CN102397908B - 高频颤振冷挤压模具 - Google Patents
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Abstract
一种高频颤振冷挤压模具，包括成形机构，凸模与上模板固定连接，凹模位于凸模的正下方，凹模安装在凹模套内，颤振发生机构包括振动台和高频阀，振动台包括上板和下板，上板的中部设有凸台，凸台与凹模套固定连接，凸台周围的上板开设上下对称的环形凹槽，环形凹槽的截面呈弧形，下板的上表面中部设有下凹槽，下凹槽与下板下表面的环形凹槽连通，上板与下板通过紧固件固定并密封连接，紧固件位于环形凹槽的外圈，下板设有供液压油进出的油道，油道的一端与下凹槽连通，油道的另一端与高频阀连通，下板与下模板固定连接。本发明能提供足够大的振动输出力、较高的振动频率以及较小的振幅，在完成复杂零件振动挤压的同时并能保证其尺寸精度。
Description
技术领域
本发明涉及一种冷挤压模具。
背景技术
随着中国汽车工业的飞速发展，汽车零部件的批量越来越大，冷挤压技术也在此大展身手，越来越多的汽车零部件要求由切削工艺改为冷挤压加工。与切削加工件相比，冷挤压件具有连续的金属纤维流线和较高的机械强度，尤其是在汽车中应用较多的齿形类零件，其齿形在冷挤压后基本不需加工或仅仅只是留下磨削的加工量，而且材料利用率和生产效率高，产品质量也较为稳定。
然而，在冷挤压加工时，由于材料在室温下的高流动应力，在坯料成形终了时，变形抗力急剧上升(可达到2000MP甚至更高)，同时模具与坯料之间的摩擦力也阻碍着金属坯料的流动，不仅如此，高的变形抗力和摩擦力对于压力机的吨位以及模具的要求也更加严格。
自从首次揭示了附加的超声振动能减小单晶体锌塑性变形时的变形抗力以来，世界各国的许多学者针对振动在金属塑性加工中的应用开展了深入的理论与实验研究。迄今为止，人们在线材、管材和异型材料的拉拔、金属材料的冲孔、剪切、精压、轧制等都进行过振动加工的实验。采用的激振的方式主要以大功率超声波(称为功率声波)振动为主。但是由于超声波受到输出功率的限制，未能提供足够大的输出力，不能满足齿轮等大尺寸“难成形零件”振动挤压的要求。
基于液压驱动的振动方式能提供足够大的输出力，但常规的液压振动是通过液压缸活塞往复运动产生振动，由于活塞具有一定的质量再加上载荷，频率高时加速度大，惯性力和阻尼力都很大，需要极大的回复力来克服惯性力进行振动，因此，实现高频振动难度非常大。此外，由于活塞往复运动而产生的振动振幅通常较大，成形件的尺寸精度难以得到保证。
发明内容
为了克服已有的高频冷挤压模具的不能实现大尺寸件高频振动以及成形件尺寸精度未能得到保证的不足，本发明提供一种能提供足够大的振动输出力、较高的振动频率以及较小的振幅，在完成复杂零件振动挤压的同时并能保证其尺寸精度的高频颤振冷挤压模具。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种高频颤振冷挤压模具，包括成形机构，所述成形机构包括凸模和凹模，所述凸模与上模板固定连接，所述凹模位于凸模的正下方，所述凹模安装在凹模套内，所述高频颤振冷挤压模具还包括颤振发生机构，所述颤振发生机构包括振动台和高频阀，所述振动台包括上板和下板，所述上板的中部设有凸台，所述凸台与凹模套固定连接，所述凸台周围的上板开设上下对称的环形凹槽，所述环形凹槽的截面呈弧形，所述下板的上表面中部设有下凹槽，所述下凹槽与所述下板下表面的环形凹槽连通，所述上板与下板通过紧固件固定并密封连接，所述紧固件位于所述环形凹槽的外圈，所述下板设有供液压油进出的油道，所述油道的一端与所述下凹槽连通，所述油道的另一端与高频阀连通，所述下板与下模板固定连接。
作为优选的一种方案：所述凸台上表面设有T形槽，所述凹模套通过螺栓固定在所述T形槽内。
进一步，所述环形凹槽的截面呈半圆形，所述下板的下凹槽截面呈圆形。
再进一步，所述凸模套于衬套内，所述衬套通过盘形螺母与上模板固定连接，所述上模板顶部设有上垫块；所述凹模外设有应力圈，凹模通过压套螺母固定在凹模套内，所述凹模底部设有下垫块。
上模板设有上导向孔，所述下模座上设有下导向孔，导柱分别穿过所述上导向孔和下导向孔。
本发明的技术构思为：通过高频阀控制进油与回油的频率以及压强，即可实现上板凸台部分以一定的频率和振幅上下振动。
工作时固定好模具与颤振台。在成型部分挤压零件的同时，振动台亦工作，以提供一定频率和振幅的颤振。由于颤振的振幅微小，不会影响成形件的尺寸精度要求。此外，高频的颤振有利于零件成形时的材料流动，并能改善摩擦条件以及减小流动应力，从而达到减摩降载的目的。
