CN103157737A - U型螺栓预成型设备 - Google Patents

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吴志强
侯春生
李彪
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Abstract

本发明公开一种空气悬挂U形螺栓夹具，包括油压机及压型模具、待加工的棒料，所述压型模具置于油压机的工作平台上，所述棒料置于压型模具内，所述压型模具包括上模板和下模板；设置在上下模板之间的、且位于棒料中部的上压型模和下压型模；设置在上下模板之间的、且位于棒料两侧部的夹持装置；作用于棒料两端面上的弹力装置。本发明工艺操作更加简便，进一步改善了产品的外观质量，实现了产品的标准化制造，提高了生产效率，极大地降低了生产成本。

Description

U型螺栓预成型设备
技术领域
本发明涉及一种金属机械加工装置，更具体地说，它涉及一种用于制造高强度异型U型螺栓预成型设备。
背景技术
目前，在汽车 业内，用于汽车悬挂与车轴轴管连接的U型螺栓大多是国外进口件，对于U型螺栓，国内现在所使用的金属成型工艺主要是采用热压处理方法，在棒料弯形前先加热至一定温度，再以模压成型，这种工艺方法需要对棒料加热，消耗大量的能源，且操作较为复杂,如棒料入炉前必须涂上防氧化、防渗碳涂料，且加工后的金属回弹力较大，成型不准确，影响精度，金属的外表面容易起氧化皮；且热压成型的工作温度较高，不能做复杂和深度拉伸的成型效果。申请人也尝试委托国内金加工企业开发适合于N10054-003YM01螺栓的加工设备，但是采用热压的方式，工件精度达不到要求，压弯后回弹不容易控制，尺寸保证、平行度的较难保证，产品优品率一直都不令人满意，对于这类产品，它的工装、及配套的工艺路线非常严格，控制不好，外表容易起毛皮、粗糙等外观缺陷，因此，促使申请人决心自行开发一种全新的U型螺栓预成型设备，使N10054-003YM01螺栓能达到高强度、高精度要求，满足其使用要求。
发明内容
为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种结构简单、使用方便、工艺简便的U型螺栓预成型设备，该预成型设备可充分保证工件的加工精度，成型时间短，生产效率高。
本发明解决其技术问题的技术方案是：一种U型螺栓预成型设备，包括油压机及压型模具、待加工的棒料，所述压型模具置于油压机的工作平台上，所述棒料置于压型模具内，所述压型模具包括上模板和下模板；设置在上下模板之间的、且位于棒料中部的上压型模和下压型模；设置在上下模板之间的、且位于棒料两侧部的夹持装置；作用于棒料两端面上的弹力装置。
优选地，所述夹持装置包括上压料块、下支承座，由所述上压料块、下支承座的相对面合拢形成棒料两侧部的容置腔，所述下支承座固定在下模板上方，所述上压料块与上模板活动连接，所述上压料块上设有弹簧腔，所述弹簧腔内设置有弹性体，所述弹性体的一端面置于弹簧腔的底面且可在垂直方向上伸缩变形。
优选地，所述弹力装置包括定位销座、压簧、压柱，所述定位销座固定在下支承座上，所述压簧内置于定位销座且一端抵压在定位销座的压板上、另一端抵压在压柱上，所述压柱分别压在棒料的两端面上。
优选地，在所述上模板与上压型模之间设有上垫板，在所述下模板与下压型模之间设有下垫板。
优选地，在上垫板与上压料块之间还设有上模固定板，在下垫板与下支承座之间还设有下模固定板。
优选地，所述上模固定板上设有与所述上压料块内的弹簧腔相适配的通孔，所述弹性体的一端穿过所述通孔且抵压在上垫板的底面上。
优选地，还包括限位螺栓，所述限位螺栓穿过所述上模板、上垫板、上模固定板，将所述上模板与上压料块活动连接。
优选地，所述限位螺栓分别设置在弹性体的两侧。
优选地，所述弹性体是钢制的弹簧。
本发明的有益效果是：现在所使用的金属成型工艺是主要是采用热压模方法，但是采用热压模方法，需要加热，消耗大量的能源，操作复杂,如料片入炉前必须涂上防氧化、防渗碳涂料，且加工后的金属回弹力较大，成型不准确，影响精度，金属的外表面容易起氧化皮，热压成型的工作温度较高，不能做复杂和深度拉伸的成型效果，薄膜厚度改变，模具就要作稍微调整。但是采用上述方法的话，工艺操作更加简便了进一步改善了产品的外观质量，实现了产品的标准化制造，提高了生产效率，极大地降低了生产成本。
目前普通工艺制成的同类型螺栓硬度为HB220——250，以本发明制成的40Cr材质的U型螺栓，其硬度已达到HB310——330。螺栓等级为4.9级。
本发明的U型螺栓外观良好，无起皮粗糙现象。其局部圆弧段的平面度达到设计要求，能与轴管良好接触，接触面积达95%以上。
本发明的U型螺栓生产国产化，使产品成本大幅降低，单件产品可下降17美金，为企业带来极大经济效益。
附图说明
图1是本发明的压型模具结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明U型螺栓预成型设备，包括油压机（图中未示出）及压型模具、待加工的棒料6，所述压型模具置于油压机的工作平台上，所述棒料6置于压型模具内，所述压型模具包括上模板8和下模板1；设置在上下模板1之间的、且位于棒料6中部的上压型模10和下压型模13；设置在上下模板1之间的、且位于棒料6两侧部的夹持装置；作用于棒料6两端面上的弹力装置。
所述夹持装置包括上压料块11、下支承座4，由所述上压料块11、下支承座4的相对面合拢形成棒料6两侧部的容置腔，所述下支承座4固定在下模板1上方，所述上压料块11与上模板8活动连接，所述上压料块11上设有弹簧腔，所述弹簧腔内设置有弹性体，所述弹性体的一端面置于弹簧腔的底面且可在垂直方向上伸缩变形。
所述弹力装置包括定位销座3、压簧、压柱，所述定位销座3固定在下支承座4上，所述压簧内置于定位销座3且一端抵压在定位销座3的压板12上、另一端抵压在压柱14上，所述压柱14分别压在棒料6的两端面上。
在所述上模板8与上压型模10之间设有上垫板7，在所述下模板1与下压型模13之间设有下垫板2。
在上垫板7与上压料块11之间还设有上模固定板17，在下垫板2与下支承座4之间还设有下模固定板16。
所述上模固定板17上设有与所述上压料块11内的弹簧腔相适配的通孔，所述弹性体的一端穿过所述通孔且抵压在上垫板7的底面上。
还包括限位螺栓9，所述限位螺栓9穿过所述上模板8、上垫板7、上模固定板，将所述上模板8与上压料块11活动连接。
所述限位螺栓9分别设置在弹性体的两侧。
所述弹性体是钢制的弹簧5。
本发明的U型螺栓成型的工艺过程是：将直径为25cm的钢棒，车外圆至直径为21cm——圆钢棒料6两边滚丝——置于本发明的预成型设备内预成型，使棒料6的中部压成扁平形状——弯制，并设置一定的U形开口余量（7mm）——调质处理——校正。本发明的预成型设备使预成型的U型螺栓具有一表面平整的弧形段，在该弧形段，螺栓与车轴轴体面面接触，改变以往线面接触的方式，使两者接触更充分，连接力更强。本发明采用2000T油压机（经计算，为实现高精度的棒料6成型效果，至少需1500T以上的油压机冷压成型）。当棒料6置于本发明的预成型设备内时，棒料6两侧由上压料块11、下支承座4所夹持，而两端面则由压柱和压簧所压紧，使它的纵向中心线与上、下压型模13的中心线重合。上压型模10与上垫板7连接在一起，上压型模10的下端两边是斜面过渡，构成上压型模10下端的凸起部，这个凸起部正对准了待加工金属棒的中部，正是需压扁成型的区域。当棒料6刚置于压型模具内时，棒料6的中部与两侧直径相同，因此，棒料6把上压型模10、连同上垫板7、上模板8抬起一定高度，其中，上垫板7、上模板8、上模固定板是固定在一起的，因此，上模固定板与上压料块11间分开一段距离，当油压机启动后，随着油压机把上模板8往下压，上模固定板与上压料块11间距离越来越小，直至压合在一起（如图1所示的状态），此时，压制过程结束，棒料6的中部也在强大的压力下加工为扁平形状。而在压扁过程中，棒料6会被压长，在棒料6两端的弹力装置可使得棒料6两侧压长变形量保持一致，使扁平区域始终保持在中部位置上。

