CN113523177B - 一种汽车制动爪冷挤压成型工艺及其模具 - Google Patents
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Abstract
一种汽车制动爪冷挤压成型工艺，工艺包括以下步骤：成型步骤1：毛坯下料，将毛坯粗锻至主凸台轮廓；成型步骤2：将毛坯转移至下一模具，于主凸台轮廓中粗锻出次平台轮廓，于毛坯背面由冲头挤出主凸轴成型；成型步骤3：将毛坯转移至下一模具，于主凸台外侧面挤压形成齿部，完成主凸台部成型，同时进一步挤压次平台轮廓，次平台预成型；成型步骤4：将毛坯转移至下一模具，挤压次平台成型的同时，通过第一冲头由毛坯背面粗锻出次凸轴，次凸轴的成型模腔此时高度设有余量，完成次平台成型的同时，毛坯预设余量进入模腔，形成带余量的次凸轴；然后模腔内设置的第二冲头，反向挤压次凸轴，完成次凸轴成型的同时，将毛坯余量挤入毛坯背面的凹陷中。
Description
技术领域
本发明涉及汽车零部件制造技术领域，具体涉及一种汽车制动爪冷挤压成型工艺及其模具。
背景技术
制动爪作为安全带及被动安全相关部位上的零件，是关乎汽车行驶安全的重要零部件之一，通常采用冷挤压工艺成型，由于其本身的结构复杂，导致传统工艺难以满足生产需求。如图1所示，制动爪本体包括主凸台部、次平台部，两者之间衔接处设有主凸轴，次平台部设有次凸轴，主凸台部外侧面设有齿部。
由此可见，制动爪具有主、次凸轴***细高，有高低差无法同步成型，主凸轴位于凸台、平台落差衔接处，过渡两个高低面等特点，导致无法一次成型。
而通过多工序分模具的多次挤压成型工艺，存在先成型的局部和后成型的局部，为保证零件成品的整体尺寸精度，避免后成型的局部终锻时，存在严重的充形不足等问题。特别是本发明产品制动爪的次凸轴，由于本发明的工艺设置，高度较高的主凸轴需要先一步挤出，而次凸轴是最后挤出。
为保证最后一步时次凸轴能够完成充形，通常采用增大毛坯体积作为锻造余量的方案。在满足终锻成型后，溢出的毛坯量在终锻局部形成飞边，然后再另行切除，为终锻时，保证次凸轴的精度，得到完整的产品。
为优化生产工艺，提高生产效益，应采用尽可能少的冷挤压工序和材料消耗，而本发明如果采用传统工艺的方式，会多出一道切边工序，并且浪费了飞边的毛坯料，对大规模生产来说，是不利的。
发明内容
本发明为了解决上述技术的不足，提供了一种汽车制动爪冷挤压成型工艺及其模具。本发明的技术方案：一种汽车制动爪冷挤压成型工艺，所述工艺包括以下步骤：成型步骤1：毛坯下料，将毛坯粗锻至主凸台轮廓；
成型步骤2：将毛坯转移至下一模具，于主凸台轮廓中粗锻出次平台轮廓，于毛坯背面由冲头挤出主凸轴成型；
成型步骤3：将毛坯转移至下一模具，于主凸台外侧面挤压形成齿部，完成主凸台部成型，同时进一步挤压次平台轮廓，次平台预成型；
成型步骤4：将毛坯转移至下一模具，挤压次平台成型的同时，通过第一冲头由毛坯背面粗锻出次凸轴，该次凸轴的成型模腔此时高度设有余量，完成次平台成型的同时，毛坯预设余量进入模腔，形成带余量的次凸轴；然后模腔内设置的第二冲头，反向挤压次凸轴，完成次凸轴成型的同时，将毛坯余量挤入毛坯背面的凹陷中。
采用上述技术方案，在成型步骤1中，现将毛坯粗锻至主凸台的轮廓，是因为主凸台是本产品厚度、面积较大的主体，便于该轮廓上挤出主凸轴和次平台。
在成型步骤2中，粗锻出次平台的轮廓，而不直接完成次平台成型，是为了保证形成主凸轴的成型优先度。
在成型步骤3中，完成主凸台的外侧面齿部结构，同时延展次平台，为成型做准备。
在成型步骤4中，完成次凸轴成型的同时，完成次平台成型，使制动爪加工完毕。
