CN101773975A - 一种板材镦锻成形模具 - Google Patents

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Abstract

一种板材镦锻成形模具，属于金属材料塑性成形模具，解决现有模具无法完成大壁厚差板材零件侧壁镦厚的问题，用于大厚差双层筒形零件镦锻成形。本发明包括内滑块上模板、镦粗凸模固定板、镦粗凸模、上三角压环、下三角压环、压边圈、外滑块上模板、可动凹模、弹簧套、限位弹簧、镦粗可动凹模、固定凹模、镦粗芯棒、定位圈和下模板；所述外滑块上模板具有中心孔，和下模板通过四根均匀分布的导柱导套连接，导柱和导套滑动配合。本发明结构简单，装拆方便，加工、装配、调试成本低，成形产品效率高，安装于普通双动拉深压力机上，可以实现双层筒形件的侧壁镦粗成形，获得大厚差的双层筒形结构零件。

Description

一种板材镦锻成形模具
技术领域
本发明属于金属材料塑性成形模具，特别涉及一种板材镦锻成形模具，用于大厚差双层筒形零件镦锻成形。
背景技术
目前许多具有大表面积且存在壁厚差空腔零部件，如电子产品的壳体类零件和汽车驱动部分的中空齿形件和复杂盘类件等，其通常的加工方法，或者是整体铸造；或者是采用温/热锻后切削的加工方法；或者是薄壁部与较厚部分通过焊接组合并热处理等的多工序方式来制造。这样不仅整体性能有所下降，成本及能耗也较高，而且工序多，导致效率较低，不符合节能与绿色制造的社会发展趋势。
200810162354.0发明专利“热锻复合模具制造方法和热锻复合模具”属于热态下金属体积成形，利用外模包内模的镶块式结构，防止内模开裂，提高模具使用寿命，该模具仅用于高温条件下锻造模具的防护，不能用于金属板材零件镦锻成形；200720112167.2实用新型专利“浮动式模具结构”采用双动式凸模结构，由弹簧装置先推动外上模下压，之后再由底座推动外上模和内上模同时下压，用于粉末材料的压实成型，解决了粉末材料压实成形密度分布不均匀的问题；该模具本质上是将原本一体凸模分成两部分，利用弹簧实现先后运动，用于粉末材料的压实成形，也不能用于金属板材镦锻成形。
发明内容
本发明提供一种金属板材镦锻成形模具，解决现有模具无法完成大壁厚差板材零件侧壁镦厚的问题，用于成形具有大表面积且存在壁厚差的空腔零部件，如电子产品的壳体类零件和汽车驱动部分的中空齿形件和复杂盘类件。
本发明的一种金属板材镦锻成形模具，本发明包括内滑块上模板、镦粗凸模固定板、镦粗凸模、上三角压环、下三角压环、压边圈、外滑块上模板、可动凹模、弹簧套、限位弹簧、镦粗可动凹模、固定凹模、镦粗芯棒、定位圈和下模板；所述外滑块上模板具有中心孔，和下模板通过四根均匀分布的导柱导套连接，导柱和导套滑动配合；其特征在于：
所述下模板中心具有阶梯孔，定位圈位于下模板中心的阶梯孔内，固定凹模为圆筒形，其底端中心台阶孔套在定位圈上，将固定凹模定位；弹簧套套于固定凹模外并通过螺钉与固定凹模和下模板连接，弹簧套内部放有均匀分布的限位弹簧；可动凹模为具有环形凹槽的圆筒形，位于弹簧套内，套于固定凹模之外，限位弹簧嵌入环形凹槽；弹簧套上边缘设置均匀分布的压板，对可动凹模限位；
下三角压环置于固定凹模顶部，与固定凹模同轴；上三角压环置于可动凹模内孔，与可动凹模同轴且通过圆角相配合；
镦粗可动凹模为具有凸缘的圆筒，置于上三角压环内孔，镦粗可动凹模底部与下三角压环通过圆角相配合；
所述镦粗凸模为截面为T形的圆柱体，与镦粗凸模固定板通过螺钉连接，镦粗凸模固定板与内滑块上模板通过螺钉连接；
所述镦粗芯棒为圆柱形，通过螺钉与镦粗凸模连接；
压边圈套在镦粗可动凹模上，与外滑块上模板通过螺钉连接；
所述镦粗凸模、镦粗芯棒位于镦粗可动凹模中心孔内，与镦粗可动凹模、固定凹模、定位圈和下模板阶梯孔同轴；
