CN106994470A - 一种内孔双面凸台复合挤压成形模具及成形方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种内孔双面凸台复合挤压成形模具及成形方法，该模具包括凸模组件、凹模组件和导向组件，凸模组件包括顶板和凸模，凸模顶部与顶板底部中心相连，凹模组件包括底座、凹模、中心轴和反顶装置，凹模与底座的中心凹槽相配置定位，中心轴竖直设于底座中心，凹模中心设有第一定位孔，凸模中心设有第二定位孔，中心轴顶部穿过第一定位孔插入第二定位孔，反顶装置包括数根反顶杆和反顶盘，数根反顶杆沿周向均匀间隔设于反顶盘上，反顶杆顶部依次穿过底座及凹模上的通孔，并可沿通孔滑动，导向组件两端分别与顶板底部及底座顶部相连，顶板可沿导向组件移动。本发明工艺过程简洁，生产效率高，原材料利用率高，成形零件表面质量好。

Description

一种内孔双面凸台复合挤压成形模具及成形方法

技术领域

本发明属于挤压成形的技术领域，尤其涉及一种内孔双面凸台复合挤压成形模具及成形方法。

背景技术

为了增加齿轮嵌合到轴上的强度，一般在齿轮两侧采用双面凸台结构，针对内孔双面凸台结构，业内人士一直在探索，但至今为止仍未得出成形质量好、易于实现批量生产的加工方法。一些学者试图按照最简单的工艺方法进行双面拉深，但是只凭普通的模具和简单的工艺过程控制是达不到要求的，往往会造成材料变形量过大，产品在成形过程中就发生断裂，最终难以成形理想的结构。如果用带孔的圆钢板采取旋压的方法来产生内孔双面凸台，也会出现很多不良后果，因为对这种形状材料的旋压会改变并破坏材料原有的内部组织结构和金属流线，从而极大的降低金属的原有强度；同时，用这种制品做坯料加工出来的凸台表面极其粗糙，很不美观。如果采用最简洁的焊接工艺，将凸台结构直接焊接在带孔板料两侧，可以快速形成内孔双面凸台结构，但此种成形方法存在很大的局限性。采用焊接成形，由于局部加热导致被焊工件各部位温度不均匀，在冷却后由于热胀冷缩和塑性变形情况的差异，焊接结构中产生内应力与变形，并且可能有裂纹、气孔夹渣、未焊透等缺陷。其中，最危险的缺陷是裂纹，它严重影响焊接件的安全性及使用性能。因此，采用焊接工艺，虽简化了零件结构，但会带来焊接质量问题从而造成事故发生，并且焊缝影响产品的美观，因而这种工艺方法实际上并不可行。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述存在的问题，提供一种内孔双面凸台复合挤压成形模具及成形方法，成形工艺简洁，成形过程易于控制，凸台高度易于控制，成形件内部组织致密，表面质量好。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种内孔双面凸台复合挤压成形模具，其特征在于，包括凸模组件、凹模组件和导向组件，所述凸模组件包括顶板和凸模，凸模顶部与顶板底部中心相连，所述凹模组件包括底座、凹模、中心轴和反顶装置，凹模与底座的中心凹槽相配置定位，中心轴竖直设于底座中心，凹模中心设有第一定位孔，凸模中心设有第二定位孔，中心轴顶部穿过第一定位孔插入第二定位孔，反顶装置包括数根反顶杆和反顶盘，数根反顶杆沿周向均匀间隔设于反顶盘上，反顶杆顶部依次穿过底座及凹模上的通孔，并可沿通孔滑动，所述导向组件两端分别与顶板底部及底座顶部相连，顶板可沿导向组件移动。

按上述方案，所述导向组件包括导向套和导向杆，导向套竖直固定于所述顶板底部两侧，导向杆竖直固定于底座顶部两侧，导向杆与导向套套接配置。

按上述方案，所述凸模与顶板通过连接套相连，所述连接套两侧与顶板底部相连，连接套内壁设有止口，凸模外壁设有凸耳，止口与凸耳卡合配置。

按上述方案，所述中心轴外径与成形件的凸台内径相等，所述第一、第二定位孔的孔径与成形件的凸台外径相等。

一种内孔双面凸台复合挤压成形方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1)坯料制备，在圆钢板坯料上预冲孔，孔的直径等于成形件的凸台的内径；

S2)模具安装，将凸模和凹模中心对正安装，将带孔的圆钢板坯料通过中心轴定位放置在凹模上；

S3)挤压成形，顶板带动凸模下行，通过导向套沿导向杆下移，凸模慢速挤压坯料成形，形成双面凸台；

S4)成形件顶出，凸模上行，反顶杆上行，顶出成形零件。

本发明的有益效果是：提供一种内孔双面凸台复合挤压成形模具及成形方法，模具结构简单，成本较低，成形方案简单可靠、易于操作，与双面拉深工艺相比，成形步骤减少，过程易于控制，且凸台结构中最为核心的凸台高度可根据板料的厚度自行控制，极大的解决了现有技术中凸台高度受限的问题，与焊接工艺相比，采用复合挤压成形的零件表面质量好，内部组织均匀，不会产生裂纹等明显缺陷，成形件内部组织致密，表面质量好，且成本较低，可批量生产。

