CN106881366A - 一种蓄能器罐体锻件冷锻成形工艺及反挤模具 - Google Patents

一种蓄能器罐体锻件冷锻成形工艺及反挤模具 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种蓄能器罐体锻件冷锻成形工艺，其包括：下料：准备棒状坯料；一次反挤：将棒状坯料放入具有第一预定形状的一次反挤模具中进行第一次反挤，以获得底部的外表面带有凸台的杯状坯料；二次反挤：将杯状坯料放入具有第二预定形状的二次反挤模具中进行第二次反挤，以获得底部的内表面带有凸台的杯状坯料；三次反挤：将杯状坯料放入具有第三预定形状的三次反挤模具中进行第三次反挤，以获得带有台阶部的杯状坯料；四次反挤：将杯状坯料放入具有第四三预定形状的四次反挤模具中进行第四次反挤，以获得底部的外表面带有盲孔的蓄能器罐体成品。本发明的蓄能器罐体锻件冷锻成形工艺，二次反挤过程中，杯状坯料的上端面受到的纵向压力较小，因而不会被过度镦粗，保证了产品的成品质量。

Description

一种蓄能器罐体锻件冷锻成形工艺及反挤模具
技术领域
本发明涉及车用蓄能器制造领域，具体来说是一种蓄能器罐体锻件冷锻成形工艺及反挤模具。
背景技术
蓄能器是液压气动系统中的一种能量储蓄装置，可以将液压系统周期性动作时产生的多余压力变为压缩能或位能存储起来，当系统需要时，又将压缩或位能转变为液压或气压等能量形式释放出来，重新补供给系统。一般情况下蓄能器由罐体、隔层、隔层上可压缩气体、隔层下的工作液体等四个部分构成。罐体是蓄能器的重要零件，在工作状态时承受较大的压力。
参见图1，其示出了一种蓄能器罐体的结构，其一端具有开口101、另一端为封闭的底部102，开口101一端的外壁具有台阶部103，底部102的内表面具有凸台(未图示)、外表面具有盲孔104，凸台和盲孔104相对设置。
蓄能器罐体一般为金属结构，其通过锻造设备冷锻而成，其中最重要的步骤就是使用专用的挤压模具对坯料进行挤压成型。
参见附图2，其示出了现有技术中，蓄能器罐体的坯料在冷锻成形工艺过程中的产品形态变化图，现有技术中的冷锻成形工艺过程可以概括如下：1、首先选择合适的棒料，并通过机床完成制坯，得到棒状坯料100a；2、使用一次反挤模具对棒状坯料100a进行第一次反挤以形成杯状坯料100b；3、使用二次反挤模具对杯状坯料100b进行第二次反挤以形成底部内表面带有凸台的杯状坯料100c；4、使用三次反挤模具对杯状坯料100c进行三次反挤，以形成带有台阶部的杯状坯料100d；5、使用四次反挤模具在杯状坯料100d的底部外表面与凸台相对的位置挤压出盲孔，得到最终成形后的蓄能器罐体100e。
上述现有技术中的蓄能器罐体挤压模具存在如下技术问题：
1、由于一次反挤结束后形成的杯状坯料100b的底部为厚度均匀的平面结构。二次反挤时，二次反挤模具的上冲头的挤压力被均匀分散至整个杯状坯料100b的底部表面上，为了将杯状坯料100b底部的部分材料挤入二次反挤模具的上冲头端面上的凹坑以形成杯状坯料100b底部内表面的凸台，二次反挤模具的上冲头必须以极大的挤压力挤压杯状坯料100b，挤压过程中使得杯状坯料100b的上端面受到的纵向压力过大而被过度镦粗，最终影响了产品的质量；
2、二次反挤时，挤压力集中至二次反挤模具的上冲头端面上的凹坑部位，容易造成二次反挤模具的上冲头的凹坑部位崩裂，从而需要频繁更换二次反挤模具的上冲头。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明一方面提出了一种蓄能器罐体锻件冷锻成形工艺，其技术方案如下：
一种蓄能器罐体锻件冷锻成形工艺，采用冷锻与机加工结合的工艺，其包括如下步骤：
下料：准备棒状坯料；
