CN205702277U - 薄壁件渐进镦锻成形模具 - Google Patents
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Abstract
一种金属材料塑性成形技术领域的薄壁件渐进镦锻成形模具,包括:冲头、芯棒、反顶支撑件和凹模,其中:凹模设有上下两个连通的圆柱形空腔,反顶支撑件设置在下圆柱形空腔内且两者间隙配合,芯棒设置在上圆柱形空腔内且两者之间设有冲头,冲头与芯棒、凹模之间均为间隙配合;芯棒与反顶支撑件上下对应设置;所述的下圆柱形空腔的内径小于冲头的外径、大于芯棒外径;所述的芯棒、反顶支撑件、冲头和凹模构成封闭型腔。本实用新型通过渐进镦锻,减小了单次镦锻的坯件高度,能够有效防止板料屈曲现象的发生。
Description
技术领域
本实用新型涉及的是一种金属材料塑性成形领域的技术,具体是一种薄壁件渐进镦锻成形模具。
背景技术
随着汽车轻量化要求的不断提高,汽车零部件的功能不断集成,如图1所示的薄壁齿形件及壁厚不同的复杂盘类件,其结构形状复杂度不断提高,应用也愈加广泛,因此,提高该类零件的加工精度和生产效率具有重要意义。薄壁齿形件一般具有筒形件的基体,在周向具有均布或局部的功能齿形,齿形的大小相对于零件的整体尺寸小得多,若采用整体镦锻,容易产生折叠等缺陷,且成形载荷较大;若采用机加工等方式,成形效率较低。
目前最常用的加工方法是旋压,通过旋压筒形件侧壁,从而将材料挤入凹模型腔。但采用旋压生产工艺,除了设备成本高,技术要求较高外,同时还会伴随齿顶不平、填充不满、表面压痕等缺陷。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术中工艺复杂,涉及模芯种类较多等缺陷,提出了一种薄壁件渐进镦锻成形模具,通过渐进镦锻,减小了单次镦锻的坯件高度,能够有效防止板料屈曲现象的发生。
本实用新型是通过以下技术方案实现的,
本实用新型包括:冲头、芯棒、反顶支撑件和凹模,其中:凹模设有上下两个连通的圆柱形空腔,反顶支撑件设置在下圆柱形空腔内且两者间隙配合,芯棒设置在上圆柱形空腔内且两者之间设有冲头,冲头与芯棒、凹模之间均为间隙配合,芯棒与反顶支撑件上下对应设置;
所述的下圆柱形空腔的内径小于冲头的外径、大于芯棒的外径;
所述的芯棒、反顶支撑件、冲头和凹模构成封闭型腔。
所述的冲头周向均布有齿牙,所述的上圆柱形空腔对应设有齿槽,齿牙与齿槽间隙配合。
所述的冲头和凹模分别设有各自独立的下行控制液压设备,冲头和凹模在单次镦锻下行停止时,封闭型腔高度减小、体积保持不变。
技术效果
与现有技术相比,本实用新型中采用了冲头和凹模两个主动元件,通过对下行速度的调节以及下行位置的控制,将整体镦锻分解为小区域镦锻的渐进累积,在此过程中无需更换冲头和凹模,减小了单次镦锻的坯件高度,能够防止镦锻过程发生屈曲、填充不满等缺陷,实现无缺陷镦锻。
附图说明
图1为典型壁厚差零件及薄壁齿形件示意图;
图2为本实用新型中装置结构示意图;
图中:(a)为主视图,(b)为俯视图;
图3为本实用新型中凹模结构示意图;
图中:(a)为俯视图,(b)为剖面图;
图4为本实用新型中环齿冲头结构示意图;
图中:(a)为俯视图,(b)为剖面图;
图5为本实用新型中成形方法流程图;
图中:(a)为初始状态图,(b)为成形状态图,(c)为终止状态图;
图6为薄壁外齿件某一齿牙镦锻前后的变化图;
图中:(a)和(c)为镦锻前的结构图,(b)和(d)为镦锻后的结构图;
图7为薄壁外齿件成形效果对比图;
图中:(a)为坯料示意图,(b)一步镦锻成形效果图,(c)渐进镦锻成形效果图
图中:环齿冲头1、芯棒2、坯件3、反顶支撑件4、凹模5、封闭型腔31、环齿空腔51、圆柱形空腔52。
具体实施方式
下面对本实用新型的实施例作详细说明,本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
如图2和图3所示,本实施例涉及一种薄壁外齿件渐进镦锻成形模具,包括:环齿冲头1、芯棒2、反顶支撑件4和凹模5,其中:凹模5的上部设有环齿空腔51,下部设有圆柱形空腔52,环齿空腔51与圆柱形空腔52连通,反顶支撑件4设置在圆柱形空腔52内且两者间隙配合,芯棒2设置在环齿空腔51内且两者之间设有环齿冲头1,环齿冲头1与芯棒2、凹模5之间均为间隙配合,芯棒2与反顶支撑件4上下对应设置;