附图说明

图1为本发明一个实施例的成形过程剖视图。

其中：1-凸模；2-顶板；3-凹模；4-反顶杆；5-反顶盘；6-底座；7-中心轴；8-坯料；9-连接套；10-导向套；11-导向杆；12-凸台。

具体实施方式

为更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

如图1所示，一种内孔双面凸台复合挤压成形模具，包括凸模组件、凹模组件和导向组件，凸模组件包括顶板2和凸模1，凸模顶部与顶板底部中心通过连接套9相连，连接套两侧与顶板底部相连，连接套内壁设有止口，凸模外壁设有凸耳，止口与凸耳卡合配置；凹模组件包括底座6、凹模3、中心轴7和反顶装置，凹模与底座的中心凹槽相配置定位，中心轴竖直设于底座中心，凹模中心设有第一定位孔，凸模中心设有第二定位孔，中心轴顶部穿过第一定位孔插入第二定位孔，反顶装置包括数根反顶杆4和反顶盘5，数根反顶杆沿周向均匀间隔设于反顶盘上，其顶部依次穿过底座及凹模上的通孔，并可沿通孔滑动；导向组件包括导向套10和导向杆11，导向套竖直固定于顶板底部两侧，导向杆竖直固定于底座顶部两侧，导向杆与导向套套接配置。

中心轴外径与成形件的凸台12内径相等，第一、第二定位孔的孔径与成形件的凸台外径相等。

采用上述模具进行成形加工包括如下步骤：

1)坯料制备，在圆钢板坯料8上预冲孔，孔的直径等于成形件的凸台的内径；

2)模具安装，将凸模和凹模中心对正安装，将带孔的圆钢板坯料通过中心轴定位放置在凹模上；

3)挤压成形，顶板带动凸模下行，通过导向套沿导向杆下移，凸模慢速挤压坯料成形，形成双面凸台；

4)成形件顶出，凸模上行，反顶杆上行，顶出成形零件。

实施例一：

针对于一个外径D₁为40mm、内径D₃为15mm、厚度t为6mm的坯料，需要形成内孔双面凸台，凸台的外径D₂为20mm，凸台内径与坯料内径D₃相等为15mm，高度H为8mm。

根据体积不变原理，坯料厚度方向减少的体积等于凸台的体积总和： 挤压行程h＝2H(D₂ ²-D₃ ²)/(D₁ ²-D₃ ²)，根据公式可以求出挤压行程h为2mm。

Claims (5)

1.一种内孔双面凸台复合挤压成形模具，其特征在于，包括凸模组件、凹模组件和导向组件，所述凸模组件包括顶板和凸模，凸模顶部与顶板底部中心相连，所述凹模组件包括底座、凹模、中心轴和反顶装置，凹模与底座的中心凹槽相配置定位，中心轴竖直设于底座中心，凹模中心设有第一定位孔，凸模中心设有第二定位孔，中心轴顶部穿过第一定位孔插入第二定位孔，反顶装置包括数根反顶杆和反顶盘，数根反顶杆沿周向均匀间隔设于反顶盘上，反顶杆顶部依次穿过底座及凹模上的通孔，并可沿通孔滑动，所述导向组件两端分别与顶板底部及底座顶部相连，顶板可沿导向组件移动。

2.根据权利要求1所述的一种内孔双面凸台复合挤压成形模具，其特征在于，所述导向组件包括导向套和导向杆，导向套竖直固定于所述顶板底部两侧，导向杆竖直固定于底座顶部两侧，导向杆与导向套套接配置。

3.根据权利要求1所述的一种内孔双面凸台复合挤压成形模具，其特征在于，所述凸模与顶板通过连接套相连，所述连接套两侧与顶板底部相连，连接套内壁设有止口，凸模外壁设有凸耳，止口与凸耳卡合配置。

4.根据权利要求1所述的一种内孔双面凸台复合挤压成形模具，其特征在于，所述中心轴外径与成形件的凸台内径相等，所述第一、第二定位孔的孔径与成形件的凸台外径相等。

5.一种内孔双面凸台复合挤压成形方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1)坯料制备，在圆钢板坯料上预冲孔，孔的直径等于成形件的凸台的内径；

S2)模具安装，将凸模和凹模中心对正安装，将带孔的圆钢板坯料通过中心轴定位放置在凹模上；

S3)挤压成形，顶板带动凸模下行，通过导向套沿导向杆下移，凸模慢速挤压坯料成形，形成双面凸台；

S4)成形件顶出，凸模上行，反顶杆上行，顶出成形零件。