一次反挤：将棒状坯料放入具有第一预定形状的一次反挤模具中对所述棒状坯料进行第一次反挤，以获得底部的外表面带有凸台的杯状坯料；
二次反挤：将杯状坯料放入具有第二预定形状的二次反挤模具中对所述杯状坯料进行第二次反挤，以获得底部的内表面带有凸台的杯状坯料；
三次反挤：将杯状坯料放入具有第三预定形状的三次反挤模具中对所述杯状坯料进行第三次反挤，以获得带有台阶部的杯状坯料；
四次反挤：将杯状坯料放入具有第四三预定形状的四次反挤模具中对所述杯状坯料进行第四次反挤，以获得底部的外表面带有盲孔的蓄能器罐体成品。
进一步的，所述下料步骤与所述一次反挤步骤之间还包括如下步骤：
第一次球化退火：利用退火炉将棒状坯料加热到一定的温度进行球化退火，以降低坯料的硬度，达到软化坯料的目的，便于后续工艺；
机加工制坯：使用车床去除软化后的棒状坯料表面的氧化皮，完成机加工制坯；
第一次表面处理：使用抛丸清洗机对棒状坯料的表面进行抛丸清洗，以增大棒状坯料的表面积，然后对棒状坯料进行磷皂化处理，使得棒状坯料表面温润，便于后续工艺。
进一步的，所述一次反挤与所述二次反挤之间还包括如下步骤：
第二次球化退火：利用退火炉将杯状坯料加热到一定的温度进行球化退火，以降低坯料的硬度，达到软化坯料的目的，便于后续工艺；
第二次表面处理：使用抛丸清洗机对杯状坯料的表面进行抛丸清洗，以增大杯状坯料的表面积，然后对杯状坯料进行磷皂化处理，使得杯状坯料表面温润，便于后续工艺。
进一步的，所述二次反挤与所述三次反挤之间括如下步骤：
第三次球化退火：利用退火炉将杯状坯料加热到一定的温度进行球化退火，以降低坯料的硬度，达到软化坯料的目的，便于后续工艺；
第三次表面处理：使用抛丸清洗机对杯状坯料的表面进行抛丸清洗，以增大杯状坯料的表面积，然后对杯状坯料进行磷皂化处理，使得杯状坯料表面温润，便于后续工艺。
进一步的，所述三次反挤与所述四次反挤中间还包括如下步骤：
第四次球化退火：利用退火炉将杯状坯料加热到一定的温度进行球化退火，以降低坯料的硬度，达到软化坯料的目的，便于后续工艺；
第四次表面处理：使用抛丸清洗机对杯状坯料的表面进行抛丸清洗，以增大杯状坯料的表面积，然后对杯状坯料进行磷皂化处理，使得杯状坯料表面温润，便于后续工艺。
本发明提供的蓄能器罐体锻件冷锻成形工艺，其一次反挤后形成的杯状坯料的底部外表面上形成有凸台，二次反挤中二层反挤模具的上冲头只需要施加较小的挤压力即能将杯状坯料底部外表面上形成有的凸台挤入二次反挤模具的上冲头的凹坑中以实现底部内表面凸台的制作。
与现有技术相比，本发明的蓄能器罐体锻件冷锻成形工艺存在如下显著技术效果：二次反挤过程中，杯状坯料的上端面受到的纵向压力较小，因而不会被过度镦粗，保证了产品的成品质量。
另一方面，本发明提供了一种用于蓄能器罐体反挤成形工艺的一次反挤模具，其技术方案如下：
一种用于蓄能器罐体反挤成形的一次反挤模具，其包括：连接在上模座上的上冲头，所述上冲头能够随所述上模座向下移动；连接在下模座上的凹模，所述凹模内形成有与所述蓄能器罐体的柱状坯料相匹配的模腔；设置在所述模腔下方的下冲头，所述下冲头的顶端面上开设有具有第一预定尺寸的凹坑；当所述上冲头向下移动时，所述上冲头能够进入所述模腔中并挤压放置在所述模腔内的蓄能器罐体的柱状坯料以完成一次反挤，获得底部的外表面带有凸台的杯状坯料。
本发明提供的一次反挤模具，能够反挤出底部外表面带有凸台的杯状坯料，以方便后续的二次反挤。
另一方面，本发明提供了一种用于蓄能器罐体反挤成形工艺的二次反挤模具，其技术方案如下：