从上述技术方案可以看出。本发明涉及的模具主要由成形部分和颤振发生部分组成。可实现齿轮等复杂零件的高频颤振挤压，从而克服了复杂零件在传统冷挤压中材料流动应力高、摩擦力大以及设备要求高的不足。
本发明的有益效果主要表现在：(1)结构简单、成本低。本发明是在传统挤压设备基础上，增加一颤振发生器即可实现，结构简单。采用三通高频阀作为颤振发生器的控制器，已发展的较为成熟，价格也较低。
(2)振动频率高。本发明所采用的高频颤振器是高频交流液流直接作用在弹性刚度较大的振动板上，使弹性振动板产生振动，仅需部分克服负载的惯性力且没有阻尼力，再借助弹性元件很大的弹性回复力，能实现很高的振动频率，从而达到颤振的效果。
(3)功率密度、输出力大。相比较超声波，电磁式激振发生器，这种电液颤振器仅由颤振缸和交流阀组成，体积很小，但能输出较大的功率，比同体积的电磁振动器的功率高很多，并且能输出足够大的振动力。
(4)振幅小。相比与常规的液压振动，本高频颤振器使高频液流直接作用与振动板上，由于振动板材料自身的应力应变特性，能实现幅度很小的振动，目前已可达微米级。由于振幅的微小，因此不会影响成形件的尺寸精度。
附图说明
图1为振动挤压模具结构图。
图2为振动挤压模具凹模俯视图。
图3为颤振发生机构结构图。
图4是图3的俯视图。
图5是图3的A部示意图。
图6为高频颤振器进油状态示意图。
图7为高频颤振器出油状态示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
参照图1～图7，一种高频颤振冷挤压模具，包括成形机构，所述成形机构包括凸模3和凹模6，所述凸模3与上模板1固定连接，所述凹模6位于凸模3的正下方，所述凹模6安装在凹模套9内，所述高频颤振冷挤压模具还包括颤振发生机构，所述颤振发生机构包括振动台和高频阀，所述振动台包括上板10和下板11，所述上板10的中部设有凸台，所述凸台与凹模套9固定连接，所述凸台周围的上板开设上下对称的环形凹槽14，所述环形凹槽14的截面呈弧形，所述下板11的上表面中部设有下凹槽，所述下凹槽与所述下板下表面的环形凹槽14连通，所述上板10与下板11通过紧固件固定并密封连接，所述紧固件位于所述环形凹槽14的外圈，所述下板11设有供液压油进出的油道16，所述油道16的一端与所述下凹槽连通，所述油道16的另一端与高频阀连通，所述下板11与下模板13固定连接。
所述凸台上表面设有T形槽17，所述凹模套9通过螺栓固定在所述T形槽17内。
所述环形凹槽14的截面呈半圆形，所述下板11的下凹槽截面呈圆形。
所述凸模3套于衬套4内，所述衬套4通过盘形螺母5与上模板1固定连接，凸模3顶部设有上垫块2，所述凹模6外设有应力圈7，凹模6通过压套螺母8固定在凹模套9内。
上模板设有上导向孔，所述下模座上设有下导向孔，导柱12分别穿过所述上导向孔和下导向孔。
工作时，凸模3挤压零件的同时，颤振发生机构给予凹模以一定频率和幅度的振动，从而达到振动挤压的目的，由于高频颤振的振幅可到达微米级，因此不会影响成形件的尺寸精度。
图3～图5为颤振发生机构结构图，所述颤振发生机构由上下板两部分组成。上板10为一带凸台的圆板。在凸台周围开设上下对称的环形凹槽14，凸台表面设有6条均布T形槽17，用以固定模具。下板11上表面设有下凹槽，使之与上板之间存有一定的空隙。下板11一侧设有油道16，用于液压油的进(回)油。上下板通过二十枚螺栓紧密连接，并通过密封圈15保证其密封性。工作时，液压油通过油道进入上下板之间的空隙，使其压强迅速增大。由于凹槽14的存在，上板凸台部分会迫使向上偏移；液压油流出上下板之间的空隙时，其压强回到常态，上板凸台部分又回到初始位置。通过高频阀的控制，即可实现上板凸台部分以一定的频率和幅度上下振动，从而达到高频颤振挤压的目的。
图6和图7为颤振器进出油状态示意图，***由液压油源、高频阀I和振动台II组成。液压阀中阀芯19的旋转由伺服电机驱动，使得沿阀芯台肩周向均匀开设的沟槽与阀套18上的窗口相配合的阀口面积大小成周期性变化，由于相邻台肩上的沟槽相互错位，因而使得进出颤振缸的流量大小及方向发生周期性的变化。工作时，当阀芯转至图6所示的位置时，P-A导通，压力油进入振动台，振动台上板凸台部分变形突出；当阀芯转至图7所示的位置时，A-T导通，液压油流出振动台，上板凸台部分弹性端回复。高频颤振器的工作频率f等于交流阀的阀心转速n与阀心槽口和阀套窗口之间的每转通断次数m的乘积。若阀心槽口数Z1与阀套窗口数Z2相等，全部阀口同时开闭，称之为全开口型，阀心每转的通断次数即为阀心槽口数Z1，通流面积为全部阀口面积之和，可以通过较大的流量。若阀心槽口数Z1与阀套窗口数Z2不相等，阀芯转过一定角度时，部分阀口打开，为部分开口型。部分开口型的流通面积比全开口要小，但通过增大槽口宽度能够满足颤振器的振幅要求。颤振器的振幅可通过阀心的轴向驱动机构实现的调节。
