CN202506687U - 一种汽车零件冷挤压模具 - Google Patents

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一种汽车零件冷挤压模具，属于合金材料挤压成形技术领域，该模具包括上模板(1)、上凸模(2)、凹模固定圈(8)、预应力套(10)和下凹模(16)，上凸模(2)与下凹模(16)之间组成模腔，上凸模(2)设置在上模板(1)内，预应力套(10)内设置有下凹模(16)，在下凹模(16)下方设置有垫模(17)，在预应力套(10)上方设置有凹模固定圈(8)，凹模固定圈(8)通过双头螺杆(9)、螺母(16)连接在预应力套(10)上，预应力套(10)通过螺母(11)、夹板(12)、垫块(13)固定连接在下模底板(14)上，推杆(15)设置在垫模(18)下部，毛坯能安全自动地进出料，批量高效生产，模具投入成本少。

Description

一种汽车零件冷挤压模具
技术领域
本发明属于合金材料挤压成形技术领域，具体涉及一种汽车零件冷挤压模具。
背景技术
汽车工业作业国民经济的支柱产业，发展极其迅速。如何限制能源用量，提高能源利用率，减少废气排放量，对保护生态环境和人们的生活环境尤为重要。目前，人们已能对铅、锡，铝、铜、锌及其合金、低碳钢、中碳钢、工具钢、低合金钢与不锈钢等金属进行制造零件，根据材料性质及零件的复杂程度出现的有高压、低压、重力、翻砂、熔模、陶瓷铸造、车削、钻削、铣削、磨加工等，甚至对轴承钢、高碳高铝合金工具钢、高速钢只能采用、车削、钻削、铣削、磨加工、热锻法，其加工量大加工时间过长，造成生产成本大，生产效率低下，由于其材料性质具体的零件只能选择单一的铸造法，且模具、机台设备投入较大，表面处理及热处理等各后道工序增加，无形中增加了生产成本。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种汽车零件冷挤压模具，代替铸、锻、拉深及切削加工；温热挤压、等温挤压、静液挤压及高速挤压工艺，所用的原材料种类多，表面处理与润滑方法更理想，毛坯和制件能安全自动地进料与出件，可以批量高效生产，减少模具投入成本，减少生产工序。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种汽车零件冷挤压模具，该模具包括上模板1、上凸模2、凹模固定圈8、预应力套10和下凹模16，其特征在于：上凸模2与下凹模16之间组成模腔，上凸模2设置在上模板1内，其上模板1由螺杆1、螺母7、夹板3和垫块6固定连接在上模底板5上，预应力套10内设置有下凹模16，在下凹模16下方设置有垫模17，在预应力套10上方设置有凹模固定圈8，凹模固定圈8通过双头螺杆9、螺母16连接在预应力套10上，预应力套10通过螺母11、夹板12、垫块13固定连接在下模底板14上，推杆15设置在垫模18下部，油缸20设置在下模底板14下部与推杆15连接。
上述所述的上凸模2由材质为2Cr12MoV制成，其热处理后硬度达到60--64HRC。
上述所述的下凹模16采用三层组合凹模方式，由模芯和两层预应力圈组合而成，预应力圈之间径向过盈装配斜角0.5度，单位承受压力1400--2500MPa，
上述所述的下凹模16两层预应力圈由材质为40Cr制成，其热处理后硬度达到45--47HRC。
上述所述的预应力套10为圆形上小下大内部贯穿。
上述所述的推杆15由材料为Cr12制成，其热处理后硬度达到58--62HRC。
上述所述上模底板5与下模底板14通过四个导柱19作滑动配合，在上模底板5与下模底板14上设置有能够容纳螺杆4固定装置的T型槽。
本发明的有益效果：
采用上述结构后，本实用新型的冷挤压模具结构设计简单，所使用的专用机台为液压机，挤压零件尺寸准确表面光洁，节约原材料，生产率高，可加工形状复杂的零件，冷挤压件强度高、刚性好而重量轻，工序的更换直接更换上凸模2与下凹模17，模具更换及维护快速方便，从而减少了特种设备的投入，优化了生产工序，降低了生产工装成本。
附图说明
图1A-图1D为本实用新型冷挤压零件的工艺流程示意图。
图2为本实用新型冷挤压模具结构示意图。
图3为本实用新型下凹模结构示意图。
图4为本实用新型上凸模正面结构示意图。
图5为本实用新型上凸模仰视图。
图中，上模板1、上凸模2、夹板3、螺杆4、上模底板5、垫块6、螺母7、凹模固定圈8、双头螺杆9、预应力套10、螺母11、夹板12、垫块13、下模底板14、推杆15、螺母16、下凹模17、垫模18、导柱19、油缸20。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述：
一种汽车零件冷挤压模具，该模具包括上模板1、上凸模2、凹模固定圈8、预应力套10和下凹模16，其上凸模2与下凹模16之间组成模腔，上凸模2设置在上模板1内，所述的上凸模2由材质为2Cr12MoV制成，其热处理后硬度达到60--64HRC。其上模板1由螺杆1、螺母7、夹板3和垫块6固定连接在上模底板5上，预应力套10内设置有下凹模16，所述的下凹模16采用三层组合凹模方式，由模芯和两层预应力圈组合而成，预应力圈之间径向过盈装配斜角0.5度，单位承受压力1400--2500MPa，下凹模16两层预应力圈由材质为40Cr制成，其热处理后硬度达到45--47HRC。
在下凹模16下方设置有垫模17，在预应力套10上方设置有凹模固定圈8，凹模固定圈8通过双头螺杆9、螺母16连接在预应力套10上，上述所述的预应力套10为圆形上小下大内部贯穿，预应力套10通过螺母11、夹板12、垫块13固定连接在下模底板14上，推杆15设置在垫模18下部，所述的推杆15由材料为Cr12制成，其热处理后硬度达到58--62HRC，所述上模底板5与下模底板14通过四个导柱19作滑动配合，在上模底板5与下模底板14上设置有能够容纳螺杆固定装置的T型槽，油缸20设置在下模底板14下部与推杆15连接，油缸20上有两个接头，一个出油孔、一个进油孔，分别与机台油压部份连接。
冷挤压的加工方法是利用金属材料塑性变形的原理，在室温的条件下，将冷金属毛坯放入装在压力机上的模具型腔内，在强大的压力和一定的速度作用下，迫使毛坯产生塑性流动，通过凸模与凹模的间隙或凹模的出口，挤出空心或断面比毛坯小的实心零件，可获得所需一定形状及尺寸，还具有较高力学性能挤压件的工艺技术。
为了提高凹模的强度其凹模采用横向或纵向剖分结构，防止纵向裂纹产生，利用过盈配合，用一个或两个预应力圈将凹模紧套起来而制成的多层凹模结构，由于组合凹模中的内凹模与预应力圈采用过盈配合，压入后两者的接触面产生接触预应力。因此，组合凹模挤压时，内凹模所产生的切向拉应力就被抵消而减小，而预应力圈上所产生的切向拉应力被叠加而增加。这样，内凹模与预应力圈的切向应力趋于相同。如果组合凹模预应力圈的尺寸选择得适当，过盈量也足够大，甚至可以使内凹模得内壁在挤压时完全没有切向拉应力，由于单位挤压力较大，本次设计的两套模具均采用三层预应组合凹模。
工作时把经过退火、表面处理后的金属毛坯先放在冷挤压模腔中，在室温下，通过压力机上固定的凸模向毛坯施加压力，使金属毛坯产生塑性变形而制得零件，其冷挤压技术的优点是：1、挤压零件尺寸准确表面光洁：目前我国研制的冷挤压件一般尺寸精度可达8～9级，若采用理想的润滑可达(指纯铝和紫铜零件)，仅次于精抛光表面。因此用冷挤压方法制造的零件，一般不需要再加工，少量的只需精加工(磨削)。2、节约原材料：冷挤压件材料利用率通常可以达到80％以上，可以节约大量钢材和有色金属材料。3、生产率高：用冷挤压方法生产机械零件的效率是非常高的，特别是生产批量大的零件，用冷挤压方法生产可比切削加工提高几倍、几十倍、甚至几百倍。一台冷挤压自动机的生产率相当于100台普通车床或10台四轴自动车床的生产率。4、可加工形状复杂的零件：如异形截面、内齿、异形孔及盲孔等，这些零件采用其它加工法难以完成，用冷挤压加工却十分方便，所示的零件，能方便的挤出。5、冷挤压件强度高、刚性好而重量轻：由于冷挤压采用金属材料冷变形的冷作强化特性，即挤压过程中金属毛坯处于三向压应力状态，变形后材料组织致密、且具有连续的纤维流向，因而制件的强度有较大提高，这样就可用低强度材料代替高强度材料，冷挤压法高于切削加工法制造活塞销。
由于工序设置的不同，从而需要不间断的更换模具，上凸模2需要更换时，将上模板1上螺杆4与螺母7拆卸掉就可拆下更换上凸模2，下凹模17需要更换时，将螺母16、双头螺杆9拆卸掉就可更换下凹模17与垫模18，更换模具时设置在下模底板14下面的推杆15和油缸20不再拆卸，工序的更换直接更换上凸模2与下凹模17，模具设计及更换简单，更换及维护快速方便。