一种用于蓄能器罐体反挤成形的二次反挤模具，其包括：连接在上模座上的环形冲头，固定穿设在所述环形冲头内的冲头，所述冲头芯的下端收缩至所述环形冲头的内部以形成具有第二预定尺寸的凹坑，所述环形冲头和所述冲头芯能够随所述上模座同步向下移动；连接在下模座上的凹模，所述凹模内形成有与所述蓄能器罐体的杯状坯料相匹配的模腔；设置在所述模腔下方的下冲头；当所述环形冲头和所述冲头芯同步向下移动时，所述环形冲头和所述冲头芯能进入所述模腔中并挤压放置在所述模腔内的蓄能器罐体的杯状坯料以完成二次反挤，获得底部的内表面带有凸台的杯状坯料。
本发明提供的二次反挤模具，能够反挤出底部内表面带有凸台的杯状坯料，此外，本发明的二次反挤模具将上冲头为分体设置，其包括环状冲头和冲头芯，二次反挤过程中，环状冲头受力小，一般不会损坏。因此，只需要定期更换受损的冲头芯即可，而不需要更换整个上冲头，其节约了生产成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所述需要使用的附图进行简单描述，显而易见地，下面描述中的附图仅为本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：
图1为一种蓄能器罐体的结构示意图；
图2为蓄能器罐体的坯料在现有的冷锻成形工艺中的产品形态变化图；
图3为蓄能器罐体的坯料在本发明的冷锻成形工艺中的产品形态变化图；
图4为本发明提供的一次反挤模具与蓄能器罐体柱状坯料的装配图；
图5为本发明提供的二次反挤模具与蓄能器罐体杯状坯料的装配图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
请参考图3，在一个具体实施例中，本发明提供的蓄能器罐体锻件冷锻成形工艺包括如下步骤：
1、下料：取20CrMnTi圆钢锯切，形成棒状坯料200a。
2、第一次球化退火：利用退火炉将棒状坯料200a加热到一定的温度进行球化退火，以降低坯料的硬度，达到软化坯料的目的，便于后续工艺。
3、机加工制坯：使用车床去除软化后的棒状坯料200a表面的氧化皮、微裂纹及锈迹，获得具有高质量的棒状坯料200a。
4、第一次表面处理：使用抛丸清洗机对棒状坯料200a的表面进行抛丸清洗，以增大棒状坯料200a的表面积，然后对棒状坯料200a进行磷皂化处理，使得棒状坯料200a表面温润，便于后续工艺；
5、一次反挤：将棒状坯料200a放入具有第一预定形状的一次反挤模具中对所述棒状坯料200a进行第一次反挤，以获得底部外表面带有凸台的杯状坯料200b。
6、第二次球化退火：利用退火炉将杯状坯料200b加热到一定的温度进行球化退火，以降低坯料的硬度，达到软化坯料的目的，便于后续工艺。
7、第二次表面处理：使用抛丸清洗机对杯状坯料200b的表面进行抛丸清洗，以增大杯状坯料200b的表面积，然后对杯状坯料200b进行磷皂化处理，使得杯状坯料200b表面温润，便于后续工艺。
8、第二次反挤：将杯状坯料200b放入具有第二预定形状的二次反挤模具中对所述杯状坯料200b进行第二次反挤，以获得底部的内表面带有凸台的杯状坯料200c。
9、第三次球化退火：利用退火炉将杯状坯料200c加热到一定的温度进行球化退火，以降低坯料的硬度，达到软化坯料的目的，便于后续工艺。
10、第三次表面处理：使用抛丸清洗机对杯状坯料200c的表面进行抛丸清洗，以增大杯状坯料200c的表面积，然后对杯状坯料200c进行磷皂化处理，使得杯状坯料200c表面温润，便于后续工艺。
11、三次反挤：将杯状坯料200c放入具有第三预定形状的三次反挤模具中对所述杯状坯料200c进行第三次反挤，以获得带有台阶部的杯状坯料200d。
12、第四次球化退火：利用退火炉将杯状坯料200d加热到一定的温度进行球化退火，以降低坯料的硬度，达到软化坯料的目的，便于后续工艺。
13、第四次表面处理：使用抛丸清洗机对杯状坯料200d的表面进行抛丸清洗，以增大杯状坯料200d的表面积，然后对杯状坯料200d进行磷皂化处理，使得杯状坯料200d表面温润，便于后续工艺。
