1.一种台阶轴毛坯的闭塞精锻工艺,其特征在于,基于一种台阶轴毛坯的闭塞精锻装置,所述台阶轴毛坯的闭塞精锻装置包括上模(3)、下模芯(4)、上滑块结构(5)、下滑块结构(6)、预应力圈(7)、导向限位筒(8)、支撑板(9)和下模座(14);导向限位筒(8)固定在下模座(14)上,导向限位筒的底部固定有阻力单元,阻力单元的顶部固定有支撑板(9);支撑板(9)上放置着同轴设置的下模芯(4)和预应力圈(7),预应力圈(7)和下模芯(4)通过过盈配合紧固在一起,预应力圈(7)设置于下模芯(4)外周;上模(3)同轴设置于下模芯(4)和预应力圈(7)上方,固定于压力机滑块上,能够随压力机滑块上下运动;下模芯(4)设有型腔,型腔中安装有用于和下模芯(4)配合成形台阶轴工件(2)上台阶(201)和下台阶(202)的上滑块结构(5)和下滑块结构(6);下模座(14)的中心孔装有能够沿下模座(14)的中心孔上下运动下顶杆(15);下顶杆(15)上端放置着上顶杆(10);上顶杆(10)延伸至下模芯(4)的下模芯中心孔(43)中;下模芯(4)的轴向上设有下模芯中心孔(43)、下台阶孔(42)和上台阶孔(41),其中上台阶孔(41)的直径等于工件(2)的上台阶(201)的直径,下台阶孔(42)的直径等于工件(2)的下台阶(202)的直径;下模芯(4)的顶部设有对称设置的十字形开口(40),每个开口位置在下模芯(4)的外圆周上设有上导滑槽(44)和下导滑槽(45);每个上导滑槽(44)中安装有一个上滑块结构(5),每个下导滑槽(45)中安装有一个下滑块结构(6);
所述台阶轴毛坯的闭塞精锻工艺包括以下步骤:
1)将加热好的棒料(1)放入下模芯(4)中,四个上滑块结构(5)的上滑块(51)和四个下滑块结构(6)的下滑块(61)分别在上弹性元件(52)和下弹性元件(62)作用下接近棒料(1),上模(3)压下,合模后上模(3)、下模芯(4)及预应力圈(7)在压力机的作用下同步下行,棒料(1)在上模(3)的挤压作用下充填型腔;
其中,四个上滑块结构(5)的上滑块(51)承受的相同的背压Fs,而四个下滑块结构(6)的下滑块(61)承受相同的背压Fx,且Fx大于Fs,
在上模(3)、下模芯(4)向下运动的过程中,模腔中的压力增大,由于棒料(1)四周由上滑块(51)和下滑块(61)支撑,且因为四个上滑块(51)和四个下滑块(61)承受相同的背压,故棒料(1)只发生镦粗而不会弯曲;
2)由于Fx大于Fs,当模腔内压力P增大到四个上滑块(51)承受的背压Fs时,四个上滑块(51)沿径向向外运动,随着模腔压力进一步增大,增大到四个下滑块(61)承受的背压Fx时,四个下滑块(61)也开始沿径向向外运动;
3)由于Fx大于Fs,和四个上滑块(51)接触的坯料沿径向向外流动的速度快,而和四个下滑块(61)接触的坯料沿径向向外流动速度慢;
4)最终两者同时到达或者先后到达极限位置,成形终了;
5)压力机回程,上模(3)向上运动的同时,阻力单元推动下模芯(4)、预应力圈(7)随上模(3)同步上行,当预应力圈(7)碰到导向限位筒(8)的限位装置,下模芯(4)运动到上极限位置后停止上行,此时上模(3)继续向上运动,模具打开;
6)下顶杆(15)向上顶,通过上顶杆(10)顶出工件(2),四个上滑块(51)和四个下滑块(61)分别在上弹性元件(52)和下弹性元件(62)的作用下复位。
2.根据权利要求1所述的一种台阶轴毛坯的闭塞精锻工艺,其特征在于,所述阻力单元为油缸(13),油缸通过导向限位筒(8)的台阶孔固定在下模座上;油缸中装有柱塞(12),柱塞在油压的控制下能够沿油缸(13)上下运动;油缸(13)上端固定有限位块(11),用于对柱塞(12)的运动进行限位;柱塞(12)上端固定有支撑板(9)。
3.根据权利要求1所述的一种台阶轴毛坯的闭塞精锻工艺,其特征在于,上模(3)的下表面中心设有一个定位槽(32),用于成形时对棒料(1)进行定位。
4.根据权利要求1所述的一种台阶轴毛坯的闭塞精锻工艺,其特征在于,上滑块结构(5)包括上滑块(51)、上弹性元件(52)和上挡块(53);上滑块(51)包括相互连接的上成形块(5100)和上导向块(5101),上成形块(5100)的前端具有上工作面(512);上成形块(5100)的两侧的侧导滑面(513)和十字设置的开口(40)对应的侧壁配合;上导向块(5101)安装于上导滑槽(44)中;上导向块(5101)的前端设有前定位面(514),上导向块(5101)的前定位面(514)和上导滑槽(44)的前端定位面(441)配合,对上滑块(51)径向向下模芯(4)中心的运动进行定位;上弹性元件(52)一端抵持在上导向块(5101)的后端面(515)上的孔中,另一端抵持在上挡块(53)上的孔(531)中,上挡块(53)紧固在上导滑槽(44)中;
下滑块结构(6)包括下滑块(61)、下弹性元件(62)下挡块(63);下滑块(6)包括相互连接的下成形块(6100)和下导向块(6101),下成形块(6100)的前端具有下工作面(612);下成形块(6100)的两侧(613)和十字设置的开口(40)对应的侧壁配合;下导向块(6101)安装于下导滑槽(45)中;下导向块(6101)的前端设有前定位面(614),下导向块(6101)的前定位面(614)和下导滑槽(45)的前端定位面(451)配合,对下滑块径向向下模芯(4)中心的运动进行定位;下弹性元件(62)一端抵持在下导向块(6101)的后端面(615)上的孔中,另一端抵持在下挡块(63)上的孔(631)中,下挡块(63)紧固在下导滑槽(45)中。
5.根据权利要求4所述的一种台阶轴毛坯的闭塞精锻工艺,其特征在于,上工作面(512)为弧面,其弧度与上台阶(201)的弧度相同;上导向块(5101)沿径向向外运动,后端面(515)碰到上挡块(53)的前端面(532)时达到极限位置,此时四个上工作面(512)与上台阶孔(41)的内表面围绕成一个完整的圆面,该圆面的直径与上台阶(201)的直径相同,高度与上台阶(201)的高度相同;
下工作面(612)为弧面,其弧度与下台阶(202)的弧度相同;下导向块(6101)沿径向向外运动,后端面(615)碰到下挡块(63)的前端面(632)时达到极限位置,此时四个下工作面(612)与下台阶孔(42)的内表面围绕成一个完整的圆面,该圆面的直径与下台阶(202)的直径相同,高度与下台阶(202)的高度相同。
6.根据权利要求4所述的一种台阶轴毛坯的闭塞精锻工艺,其特征在于,上弹性元件(52)和下弹性元件(62)为弹簧或者可控液压阻力元件。
7.根据权利要求4所述的一种台阶轴毛坯的闭塞精锻工艺,其特征在于,上挡块(53)固定在上导滑槽(44)中;下挡块(63)固定在下导滑槽(45)中。