星形套冲压成形工艺，通过采用冲压上模具和带有沟道成形芯模的冲压下模具对铸造毛坯进行二次加工，对保留尺寸余量较小的铸造毛坯，可以避免出现万向球笼星形套工件出现局部尺寸低于标准值，无法进行切削加工的问题。

附图说明

[0009]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。[0010]图1是本发明所述的冲压成形模具的结构示意图；

图2是本发明所述的冲压下模具未冲压时的竖直剖面结构示意图；图3是图2中A-A处的局部剖面结构示意图；

图4是本发明所述的冲压下模具的俯视结构示意图。

具体实施方式

[0011]本实施例提供的一种万向节万向球笼星形套冲压成形工艺，包括以下步骤：

步骤一：选用含有以下质量百分比组分的钢材铸造万向球笼星形套毛坯：碳0.17%～0.23%，硅0.17%～0.37%，锰0.80%～1.10%，铬1.00%～1.30%，钛0.04%～0.10%，硫小于等于0.035%，磷小于等于0.035%，镍小于等于0.030%，铜小于等于0.030%，余量铁。[0012]步骤二：对铸造的万向球笼星形套毛坯进行退火处理；退火处理的工艺为将所述渗碳钢杆材加热至830℃～850℃，保温1～2小时，然后以每分钟8℃～11℃的速率冷却至室温。

[0013]步骤三：采用冲压成形模具对万向球笼星形套毛坯进行冲压成形，冲压成形模具结构如图1至图4所示，包括冲压上模具和冲压下模具；所述冲压下模具包括轴线竖直设置的圆盘形的固定下模座11，所述固定下模座11的轴线处设置有工件放置槽12，所述固定下模座11沿径向设置有若干连通所述工件放置槽12的沟道成形芯槽13，若干所述沟道成形芯槽13围绕所述固定下模座11的轴线呈圆周等间距分布设置，每个所述沟道成形芯槽13中设置有一个沟道成形芯模14；所述冲压上模具的顶部固定连接冲压液缸25，所述冲压上模具的底部设置有内孔成形芯模21和若干沟道成形楔块22，若干所述沟道成形楔块22与若干所述沟道成形芯模14的位置一一对应，且每个所述沟道成形芯模14背向所述工件放置槽12的一端均设置有配合所述沟道成形楔块22的楔形端面。[0014]具体地，所述冲压上模具还包括上模顶板23和上模固定板24，所述上模固定板24上设置有固定所述沟道成形楔块22的通孔，所述上模顶板23贴合设置于所述上模固定板24的顶面，且所述上模顶板23固定设置于所述内孔成形芯模21的上端，且所述内孔成形芯模21的顶面固定连接所述冲压液缸25。所述沟道成形芯槽13连通所述固定下模座11的外侧辊

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说　明　书

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面，且所述固定下模座11的外侧辊面套装有环形下模套15；所述沟道成形芯槽13包括朝向所述环形下模套15一端的芯槽宽径段131和朝向所述工件放置槽12一端的芯槽窄径段132，所述沟道成形芯模14也设置有配合所述芯槽宽径段131和所述芯槽窄径段132的芯模宽径段141和芯模窄径段142。所述沟道成形芯槽13的所述芯槽宽径段131的侧壁上设置有芯模限位凹槽133，所述沟道成形芯模14设置有配合所述芯模限位凹槽133的芯模限位凸起棱143。所述固定下模座11的轴线处还设置有顶针安装孔16，所述顶针安装孔16位于所述工件放置槽12的下方，且所述顶针安装孔16中设置有卸料顶针17；所述顶针安装孔16的上端连通所述工件放置槽12，所述顶针安装孔16的上端连通所述固定下模座11的底壁，且所述固定下模座11的底壁上设置有下模座盖板18，所述下模座盖板18和所述卸料顶针17的底部之间设置有卸料弹簧19，所述卸料弹簧19轴线竖直设置。[0015]加工时，将工件放置在所述工件放置槽12的上方，在所述卸料顶针17的支撑下工件未完全进入所述工件放置槽12，然后所述冲压上模具下落，所述内孔成形芯模21进入工件内孔，推动所述卸料顶针17下落，工件完全进入所述工件放置槽12，同时所述内孔成形芯模21加工工件的内孔；然后所述沟道成形楔块22下落，推动所述沟道成形芯模14朝向所述工件放置槽12运动，对工件的沟道进行塑性加工；冲压加工完成后，所述冲压上模具抬升，所述内孔成形芯模21退出工件内孔，所述沟道成形楔块22退出所述沟道成形芯槽13，所述卸料顶针17上升顶起工件，从而便于工件卸料。[0016]步骤四：对冲压成形后的万向球笼星形套毛坯进行切削加工，制得万向球笼星形套成品。

[0017]步骤五：对万向球笼星形套成品进行淬火处理；淬火处理的工艺为将所述驱动轴传动杆和所述十字轴连接头加热至830℃～850℃，保温0.6小时～1.2小时，然后通过快速淬火油冷却至100℃以内，最后通过空气自然冷却至室温。[0018]以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，当然，本发明还可以采用与上述实施方式不同的形式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下所作的等同的变换或相应的改动，都应该属于本发明的保护范围内。

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图1

图2

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说　明　书　附　图

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图3

图4

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