Claims (7)

1.一种汽车零件冷挤压模具，该模具包括上模板(1)、上凸模(2)、凹模固定圈(8)、预应力套(10)和下凹模(16)，其特征在于：上凸模(2)与下凹模(16)之间组成的模腔形状与所要成形的定套结构吻合，上凸模(2)设置在上模板(1)内，其上模板(1)由螺杆(1)、螺母(7)、夹板(3)和垫块(6)固定连接在上模底板(5)上，预应力套(10)内设置有下凹模(16)，在下凹模(16)下方设置有垫模(17)，在预应力套(10)上方设置有凹模固定圈(8)，凹模固定圈(8)通过双头螺杆(9)、螺母(16)连接在预应力套(10)上，预应力套(10)通过螺母(11)、夹板(12)、垫块(13)固定连接在下模底板(14)上，推杆(15)设置在垫模(18)下部。
2.根据权利要求1所述的一种汽车零件冷挤压模具，其特征是：所述的上凸模(2)由材质为2Cr12MoV制成，其热处理后硬度达到60--64HRC。
3.根据权利要求1所述的一种汽车零件冷挤压模具，其特征是：所述的下凹模(16)采用三层组合凹模方式，由模芯和两层预应力圈组合而成，预应力圈之间径向过盈装配斜角0.5度，单位承受压力1400--2500MPa。
4.根据权利要求1所述的一种汽车零件冷挤压模具，其特征是：所述的下凹模(16)两层预应力圈由材质为40Cr制成，其热处理后硬度达到45--47HRC。
5.根据权利要求1所述的一种汽车零件冷挤压模具，其特征是：所述的预应力套(10)为圆形上小下大内部贯穿。
6.根据权利要求1所述的一种汽车零件冷挤压模具，其特征是：所述的推杆(15)由材料为Cr12制成，其热处理后硬度达到58--62HRC。
7.根据权利要求1所述的一种汽车零件冷挤压模具，其特征是：所述上模底板(5)与下模底板(14)通过四个导柱(19)作滑动配合，在上模底板(5) 与下模底板(14)上设置有能够容纳螺杆(4)固定装置的T型槽。 
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