本发明的进一步设置：所述毛坯材料为SWRCH35K。
本发明的进一步设置：所述冷挤压成型工艺的挤压温度为室温，保压时间为1S，所述成型步骤1中压力为26.5吨，所述成型步骤2中压力为84.7吨，所述成型步骤3中压力为5.0吨。
本发明的进一步设置：所述冷挤压成型工艺中库伦摩擦系数为0.035。
本发明的进一步设置：所述毛坯材料表面经过磷化处理。
本发明的进一步设置：一种用于汽车制动爪冷挤压成型工艺的模具，包括上模具、下模具，所述下模具包括第二冲头，该下模具设有与成型步骤4中毛坯轮廓适配的安装腔，该安装腔内设置有供次凸轴成型的模腔，所述模腔为通孔，所述第二冲头设置于通孔内做轴向滑动配合，所述上模具设有第一冲头，该第一冲头对应延伸至模腔内，所述第一冲头和第二冲头互为主动或从动，交替运作。
本发明的有益效果：通过设计制动爪的各个成型步骤及分步挤压，合理进行材料体积变形量的分配，克服了制动爪复杂结构的成型难点，为成品制动爪的表面质量和尺寸精度提高了保证。
特别是步骤4中，通过本发明模具第一冲头和第二冲头互为主动或从动的设计方案，在成型次平台的同时，第一冲头做主动冲头，第二冲头做从动，随第一冲头行进而退让，预形成一个高度大于图纸尺寸的次凸轴，以便将毛坯的体积余量先挤入模腔中。保证了次平台的尺寸精度。
上下模具闭合后，由第二冲头做反向挤压，第一冲头做从动退让，在不影响次平台尺寸的同时，预成型的次凸轴高度被反挤压至图纸尺寸，而毛坯体积余量被挤压至第一冲头处的凹陷中，该凹陷的深度，完全不影响制动爪外轮廓尺寸。
通过该方案，在留有足够毛坯余量，以供冷挤压成型质量的同时，通过模具的运作，毛坯余量被挤压至不影响产品的凹陷中。而不像传统工艺那样形成飞边，自然也就无需多一道切边工序。在满足生产质量的同时，明确减少了一道加工工序，显著提升了生产效率。
附图说明
图1为本发明实施例的工艺流程图；
图2为本发明实施例的模具结构图；
图3为本发明实施例的制动爪结构图。
其中，1-毛坯、2-主凸台、21-齿部、3-主凸轴、4-次平台、5-次凸轴、51-凹陷、6-上模具、61-第一冲头、7-下模具、71-第二冲头、72-模腔。
具体实施方式
如图1-3所示，一种汽车制动爪冷挤压成型工艺，所述工艺包括以下步骤：成型步骤1：毛坯1下料，将毛坯1粗锻至主凸台2轮廓；
成型步骤2：将毛坯1转移至下一模具，于主凸台2轮廓中粗锻出次平台4轮廓，于毛坯1背面由冲头挤出主凸轴3成型；
成型步骤3：将毛坯1转移至下一模具，于主凸台2外侧面挤压形成齿部21，完成主凸台2部成型，同时进一步挤压次平台4轮廓，次平台4预成型；
成型步骤4：将毛坯1转移至下一模具，挤压次平台4成型的同时，通过第一冲头61由毛坯1背面粗锻出次凸轴5，该次凸轴5的成型模腔72此时高度设有余量，完成次平台4成型的同时，毛坯1预设余量进入模腔72，形成带余量的次凸轴5；然后模腔72内设置的第二冲头71，反向挤压次凸轴5，完成次凸轴5成型的同时，将毛坯1余量挤入毛坯1背面的凹陷51中。
在成型步骤1中，现将毛坯1粗锻至主凸台2的轮廓，是因为主凸台2是本产品厚度、面积较大的主体，便于该轮廓上挤出主凸轴3和次平台4。
在成型步骤2中，粗锻出次平台4的轮廓，而不直接完成次平台4成型，是为了保证形成主凸轴3的成型优先度。
在成型步骤3中，完成主凸台2的外侧面齿部结构，同时延展次平台4，为成型做准备。
在成型步骤4中，完成次凸轴5成型的同时，完成次平台4成型，使制动爪加工完毕。
所述毛坯1材料为SWRCH35K。
所述冷挤压成型工艺的挤压温度为室温，保压时间为1S，所述成型步骤1中压力为26.5吨，所述成型步骤2中压力为84.7吨，所述成型步骤3中压力为5.0吨。