Claims (5)
1.一种高频颤振冷挤压模具，包括成形机构，所述成形机构包括凸模和凹模，所述凸模与上模板固定连接，所述凹模位于凸模的正下方，所述凹模安装在凹模套内，其特征在于：所述高频颤振冷挤压模具还包括颤振发生机构，所述颤振发生机构包括振动台和高频阀，所述振动台包括上板和下板，所述上板的中部设有凸台，所述凸台与凹模套固定连接，所述凸台周围的上板开设上下对称的环形凹槽，所述环形凹槽的截面呈弧形，所述下板的上表面中部设有下凹槽，所述下凹槽与所述上板下表面的环形凹槽连通，所述上板与下板通过紧固件固定并密封连接，所述紧固件位于所述环形凹槽的外圈，所述下板设有供液压油进出的油道，所述油道的一端与所述下凹槽连通，所述油道的另一端与高频阀连通，所述下板与下模板固定连接。
2.如权利要求1所述的高频颤振冷挤压模具，其特征在于：所述凸台上表面设有T形槽，所述凹模套通过螺栓固定在所述T形槽内。
3.如权利要求1或2所述的高频颤振冷挤压模具，其特征在于：所述环形凹槽的截面呈半圆形，所述下板的下凹槽截面呈圆形。
4.如权利要求1或2所述的高频颤振冷挤压模具，其特征在于：所述凸模套于衬套内，所述衬套通过盘形螺母与上模板固定连接，所述上模板顶部设有上垫块，所述凹模外设有应力圈，凹模通过压套螺母固定在凹模套内，所述凹模底部设有下垫块。
5.如权利要求1或2所述的高频颤振冷挤压模具，其特征在于：所述上模板设有上导向孔，下模板上设有下导向孔，导柱分别穿过所述上导向孔和下导向孔。
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| CN104841714B (zh) * | 2015-05-04 | 2017-01-04 | 浙江工业大学 | 三维高频颤振冷挤压模具 |
| CN104841715B (zh) * | 2015-05-04 | 2017-01-04 | 浙江工业大学 | 冷挤压用三维高频复合颤振模具 |
| CN107597936B (zh) * | 2017-10-18 | 2019-06-25 | 大连理工大学 | 振动式汽车零件冲压装置及使用该装置进行冲压的方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1929558A1 (de) * | 1969-06-11 | 1970-12-17 | Ibm Deutschland | Verfahren zum Kaltfliesspressen |
| CN1270943A (zh) * | 1999-04-20 | 2000-10-25 | 李艳晖 | 采用石膏模具、振动成型耐火材料的工艺 |
| CN101947846A (zh) * | 2010-09-16 | 2011-01-19 | 大连理工大学 | 一种超声振动微管挤出模具 |
| CN201735620U (zh) * | 2010-03-25 | 2011-02-09 | 昆山凯意工模具配套有限公司 | 零部件冷挤压成型模具 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1929558A1 (de) * | 1969-06-11 | 1970-12-17 | Ibm Deutschland | Verfahren zum Kaltfliesspressen |
| CN1270943A (zh) * | 1999-04-20 | 2000-10-25 | 李艳晖 | 采用石膏模具、振动成型耐火材料的工艺 |
| CN201735620U (zh) * | 2010-03-25 | 2011-02-09 | 昆山凯意工模具配套有限公司 | 零部件冷挤压成型模具 |
| CN101947846A (zh) * | 2010-09-16 | 2011-01-19 | 大连理工大学 | 一种超声振动微管挤出模具 |
| CN202366981U (zh) * | 2011-11-29 | 2012-08-08 | 浙江工业大学 | 高频颤振冷挤压模具 |
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