CN105363815B - 一种微细孔双向挤压成形工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的是一种机械加工领域的技术，具体是一种微细孔双向挤压成形工艺，通过以下步骤实现的，第一步，反挤压工序，上下同时放置凸模进行挤压，将凸模轴线与待冲孔处轴线重合，凸模直径是待冲孔直径的4～6倍，外侧由压边圈固定，凹模浮动设置，随着板料向下移动，上凸模下压，下凸模固定；第二步，冲孔工序，将反挤压工序在板上形成的盲孔冲成通孔；第三步，增大板料表面摩擦，使表面粗糙度大于6.4；第四步，镦粗工序，对反挤压工序形成的环状凸起进行镦粗，凹模浮动设置，随着板料向下移动，用镦粗上凸模将上一道工序形成的环状凸起镦平，即得到所需细孔。本发明的优点：可以获得直径较小的微细孔,所有工序均在模具内完成，生产效率高。

Description

一种微细孔双向挤压成形工艺

技术领域

本发明涉及的是一种机械加工领域的技术，具体是一种微细孔双向挤压成形工艺。

背景技术

随着科学技术和工业生产的发展,微小孔的应用日趋广泛,出现了越来越多带有微小孔的零件,如燃料喷油嘴、空气静力轴承、喷丝板、打印机喷头等,这类孔一般具有直径较小、深径比较大及难加工等特点,因此微细深孔加工技术己经成为此类产品制造的关键技术。目前可应用于微细孔加工方法中计有超音波加工、钻孔加工、研磨加工、激光加工、放电加工及电子束加工等六种方法，考量被切削材料性质(硬度、强度、导电性)、孔穴尺寸(直径、深度)、部面形状(图形、奇异形状)、加工效率及成本，并且配合加工目的从其中选择合适的加工方法。

传统孔冲压技术，往往不能满足细孔冲压的尺寸要求，而且冲头容易折断，不仅造成严重浪费，而工作效率低下。微细电火花加工是微细深孔加工的一种重要方法，放电加工法利用相互独立的脉冲放电一点一点将材料微量地除去，因此具有和研磨加工等相似的意味，十分适合精密加工。但是在微细电火花加工中，工具电极损耗较大,并且工具电极的制作能微细加工，加工面粗糙度以及尺寸精度的等级等都必须较加工尺寸小很多，因此工具电极加工十分困难，以至于加工成本高居不下。另外，在加工大深径比微细孔时,工具电极和工件之间的狭窄间隙内的流体阻力较大,气泡不易排出,容易产生频繁的短路及拉弧等非正常放电现象,导致电极损耗进一步增大,使得微细深孔的加工变得更加困难。

中国发明专利(申请号201410479357.2)提供了一种软基合金光洁度内孔的精整强化方法，先在软基合金板材上预冲制直径小于制件孔直径的预冲孔，再用成形冲头过盈挤压，使孔壁材料压缩发生塑性变形，在塑性区内形成具有一定深度的应变强化层。当制件孔用于机械连接时，强化层内宏观残余压应力有助于降低承载部位周围的拉应力，减小孔侧壁等效应力幅值，产生抗疲劳增益作用，提高孔连接的可靠性和寿命。但是，该方法是先预制小孔，再过盈挤压孔，实际上使得孔径进一步扩大，不适合制造微细孔。此外，该方法仅适用于盲孔，如果是通孔，再过盈挤压时，多余金属可能会被挤压到孔的另一端，影响零件精度。

发明内容

为克服现有技术的不足之处，本发明提供一种微细孔双向挤压成形工艺，能够有效提高模具寿命，提高工作效率，降低成本，同时也解决了上述技术问题。

本发明是通过以下步骤实现的：

第一步，将待冲孔工件放置于冲床上，在冲床的冲头上安装一反挤压上凸模，在冲床凹模上安装一反挤压下凸模，所述反挤压上、下凸模的直径均为所需细孔直径的4～6倍，将所述反挤压上、下凸模的轴线与待冲孔的轴线重合，所述待冲孔的上部用一反挤压压边圈固定，冲头带动所述反挤压上凸模下压，所述冲床凹模浮动设置，随着所述待冲孔工件一起向下移动，所述反挤压下凸模固定不动，冲头下压量为该工件厚度的3/4，在所述工件上冲出两个上下对应的盲孔，同时将多余的金属挤出所述盲孔并在外部形成一圈环状凸起；

第二步，撤去所述反挤压下凸模，将所述反挤压上凸模的轴线与待冲孔的轴线重合，冲头带动所述反挤压上凸模下压，将两个盲孔打通形成通孔，并将多余金属挤压到所述通孔的另一侧；

