CN104772424B - T型零件垂直多工步挤压模具及其成形工艺 - Google Patents

Abstract

一种T型零件垂直多工步挤压模具及其成形工艺，该模具包括：上、下凹模以及由斜滑块、定位机构组成的挤压模，其中：上凹模、下凹模、斜滑块闭合时形成圆柱形模腔，定位机构与斜滑块活动连接；定位机构采用带有推杆的套筒实现，该推杆活动设置于套筒内部且上端与斜滑块固定连接。本发明能够有效改善工件成形质量，减少生产工序，可以成倍地提高生产效率，降低单件成本，实现该类零件的大批量生产。

Description

T型零件垂直多工步挤压模具及其成形工艺

技术领域

本发明涉及的是一种机械加工领域的技术，具体是一种T型零件垂直多工步挤压模具及其成形工艺。

背景技术

T型零件是一种重要机械零件，传统采用自由锻制造的方法，生产效率低，劳动强度大，仅适用于小批量生产。现有的T型锻件制坯加工工艺(中国专利文献号CN102873237A)包括以下步骤:1)将坯料的一端放入胎膜的型腔内，另一端与第一平砧接触；2)向靠近所述胎膜的方向按压所述第一平砧，直至形成T型锻件的头部，得到T型锻件初坯；3)用两个相对布置的第二平砧挤压所述T型锻件初坯，得到其头部具有一对平整侧边的T型锻件坯料。该工艺包括镦粗得到T型锻件的头部和平整锻件头部两个工序，适用于中、小批量生产。

经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN201249212公开(公告)日2009.06.03，公开了一种可对金属进行剧塑性变形的“T”型通道挤压装置，还包括底板、两块侧板以及圆盘，各组成之间的连接关系为：底座、两块侧板及上模具通过螺栓与压机下缸固定连接，形成一整体；圆盘中心开有通孔，冲头镶嵌于圆盘的中心通孔内，并通过螺栓与压机上缸固定连接，形成一整体。该装置在T型件挤压时，工件所受摩擦阻力偏大，不利于T型零件的成形，而且仅能用于成形等截面的T型件；对于大长径比的初始坯料，由于摩擦阻力较大易形成表面缺陷；此外该装置挤压后工件取出不方便，不易组织大批量生产。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种T型零件垂直多工步挤压模具及其成形工艺，能够有效改善工件成形质量，减少生产工序，可以成倍地提高生产效率，降低单件成本，实现该类零件的大批量生产。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种T型零件垂直多工步挤压模具，包括：上、下凹模以及由斜滑块、定位机构组成的挤压模，其中：上凹模、下凹模、斜滑块闭合时形成圆柱形模腔，定位机构与斜滑块活动连接。

所述的定位机构采用带有推杆的套筒实现，该推杆活动设置于套筒内部且上端与斜滑块固定连接。

所述的套筒底部设有弹性机构。

所述的下凹模和斜滑块采用斜侧抽芯机构，斜滑块外侧壁为倾斜且满足其中：p₂为斜滑块外侧壁倾斜角；h为斜滑块高度；d₄为工件下端最大长度。

所述的斜滑块的内侧壁上下部分直径不同，上部大直径使杆部大台阶成形，中间设有过渡斜角，该过渡斜角p₁为22.5°～30.0°，这样的角度既有利于金属流动，使工件顺利成形且成形力不会急剧增大，又不会过于增加过渡区的长度，使坯料高径比变大，从而节省了坯料。

本发明涉及一种工字型接头锻造工艺，包括以下步骤：

第一步，下料：采用棒料进行下料，坯料直径小于连接头中间杆部小直径0.1mm，坯料长度根据零件体积计算取得。

第二步，成形：开启上凹模并放入圆柱形坯料后，闭合上凹模与下凹模再与套筒一起向下运动，使得杆部大台阶逐渐成形；然后继续向下运动，使得上端头部逐渐挤压成形；

上述模具可以同时实现具有大台阶杆部及较大横向尺寸的头部成形，其浮动结构有利于减小坯料在挤压过程中受到模壁的摩擦阻力。

第三步，卸料：开启上凹模，顶杆顶出的同时推杆驱动斜滑块作斜向运动，在锻件被推出的同时，由斜滑块完成侧向分型，得到T字型接头。

本发明涉及上述工艺制备得到的T字型接头，依次包括：头部、连接部以及台阶，但是具体结构不限于下述实施例。

技术效果

与现有铸造或锻造工艺相比，本发明具有如下优点：

①提高了工件机械性能，成形工艺稳定，产品合格率高，适用于大高径比坯料的成形；

②下侧两端成形效果较好，呈均匀过渡的圆弧，能够减少材料的浪费，提高材料利用率；

③解决了端部有凸台的复杂工件成形结束后不易取出的问题；

④减少生产工序，可以成倍地提高生产效率，降低单件成本，实现该类零件的大批量生产。

附图说明

图1是实施例锻件图；

图中：a为锻件图主视图；b为锻件图左视图；c为锻件图俯视图；

图2是工件成形过程；

图3是多工步挤压工艺及模具结构示意图；

图中：上凹模1、下凹模2、斜滑块3、套筒4、顶杆5、推杆6、弹性元件7、d₁为连接头中间杆部直径、d₂为T字型接头台阶的宽度、d₃为工件下端完全填充满的长度、d₄为工件下端最大长度。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明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，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