所述的圆柱形空腔52的内径小于环齿冲头1的外径、大于芯棒2的外径;
所述的芯棒2、反顶支撑件4、环齿冲头1和凹模5构成封闭型腔31。
如图3和图4所示,所述的环齿冲头1周向均布有齿牙,所述的环齿空腔51对应设有齿槽,齿牙与齿槽间隙配合。
所述的环齿冲头1和凹模5分别设有各自独立的液压设备来实现下行速度与下行位置的控制;环齿冲头1和凹模5在单次镦锻下行停止时,封闭型腔31高度减小、体积保持不变。
所述的芯棒2用于定位和支撑,防止坯件3镦锻过程中,因为环齿冲头1和凹模5的下行出现失稳的情况。
所述的反顶支撑件4支撑坯件3,防止坯料外流。
如图5所示,本实施例涉及一种薄壁外齿件渐进镦锻的成形方法,首先根据需成形薄壁外齿件的尺寸拉深坯料得到坯件3,并将坯件3置于圆柱形空腔52中,坯件3开口方向朝着环齿空腔51;然后反顶支撑件4上推坯件3至坯件3顶部与环齿空腔51底部齐平;接着将芯棒2从环形空腔52顶部下压至坯件3底部,在芯棒2与环齿空腔51之间压入环齿冲头1至环齿空腔51底部,将坯件3固定于封闭型腔31内;最后保持芯棒2与反顶支撑件4之间的间距不变,控制环齿冲头1与凹模5以不同的速度下行对坯件3进行渐进镦锻,在坯件3底部与环齿空腔51底部齐平时,完成镦锻,得到薄壁外齿件。
所述封闭型腔31和坯件3在渐进镦锻中单次镦锻下行停止时两者体积相等。
如图6所示,所述的薄壁外齿件单个齿形横截面积为S1、高度为I1,单个齿形对应的坯件侧壁的横截面积为S0、高度为I0,I0×S0=S1×I1。
所述的环齿冲头1的下行速度为v0、下行位移量为I0-I1;凹模5的下行速度为v1,下行位移量为I0;二者均为匀速下行,且避免出现凹模5下行过快、环齿冲头1下行过慢,封闭型腔31的体积大于坯件3的体积,造成齿形填充不满、折叠等缺陷;或者凹模5下行过慢、环齿冲头1下行过快,坯件3的体积大于封闭型腔31的体积,造成载荷突然增大,损坏压力机或引起模具胀裂等问题。
如图7所示,对(a)中筒形件坯料进行侧壁镦锻,如采用传统方式,一步镦锻成形,则会出现(b)中的折叠、屈曲和齿高处填充不满等缺陷,如采用本实用新型所述的渐进镦锻成形,则可有效避免折叠、屈曲等缺陷,同时,齿形填充率得到很大提高。
本实用新型既适用于薄壁外齿件的镦锻成形,同时也适用于大型空腔壳体零件的侧壁增厚,根据零件外形选择具有相应结构的冲头与凹模即可。
Claims (4)
1.一种薄壁件渐进镦锻成形模具,其特征在于,包括:冲头、芯棒、反顶支撑件和凹模,其中:凹模设有上下两个连通的圆柱形空腔,反顶支撑件设置在下圆柱形空腔内且两者间隙配合,芯棒设置在上圆柱形空腔内且两者之间设有冲头,冲头与芯棒、凹模之间均为间隙配合;芯棒与反顶支撑件上下对应设置,芯棒、反顶支撑件、冲头和凹模构成封闭型腔。
2.根据权利要求1所述的薄壁件渐进镦锻成形模具,其特征是,所述的下圆柱形空腔的内径小于冲头的外径、大于芯棒的外径。
3.根据权利要求1所述的薄壁件渐进镦锻成形模具,其特征是,所述的冲头和凹模分别设有各自独立的下行控制液压设备,冲头和凹模在单次镦锻下行停止时,封闭型腔高度减小、体积保持不变。
4.根据权利要求1所述的薄壁件渐进镦锻成形模具,其特征是,所述的冲头周向均布有齿牙,所述的上圆柱形空腔对应设有齿槽,齿牙与齿槽间隙配合。
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CN201620586217.XU CN205702277U (zh) | 2016-06-16 | 2016-06-16 | 薄壁件渐进镦锻成形模具 |
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CN109604434A (zh) * | 2018-11-15 | 2019-04-12 | 歌尔股份有限公司 | 一种金属件的成型工艺 |
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