CN106955958A - 一种改进的钟形壳精锻沟冷缩径模具 - Google Patents

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李玉龙
王明
刘子厚
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Hebei Automotive Precision Forging Factory
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J13/00—Details of machines for forging, pressing, or hammering
    • B21J13/02—Dies or mountings therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K7/00—Making railway appurtenances; Making vehicle parts
    • B21K7/12—Making railway appurtenances; Making vehicle parts parts for locomotives or vehicles, e.g. frames, underframes

Abstract

本发明公开了一种按金属流动成型规律，采用温锻和冷锻联合锻造塑性成型技术锻件的改进的钟形壳精锻沟冷缩径模具，涉及模具领域。本发明包括底座与冲头主体为一体结构的精整冲头，所述精整冲头上端部均匀分割为六瓣，其中割槽深度为精整冲头整体高度的1/2-5/6。本发明具有如下优点：由于精整冲头是一体的，所以刚性要比分体的好，芯棒顶到工作位置后，冲头不会翘曲，会紧紧包裹住芯棒；工作过程中，冲头的六个瓣不会发生偏移，位置度比较好，从而保证精整完成后，内腔的六个沟道均匀分布；内腔沟道直径容易控制，可以在一定范围内任意调整尺寸大小；模具加工难度比分体结构低，精度更容易保证；模具装配简单方便，容易操作和调整。