所述冷挤压成型工艺中库伦摩擦系数为0.035。
所述毛坯1材料表面经过磷化处理。
一种用于汽车制动爪冷挤压成型工艺的模具，包括上模具6、下模具7，所述下模具7包括第二冲头71，该下模具7设有与成型步骤4中毛坯1轮廓适配的安装腔，该安装腔内设置有供次凸轴5成型的模腔72，所述模腔72为通孔，所述第二冲头71设置于通孔内做轴向滑动配合，所述上模具6设有第一冲头61，该第一冲头61对应延伸至模腔72内，所述第一冲头61和第二冲头71互为主动或从动，交替运作。
通过设计制动爪的各个成型步骤及分步挤压，合理进行材料体积变形量的分配，克服了制动爪复杂结构的成型难点，为成品制动爪的表面质量和尺寸精度提高了保证。
特别是步骤4中，通过本发明模具第一冲头61和第二冲头71互为主动或从动的设计方案，在成型次平台4的同时，第一冲头61做主动冲头，第二冲头71做从动，随第一冲头61行进而退让，预形成一个高度大于图纸尺寸的次凸轴5，以便将毛坯1的体积余量先挤入模腔72中。保证了次平台4的尺寸精度。
上下模具7闭合后，由第二冲头71做反向挤压，第一冲头61做从动退让，在不影响次平台4尺寸的同时，预成型的次凸轴5高度被反挤压至图纸尺寸，而毛坯1体积余量被挤压至第一冲头61处的凹陷中，该凹陷的深度，完全不影响制动爪外轮廓尺寸。
通过该方案，在留有足够毛坯1余量，以供冷挤压成型质量的同时，通过模具的运作，毛坯1余量被挤压至不影响产品的凹陷中。而不像传统工艺那样形成飞边，自然也就无需多一道切边工序。在满足生产质量的同时，明确减少了一道加工工序，显著提升了生产效率。
Claims (6)
1.一种汽车制动爪冷挤压成型工艺，其特征在于：所述工艺包括以下步骤：成型步骤1：毛坯下料，将毛坯粗锻至主凸台轮廓；
成型步骤2：将毛坯转移至下一模具，于主凸台轮廓中粗锻出次平台轮廓，于毛坯背面由冲头挤出主凸轴成型；
成型步骤3：将毛坯转移至下一模具，于主凸台外侧面挤压形成齿部，完成主凸台部成型，同时进一步挤压次平台轮廓，次平台预成型；
成型步骤4：将毛坯转移至下一模具，挤压次平台成型的同时，通过第一冲头由毛坯背面粗锻出次凸轴，该次凸轴的成型模腔此时高度设有余量，完成次平台成型的同时，毛坯预设余量进入模腔，形成带余量的次凸轴；然后模腔内设置的第二冲头，反向挤压次凸轴，完成次凸轴成型的同时，将毛坯余量挤入毛坯背面的凹陷中。
2.根据权利要求1所述的一种汽车制动爪冷挤压成型工艺，其特征在于：所述毛坯材料为SWRCH35K。
3.根据权利要求1所述的一种汽车制动爪冷挤压成型工艺，其特征在于：所述冷挤压成型工艺的挤压温度为室温，保压时间为1S，所述成型步骤1中压力为26.5吨，所述成型步骤2中压力为84.7吨，所述成型步骤3中压力为5.0吨。
4.根据权利要求1所述的一种汽车制动爪冷挤压成型工艺，其特征在于：所述冷挤压成型工艺中库伦摩擦系数为0.035。
5.根据权利要求2所述的一种汽车制动爪冷挤压成型工艺，其特征在于：所述毛坯材料表面经过磷化处理。
6.采用如权利要求1所述的一种汽车制动爪冷挤压成型工艺的模具，包括上模具、下模具，其特征在于：所述下模具包括第二冲头，该下模具设有与成型步骤4中毛坯轮廓适配的安装腔，该安装腔内设置有供次凸轴成型的模腔，所述模腔为通孔，所述第二冲头设置于通孔内做轴向滑动配合，所述上模具设有第一冲头，该第一冲头对应延伸至模腔内，所述第一冲头和第二冲头互为主动或从动，交替运作。
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