14、四次反挤：将杯状坯料200c放入具有第四三预定形状的四次反挤模具中对所述杯状坯料200d进行第四次反挤，以获得底部的外表面带有盲孔的蓄能器罐体的成品200e。
如图4所示，其示出了本实施例中所使用的一次反挤模具200与蓄能器罐体的柱状坯料200a的装配图，所述一次反挤模具200包括：连接在上模座201上的上冲头202，所述上冲头202能够随所述上模座201向下移动；连接在下模座203上的凹模204，所述凹模204内形成有与所述蓄能器罐体的坯料相匹配的模腔205；设置在所述模腔205下方的下冲头206，所述下冲头206的顶端面上开设有具有第一预定尺寸的凹坑207。
当所述上冲头202向下移动时，所述上冲头202能够进入所述模腔205中并挤压放置在所述模腔内的蓄能器罐体的柱状坯料200a以实施一次反挤。一次反挤过程中，上冲头202挤压所述柱状坯料200a使得材料向四周流动，最终使柱状坯料200a被挤压成杯状形状，同时坯料底部的材料被挤压至所述凹坑207内以使得杯状坯料的底部外表面形成凸台，最终形成所述杯状坯料200b。
如图5所示，其示出了本实施例中所使用的二次反挤模具300与蓄能器罐体的杯状坯料200b的装配图，所述二次反挤模具包括：连接在上模座301上的环形冲头302，固定穿设在所述环形冲头内的冲头303，所述冲头芯303的下端收缩至所述环形冲头302的内部以形成具有第二尺寸的凹坑304，所述环形冲头302和所述冲头芯303能够随所述上模座301同步向下移动；连接在下模座305上的凹模306，所述凹模306内形成有与所述蓄能器罐体的坯料相匹配的模腔307；设置在所述模腔307下方的下冲头308。
当所述环形冲头302和所述冲头芯303同步向下移动时，所述环形冲头302和所述冲头芯303能进入所述模腔307中并挤压放置在所述模腔307内的蓄能器罐体的杯状坯料200b以实施二次反挤。二次反挤过程中，环形冲头302向下挤压所述杯状坯料200b的底部，杯状坯料200b底部外表面的凸台在下冲头308的反向(向上)挤压下流入所述凹坑304中，从而反转形成位于杯状坯料底部内表面的凸台，最终获得杯状坯料200c。
由于在二次挤压过程中，几乎全部的挤压力都集中在杯状坯料200b底部外表面的凸台上，因此只需要环形冲头302向下施加较小的挤压力即能完成杯状坯料200c的成形。
可见，本发明提供的蓄能器罐体锻件冷锻成形工艺，其一次反挤后形成的杯状坯料200b的底部外表面上形成有凸台，二次反挤中二次反挤模具只需要施加较小的挤压力即能将杯状坯料200b底部外表面上形成有的凸台挤入二次反挤模具的上冲头的凹坑304中即能实现底部内表面凸台的制作，以形成杯状坯料200c。
与现有技术相比，本发明的蓄能器罐体锻件冷锻成形工艺存在如下显著技术效果：二次反挤过程中，杯状坯料的上端面受到的纵向压力较小，因而不会被过度镦粗，保证了产品的成品质量。
此外，本发明的二次反挤模具的上冲头为分体设置，其包括环状冲头302和冲头芯303，二次反挤过程中，环状冲头302受力小，一般不会损坏。因此，只需要定期更换受损的冲头芯303即可，而不需要更换整个上冲头，其节约了生产成本。
上文对本发明进行了足够详细的具有一定特殊性的描述。所属领域内的普通技术人员应该理解，实施例中的描述仅仅是示例性的，在不偏离本发明的真实精神和范围的前提下做出所有改变都应该属于本发明的保护范围。本发明所要求保护的范围是由所述的权利要求书进行限定的，而不是由实施例中的上述描述来限定的。

Claims (7)

1.一种蓄能器罐体锻件冷锻成形工艺，采用冷锻与机加工结合的工艺，其包括如下步骤：
下料：准备棒状坯料；