如图3所示，本实施例涉及一种挤压模具，包括：上凹模1、下凹模2、斜滑块3、套筒4、顶杆5、推杆6与弹性元件7，其中：上凹模1、下凹模2、斜滑块3闭合时形成圆柱形模腔，套筒4为由弹性元件7实现浮动控制，在凹模设计有斜滑块侧抽芯机构，推杆6设置在套筒4中，上端固定在斜滑块3上。

所述的斜滑块3内侧壁上下部分直径不同，上部大直径使杆部大台阶成形，型腔直径D₁为3.8mm，D₂为4.8mm，中间设有过渡斜角，其中角p₁为22.5°；斜滑块3的高度h＝8.3mm，外侧壁倾斜角为p₂＝67°。

本实施例涉及的工艺步骤如下：

第一步、采用25#钢采用棒料进行下料，其中：棒料高为32mm，直径为3.7mm，坯料的直径比连接头中间杆部直径d₁小0.1mm；

第二步、成形，将圆柱形坯料放入挤压模型腔中进行挤压，上凹模1、下凹模2与套筒4一起下压18.5mm，使工件上端完全充满型腔，下端完全填充满的长度d₃大于T字型接头台阶的宽度d₂，其中：d₂＝11.8mm；

第三步、卸料，推杆6驱动斜滑块3作斜向运动，坯料可由顶杆5顶出。

如图1和图2所示，本实施例制备得到的T字型接头，依次包括：头部、连接部以及台阶。

实施例2

本实施例中的型腔直径D₁为3.9mm，D₂为4.9mm，中间设有过渡斜角，其中角p₁为23.5°；斜滑块3的高度h＝8.3mm，外侧壁倾斜角为p₂＝65°。

本实施例涉及的工艺步骤如下：

第一步、采用20#钢采用棒料进行下料，其中：棒料高为32mm，直径为3.8mm，坯料的直径比连接头中间杆部直径d₁小0.1mm；

第二步、成形，将圆柱形坯料放入挤压模型腔中进行挤压，上凹模、下凹模与套筒一起下压18.5mm，使工件上端完全充满型腔，下端完全填充满的长度d₃大于T字型接头台阶的宽度d₂，其中：d₂＝11.8mm；

第三步、卸料，推杆驱动斜滑块作斜向运动，坯料可由顶杆顶出。

实施例3

本实施例中的型腔直径D₁为4.0mm，D₂为5.0mm，中间设有过渡斜角，其中角p₁为24.5°；斜滑块3的高度h＝8.3mm，外侧壁倾斜角为p₂＝63°。

本实施例涉及的工艺步骤如下：

第一步、采用15#钢采用棒料进行下料，其中：棒料高为32mm，直径为3.9mm，坯料的直径比连接头中间杆部直径d₁小0.1mm；

第二步、成形，将圆柱形坯料放入挤压模型腔中进行挤压，上凹模、下凹模与套筒一起下压18.5mm，使工件上端完全充满型腔，下端完全填充满的长度d₃大于T字型接头台阶的宽度d₂，其中：d₂＝11.8mm；

第三步、卸料，推杆驱动斜滑块作斜向运动，坯料可由顶杆顶出。

与传统方法对比可以发现，本方法工件下侧两端成形效果较好，呈均匀过渡的圆弧，能够减少材料的浪费提高材料利用率；本方法设计的侧抽芯机构，解决了端部有凸台的复杂工件成形结束后不易取出的问题；本方法将挤压、墩粗两个工步在一套模具一个工序中实现，减少生产工序，可以成倍地提高生产效率。

Claims (6)

1.一种T型零件垂直多工步挤压模具，其特征在于，包括：上、下凹模以及由斜滑块、定位机构组成的挤压模，其中：上凹模、下凹模、斜滑块闭合时形成圆柱形模腔，定位机构与斜滑块活动连接；

所述的定位机构采用带有推杆的套筒实现，该推杆活动设置于套筒内部且上端与斜滑块固定连接；

所述的下凹模和斜滑块采用斜侧抽芯机构，斜滑块外侧壁为倾斜且满足其中：p₂为斜滑块外侧壁倾斜角；h为斜滑块高度；d₄为工件下端最大长度。

2.根据权利要求1所述的T型零件垂直多工步挤压模具，其特征是，所述的斜滑块的内侧壁上下部分直径不同，上部大直径使杆部大台阶成形，中间设有过渡斜角。

3.根据权利要求2所述的T型零件垂直多工步挤压模具，其特征是，所述的过渡斜角p₁为22.5°～30.0°。

4.根据权利要求1所述的T型零件垂直多工步挤压模具，其特征是，所述的套筒底部设有弹性机构。

5.一种根据上述任一权利要求所述模具的T字型接头锻造工艺，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，下料：采用棒料进行下料，坯料直径小于连接头中间杆部小直径0.1mm；

第二步，成形：开启上凹模并放入圆柱形坯料后，闭合上凹模与下凹模再与套筒一起向下运动，使得杆部大台阶逐渐成形；然后继续向下运动，使得上端头部逐渐挤压成形；

第三步，卸料：开启上凹模，顶杆顶出的同时推杆驱动斜滑块作斜向运动，在锻件被推出的同时，由斜滑块完成侧向分型，得到T字型接头。

6.一种根据权利要求5中所述的T字型接头，其特征在于，依次包括：头部、连接部以及台阶。