Description

一种改进的钟形壳精锻沟冷缩径模具
技术领域
本发明涉及一种模具，尤其是涉及一种按金属流动成型规律，采用温锻和冷锻联合锻造塑性成型技术锻件的改进的钟形壳精锻沟冷缩径模具。
背景技术
钟形壳精锻件属于杯杆类汽车锻件，其杯部结构形状非常复杂，内腔表面为球形面，沿球面径向有六条等分的球形滚道，用以和六个钢球配合传递汽车强大的转动扭矩，此外球形表面和球形滚道的球心还有一定的偏心距离。由于汽车在行驶时，钟形壳滚道和钢球的配合精度直接关系到汽车行驶的平稳性和耐用性，因此其尺寸精度要求很高，锻造完成后，内腔表面仅留有0.2mm～0.3mm的微小磨削量。具体结构如图1-2所示为某种钟形壳精锻沟的示意图。
因为钟形壳的内腔为球形面，考虑到锻造过程中冲头的脱模问题，所以锻造过程主要分为温锻和冷缩径两个部分，由于锻件内腔的尺寸要求比较高，所以在设计时，不仅要提高冷缩径冲头的精度，还要充分考虑到温锻件和冷缩径冲头的配合问题，稍微出现点差错，就很容易使尺寸超出公差范围，或者出现整形不到位的现象，以致废品的产生。
现有技术的冷缩径冲头如图4-5所示，它是在外形和内孔全都机加到位后，均匀的线切割成六瓣。冲头下面还有一个底座，在冲头胀缩的时候起导向的作用，它们之间由六条螺丝连接固定，底座也需要均匀割成六瓣。底座和冲头按图3所示的装配图安装好后，通过六条弹簧和一根芯棒控制冲头的胀缩，来完成工件的取放和冲头的脱模。冷缩径的整个过程是在油压机上实现的，它的工作原理是，首先通过机床的下顶缸把芯棒顶到工作位置，把六瓣冲头撑开，然后把温锻后的钟形壳放到冲头上，机床滑块往下运动，钟形壳通过凹模时，凹模会对钟形壳的外径进行拉深挤压，使壁厚逐渐变薄，并使材料产生径向流动，紧紧地包裹住冲头，从而实现内腔球形面的完整成型，接着机床的顶缸把芯棒拉下来，六瓣冲头通过弹簧的作用会进行收缩，然后机床滑块往上运动，凹模借助钟形壳冷缩径后的回弹变形把钟形壳带离冲头，最后人工取出就行了。
整个操作过程很简单，但是在实际操作中却暴露出很多问题：
(1)芯棒顶到位后，六瓣冲头不会像理论想象的那样紧紧包裹住芯棒，规则地撑开，而是会出现翘曲，尤其是上端会和芯棒有一定的间隙。原因可能是由于冲头要来回收缩，从而要求冲头底座和压板之间有一定的间隙，正是这个间隙导致了翘曲的发生。
(2)在缩径的过程中，冲头的六个瓣会产生轻微偏移，使精整后的内腔六条沟道不是均匀分布，中心不同轴。
(3)沟道直径不好控制，很容易超出尺寸允许的公差范围。
(4)某些部位精整不到，还是温锻后的状态。
(5)在六瓣的间隙位置容易出现毛刺，影响冲头的收缩。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种模具结构简单，零部件少，尺寸精度、粗糙度、配合度等等都均符合标准的改进的钟形壳精锻沟冷缩径模具。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：1、一种改进的钟形壳精锻沟冷缩径模具，其特征在于：包括底座与冲头主体为一体结构的精整冲头，所述精整冲头上端部均匀分割为六瓣，其中割槽深度为精整冲头整体高度的1/2-5/6。
进一步的技术方案在于，所述割槽包括矩形割槽部分和圆形割槽部分，其中矩形割槽部分和圆形割槽部分相连通，所述圆形割槽部分的直径大于矩形割槽部分的宽度。
进一步的技术方案还在于，所述割槽深度为精整冲头整体高度的3/4。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明具有如下优点：
(1)由于精整冲头是一体的，所以刚性要比分体的好，芯棒顶到工作位置后，冲头不会翘曲，会紧紧包裹住芯棒。
(2)工作过程中，冲头的六个瓣不会发生偏移，位置度比较好，从而保证精整完成后，内腔的六个沟道均匀分布。
(3)内腔沟道直径容易控制，可以在一定范围内任意调整尺寸大小。
(4)模具加工难度比分体结构低，精度更容易保证。
(5)模具装配简单方便，容易操作和调整。
附图说明
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。
图1-2分别是某种钟形壳精锻沟的仰视图与剖视图；
图3是某种钟形壳精锻沟锻造组装结构示意图；
图4-5是某种钟形壳精锻沟锻造锻造所用旧式精整冲头的俯视图与剖视图；
图6-7是本发明精整冲头的俯视图与剖视图；
其中:1、旧式精整冲头；2、芯棒；3、底座；4、弹簧；5、冲头主体；6、圆形割槽部分；7、矩形割槽部分；8、割槽。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
如图6-7所示，本发明包括底座3与冲头主体5为一体结构的精整冲头，所述精整冲头上端部均匀分割为六瓣，其中割槽8深度为精整冲头整体高度的1/2-5/6。
优选的，所述割槽8包括矩形割槽部分7和圆形割槽部分6，其中矩形割槽部分7和圆形割槽部分6相连通，所述圆形割槽部分7的直径大于矩形割槽部分6的宽度。
优选的，所述割槽8深度为精整冲头整体高度的3/4。
基于上述结构不好加工，又容易出现种种问题，所以申请人利用很多方法去解决这些问题，后来研发成功本发明，把分体结构改为整体结构，即把六瓣的冷缩径冲头和底座合为一体，由整块料加工，装配时，冲头用压板固定，不会来回移动，这样就解决了冲头翘曲、偏移的问题。另外一个关键是冲头的脱模问题，我们不是把冲头完全分为六瓣，只是把冲头上端部分割为六瓣，下端还是连在一起的，并把原有长度加长，要求达到能使冲头上端能够轻松压缩为好，工作过程中，在冷缩径完成后，先撤掉芯棒，然后机床滑块往上运动，凹模带动锻件往上走的同时会给冲头一个径向挤压力，冲头在挤压力的作用下向中间收缩，从而顺利从锻件内腔中脱出，最后冲头会依靠自身的弹性恢复到原来的状态。

Claims (3)

1.一种改进的钟形壳精锻沟冷缩径模具，其特征在于：包括底座与冲头主体为一体结构的精整冲头，所述精整冲头上端部均匀分割为六瓣，其中割槽深度为精整冲头整体高度的1/2-5/6。
2.根据权利要求1所述的一种改进的钟形壳精锻沟冷缩径模具，其特征在于：所述割槽包括矩形割槽部分和圆形割槽部分，其中矩形割槽部分和圆形割槽部分相连通，所述圆形割槽部分的直径大于矩形割槽部分的宽度。
3.根据权利要求1所述的一种改进的钟形壳精锻沟冷缩径模具，其特征在于：所述割槽深度为精整冲头整体高度的3/4。
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