一次反挤：将棒状坯料放入具有第一预定形状的一次反挤模具中对所述棒状坯料进行第一次反挤，以获得底部的外表面带有凸台的杯状坯料；
二次反挤：将杯状坯料放入具有第二预定形状的二次反挤模具中对所述杯状坯料进行第二次反挤，以获得底部的内表面带有凸台的杯状坯料；
三次反挤：将杯状坯料放入具有第三预定形状的三次反挤模具中对所述杯状坯料进行第三次反挤，以获得带有台阶部的杯状坯料；
四次反挤：将杯状坯料放入具有第四三预定形状的四次反挤模具中对所述杯状坯料进行第四次反挤，以获得底部的外表面带有盲孔的蓄能器罐体成品。
2.如权利要求1所述的蓄能器罐体锻件冷锻成形工艺，其特征在于：所述下料步骤与所述一次反挤步骤之间还包括如下步骤：
第一次球化退火：利用退火炉将棒状坯料加热到一定的温度进行球化退火，以降低坯料的硬度，达到软化坯料的目的，便于后续工艺；
机加工制坯：使用车床去除软化后的棒状坯料表面的氧化皮，完成机加工制坯；
第一次表面处理：使用抛丸清洗机对棒状坯料的表面进行抛丸清洗，以增大棒状坯料的表面积，然后对棒状坯料进行磷皂化处理，使得棒状坯料表面温润，便于后续工艺。
3.如权利要求1所述的蓄能器罐体锻件冷锻成形工艺，其特征在于：所述一次反挤与所述二次反挤之间还包括如下步骤：
第二次球化退火：利用退火炉将杯状坯料加热到一定的温度进行球化退火，以降低坯料的硬度，达到软化坯料的目的，便于后续工艺；
第二次表面处理：使用抛丸清洗机对杯状坯料的表面进行抛丸清洗，以增大杯状坯料的表面积，然后对杯状坯料进行磷皂化处理，使得杯状坯料表面温润，便于后续工艺。
4.如权利要求1所述的蓄能器罐体锻件冷锻成形工艺，其特征在于：所述二次反挤与所述三次反挤之间括如下步骤：
第三次球化退火：利用退火炉将杯状坯料加热到一定的温度进行球化退火，以降低坯料的硬度，达到软化坯料的目的，便于后续工艺；
第三次表面处理：使用抛丸清洗机对杯状坯料的表面进行抛丸清洗，以增大杯状坯料的表面积，然后对杯状坯料进行磷皂化处理，使得杯状坯料表面温润，便于后续工艺。
5.如权利要求1所述的蓄能器罐体锻件冷锻成形工艺，其特征在于：所述三次反挤与所述四次反挤中间还包括如下步骤：
第四次球化退火：利用退火炉将杯状坯料加热到一定的温度进行球化退火，以降低坯料的硬度，达到软化坯料的目的，便于后续工艺；
第四次表面处理：使用抛丸清洗机对杯状坯料的表面进行抛丸清洗，以增大杯状坯料的表面积，然后对杯状坯料进行磷皂化处理，使得杯状坯料表面温润，便于后续工艺。
6.一种用于权利要求1所述的蓄能器罐体反挤成形工艺的一次反挤模具，其特征在于：其包括：
连接在上模座上的上冲头，所述上冲头能够随所述上模座向下移动；
连接在下模座上的凹模，所述凹模内形成有与所述蓄能器罐体的柱状坯料相匹配的模腔；
设置在所述模腔下方的下冲头，所述下冲头的顶端面上开设有具有第一预定尺寸的凹坑；
当所述上冲头向下移动时，所述上冲头能够进入所述模腔中并挤压放置在所述模腔内的蓄能器罐体的柱状坯料以完成第一次反挤，获得底部的外表面带有凸台的杯状坯料。
7.一种用于权利要求1所述的蓄能器罐体反挤成形工艺的二次反挤模具，其特征在于：其包括：
连接在上模座上的环形冲头，固定穿设在所述环形冲头内的冲头，所述冲头芯的下端收缩至所述环形冲头的内部以形成具有第二预定尺寸的凹坑，所述环形冲头和所述冲头芯能够随所述上模座同步向下移动；
连接在下模座上的凹模，所述凹模内形成有与所述蓄能器罐体的杯状坯料相匹配的模腔；
设置在所述模腔下方的下冲头；
当所述环形冲头和所述冲头芯同步向下移动时，所述环形冲头和所述冲头芯能进入所述模腔中并挤压放置在所述模腔内的蓄能器罐体的杯状坯料以完成第二次反挤，获得底部的内表面带有凸台的杯状坯料。
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