工作时，所述内滑块上模板通过螺钉与压力机内滑块连接，外滑块上模板通过螺钉与压力机外滑块连接；下模板通过螺钉与压力机工作台连接。
所述的金属板材镦锻成形模具，其特征在于：
所述固定凹模内孔孔径、下模板中心阶梯孔内径以及镦粗可动凹模内孔孔径均与所述镦粗凸模外径相同；
所述镦粗芯棒外径小于镦粗凸模外径，根据镦粗工序的要求更换使用不同直径的镦粗芯棒。
本发明的工作过程为：
压力机启动后，压力机外滑块上行至上死点位置，压边圈随外滑块上模板上行至上限位置；压力机内滑块上行至上死点位置，镦粗凸模随内滑块上模板上行至上限位置；此时镦粗凸模和镦粗可动凹模处于分离状态，取下镦粗可动凹模及上三角压环，将预制的双层筒形金属板材(或者金属管材)坯料置于可动凹模内孔中，在坯料的上端面法兰处放置上三角压环，上三角压环的圆角面与坯料金属过渡圆角面相配合；将镦粗可动凹模放入坯料的环孔内，与其保持同轴。放置好后，首先双动液压机外滑块下行，通过外滑块上模板推动压边圈下行，使坯料被压紧在可动凹模上，然后双动液压机内滑块下行，带动镦粗凸模下行，镦粗芯棒和镦粗凸模穿过镦粗可动凹模的中心孔，以一定的速率完成坯料侧壁的镦粗。
本发明采用了以镦粗芯棒作支撑的镦锻冲头结构，避免侧壁金属成形过程中发生屈曲，镦粗芯棒可拆卸、可更换，能实现多步镦粗；采用上三角压环和下三角压环，有效避免镦粗过程中金属板料发生折叠或反流；采用可动凹模及限位弹簧结构，可以实现浮动压边，能起到很好的缓冲作用，提高了此类零件整体力学性能和使用性能。本发明结构简单，装拆方便，加工、装配、调试成本低，成形产品效率高，安装于普通双动拉深压力机上，可以实现双层筒形件的侧壁镦粗成形，获得大厚差的双层筒形结构零件。
附图说明
图1为本发明在双动成形压力机上安装示意图；
图2为本发明主要部件结构示意图；
图3为本发明主要部件局部A区域放大示意图。
具体实施方式
如图1、图2、图3所示，本发明包括内滑块上模板2、镦粗凸模固定板4、镦粗凸模5、上三角压环6、下三角压环7、压边圈8、外滑块上模板9、可动凹模11、弹簧套12、限位弹簧13、镦粗可动凹模14、固定凹模15、镦粗芯棒16、定位圈17和下模板18；所述外滑块上模板9具有中心孔，和下模板18通过四根均匀分布的导柱导套20连接，导柱和导套滑动配合；其特征在于：
所述下模板18中心具有阶梯孔，定位圈17位于下模板18中心的阶梯孔内，固定凹模15为圆筒形，其底端中心台阶孔套在定位圈上，将固定凹模15定位；弹簧套12套于固定凹模15外并通过螺钉与固定凹模和下模板18连接，弹簧套12内部放有均匀分布的限位弹簧13；可动凹模11为具有环形凹槽的圆筒形，位于弹簧套12内，套于固定凹模15之外，限位弹簧13嵌入环形凹槽；弹簧套12上边缘设置均匀分布的压板10，对可动凹模11限位；
下三角压环7置于固定凹模15顶部，与固定凹模同轴；上三角压环6置于可动凹模11内孔，与可动凹模同轴且通过圆角相配合；
镦粗可动凹模14为具有凸缘的圆筒，置于上三角压环6内孔，镦粗可动凹模底部与下三角压环7通过圆角相配合；
所述镦粗凸模5为截面为T形的圆柱体，与镦粗凸模固定板4通过螺钉连接，镦粗凸模固定板4与内滑块上模板2通过螺钉连接；
所述镦粗芯棒16为圆柱形，通过螺钉与镦粗凸模5连接；
压边圈8套在镦粗可动凹模14上，与外滑块上模板9通过螺钉连接；
所述镦粗凸模5、镦粗芯棒16位于镦粗可动凹模14中心孔内，与镦粗可动凹模14、固定凹模15、定位圈17和下模板18阶梯孔同轴；
工作时，所述内滑块上模板2通过螺钉与压力机内滑块3连接，外滑块上模板9通过螺钉与压力机外滑块1连接；下模板18通过螺钉与压力机工作台19连接。
所述固定凹模15内孔孔径、下模板18中心阶梯孔内径以及镦粗可动凹模14内孔孔径均与所述镦粗凸模5外径相同；
所述镦粗芯棒16外径小于镦粗凸模5外径，可以有不同直径的多个镦粗芯棒，根据镦粗工序的要求更换使用。