第三步，增大所述工件的表面粗糙度，使其表面粗糙度大于Ra6.4；通过增大工件的表面粗糙度，可引导金属更多地向孔内流动。

第四步，将所述工件放置于镦粗机上，镦粗凹模浮动设置，随着所述待冲孔工件一起向下移动，所述通孔外侧用一镦粗压边圈固定，所述镦粗凹模中设有一固定不动的镦粗下凸模，用镦粗上凸模将上一道工序形成的环状凸起镦平，即得到所需细孔。

发明原理：本方法利用冲压工艺，先将多余金属挤压到通孔的两侧，再用镦粗机使通孔孔壁内侧发生塑性变形，最终形成所需要的细孔，同时使得细孔发生应变强化。

有益效果：本发明具有如下优点：①该工艺可以获得直径较小的微细孔。②所有工序均在模具内完成，生产效率高，节约成本。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的描述。

图1是反挤压工序的状态示意图；

图2是镦粗工序的初始状态示意图；

图3是镦粗工序完成后的状态示意图。

图中：1反挤压上凸模、2反挤压压边圈、3冲床凹模、4反挤压下凸模、5镦粗上凸模、6镦粗压边圈、7镦粗凹模、8镦粗下凸模。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明方法适用于退火态钢板、铁板、硬质铜合金板和硬质铝合金板的冲孔。

实施例：

第一步，下料，采用45#钢退火态板料，其中板料厚度为4mm。

第二步，反挤压工序，将45#钢退火态板料放置于冲床上，在冲床的冲头上安装一反挤压上凸模1，在冲床凹模3上安装一反挤压下凸模4，反挤压上凸模1、反挤压下凸模4的直径均为所需细孔直径的4～6倍(2mm)，将反挤压上凸模1、反挤压下凸模4的轴线与待冲孔的轴线重合，所述待冲孔的上部用反挤压压边圈2固定，冲头带动反挤压上凸模1下压，冲床凹模3浮动设置，随着45#钢退火态板料一起向下移动，反挤压下凸模4固定不动，冲头下压量为45#钢退火态板料厚度的3/4(3mm)，在45#钢退火态板料上冲出两个上下对应的盲孔，同时将多余的金属挤出盲孔并在外部形成一圈环状凸起(如图1所示)；

第三步，撤去反挤压下凸模4，将反挤压上凸模1的轴线与待冲孔的轴线重合，冲头带动反挤压上凸模1下压，将两个盲孔打通形成一个通孔，并将多余金属挤压到通孔的另一侧；

第四步，使用钢丝球刷制表面，增大45#钢退火态板料的表面粗糙度，使其表面粗糙度大于Ra6.4；发明人发现通过增大工件的表面粗糙度，可引导金属更多地向孔内流动，经过多次实验，工件表面粗糙度大于Ra6.4时，挤压出的细孔的成品率才能达到加工要求。

第五步，将开过通孔的45#钢退火态板料放置于镦粗机上，镦粗凹模7浮动设置，随着45#钢退火态板料一起向下移动，通孔外侧用一镦粗压边圈6固定，镦粗凹模7中设有一固定不动的镦粗下凸模8，用镦粗上凸模5将上一道工序形成的环状凸起镦平，即得到所需细孔。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (1)

1.一种微细孔双向挤压成形工艺，其特征在于通过以下步骤实现的：

第一步，将待冲孔工件放置于冲床上，在冲床的冲头上安装一反挤压上凸模，在冲床凹模上安装一反挤压下凸模，所述反挤压上、下凸模的直径均为所需细孔直径的4～6倍，将所述反挤压上、下凸模的轴线与待冲孔的轴线重合，所述待冲孔的上部用一反挤压压边圈固定，冲头带动所述反挤压上凸模下压，所述冲床凹模浮动设置，随着所述待冲孔工件一起向下移动，所述反挤压下凸模固定不动，冲头下压量为该工件厚度的3/4，在所述工件上冲出两个上下对应的盲孔，同时将多余的金属挤出所述盲孔并在外部形成一圈环状凸起；

第二步，撤去所述反挤压下凸模，将所述反挤压上凸模的轴线与待冲孔的轴线重合，冲头带动所述反挤压上凸模下压，将两个盲孔打通形成通孔，并将多余金属挤压到所述通孔的另一侧；

第三步，增大所述工件的表面粗糙度，使其表面粗糙度大于Ra6.4；

第四步，将所述工件放置于镦粗机上，镦粗凹模浮动设置，随着所述待冲孔工件一起向下移动，所述通孔外侧用一镦粗压边圈固定，所述镦粗凹模中设有一固定不动的镦粗下凸模，用镦粗上凸模将上一道工序形成的环状凸起镦平，即得到所需细孔。