Claims (9)

1.U型螺栓预成型设备，包括油压机及压型模具、待加工的棒料，所述压型模具置于油压机的工作平台上，所述棒料置于压型模具内，其特征在于：所述压型模具包括上模板和下模板；设置在上下模板之间的、且位于棒料中部的上压型模和下压型模；设置在上下模板之间的、且位于棒料两侧部的夹持装置；作用于棒料两端面上的弹力装置。
2.根据权利要求1所述的U型螺栓预成型设备，其特征在于：所述夹持装置包括上压料块、下支承座，由所述上压料块、下支承座的相对面合拢形成棒料两侧部的容置腔，所述下支承座固定在下模板上方，所述上压料块与上模板活动连接，所述上压料块上设有弹簧腔，所述弹簧腔内设置有弹性体，所述弹性体的一端面置于弹簧腔的底面且可在垂直方向上伸缩变形。
3.根据权利要求1或2所述的U型螺栓预成型设备，其特征在于：所述弹力装置包括定位销座、压簧、压柱，所述定位销座固定在下支承座上，所述压簧内置于定位销座且一端抵压在定位销座的压板上、另一端抵压在压柱上，所述压柱分别压在棒料的两端面上。
4.根据权利要求3所述的U型螺栓预成型设备，其特征在于：在所述上模板与上压型模之间设有上垫板，在所述下模板与下压型模之间设有下垫板。
5.根据权利要求4所述的U型螺栓预成型设备，其特征在于：在上垫板与上压料块之间还设有上模固定板，在下垫板与下支承座之间还设有下模固定板。
6.根据权利要求5所述的U型螺栓预成型设备，其特征在于：所述上模固定板上设有与所述上压料块内的弹簧腔相适配的通孔，所述弹性体的一端穿过所述通孔且抵压在上垫板的底面上。
7.根据权利要求6所述的U型螺栓预成型设备，其特征在于：还包括限位螺栓，所述限位螺栓穿过所述上模板、上垫板、上模固定板，将所述上模板与上压料块活动连接。
8.根据权利要求7所述的U型螺栓预成型设备，其特征在于：所述限位螺栓分别设置在弹性体的两侧。
9.根据权利要求7所述的U型螺栓预成型设备，其特征在于：所述弹性体是钢制的弹簧。
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