Claims (2)

1.一种金属板材镦锻成形模具，包括内滑块上模板(2)、镦粗凸模固定板(4)、镦粗凸模(5)、上三角压环(6)、下三角压环(7)、压边圈(8)、外滑块上模板(9)、可动凹模(11)、弹簧套(12)、限位弹簧(13)、镦粗可动凹模(14)、固定凹模(15)、镦粗芯棒(16)、定位圈(17)和下模板(18)；所述外滑块上模板(9)具有中心孔，和下模板(18)通过四根均匀分布的导柱导套(20)连接，导柱和导套滑动配合；其特征在于：
所述下模板(18)中心具有阶梯孔，定位圈(17)位于下模板(18)中心的阶梯孔内，固定凹模(15)为圆筒形，其底端中心台阶孔套在定位圈上，将固定凹模(15)定位；弹簧套(12)套于固定凹模(15)外并通过螺钉与固定凹模和下模板(18)连接，弹簧套(12)内部放有均匀分布的限位弹簧(13)；可动凹模(11)为具有环形凹槽的圆筒形，位于弹簧套(12)内，套于固定凹模(15)之外，限位弹簧(13)嵌入环形凹槽；弹簧套(12)上边缘设置均匀分布的压板(10)，对可动凹模(11)限位；
下三角压环(7)置于固定凹模(15)顶部，与固定凹模同轴；上三角压环(6)置于可动凹模(11)内孔，与可动凹模同轴且通过圆角相配合；
镦粗可动凹模(14)为具有凸缘的圆筒，置于上三角压环(6)内孔，镦粗可动凹模底部与下三角压环(7)通过圆角相配合；
所述镦粗凸模(5)为截面为T形的圆柱体，与镦粗凸模固定板(4)通过螺钉连接，镦粗凸模固定板(4)与内滑块上模板(2)通过螺钉连接；
所述镦粗芯棒(16)为圆柱形，通过螺钉与镦粗凸模(5)连接；
压边圈(8)套在镦粗可动凹模(14)上，与外滑块上模板(9)通过螺钉连接；
所述镦粗凸模(5)、镦粗芯棒(16)位于镦粗可动凹模(14)中心孔内，与镦粗可动凹模(14)、固定凹模(15)、定位圈(17)和下模板(18)阶梯孔同轴；
工作时，所述内滑块上模板(2)通过螺钉与压力机内滑块(3)连接，外滑块上模板(9)通过螺钉与压力机外滑块(1)连接；下模板(18)通过螺钉与压力机工作台(19)连接。
2.如权利要求1所述的金属板材镦锻成形模具，其特征在于：
所述固定凹模(15)内孔孔径、下模板(18)中心阶梯孔内径以及镦粗可动凹模(14)内孔孔径均与所述镦粗凸模(5)外径相同；
所述镦粗芯棒(16)外径小于镦粗凸模(5)外径，根据镦粗工序的要求更换使用不同直径的镦粗芯棒。
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