CN108994104B - 连接叉模具及连接叉制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种连接叉模具及连接叉制造工艺。连接叉模具包括母模、子模及定位结构。母模具有第一凹槽和第二凹槽，第二凹槽设于第一凹槽的四周，第二凹槽的槽深和第一凹槽的槽深不同。子模具有第三凹槽。定位结构包括第一定位结构和第二定位结构，第一定位结构和第二定位结构分别设于母模和子模上。其中，母模和子模配合后，连接叉成型于第一凹槽和第三凹槽形成的空腔内。连接叉制造工艺包括：将原材料加热到880℃～900℃并放入和连接叉模具中挤压成型得到半成品，将半成品切边，将切边后的半成品弯折成型。本发明提供的连接叉模具及连接叉制造工艺制造出来的连接叉缺陷较少。
Description
技术领域
本发明涉及汽配技术领域，尤其是一种连接叉模具及连接叉制造工艺。
背景技术
随着国内的汽车制造业的逐渐发展，人们对汽车配件的要求也越来越高。其中，连接叉采用铸件的形式铸造而成，铸造是将液体金属浇铸到与零件形状相适应的铸造空腔中，待其冷却凝固后，以获得零件或毛坯的方法。铸造后的成品往往存在着许多夹杂类缺陷，比如：外来金属夹杂物、冷豆、内渗物、夹渣、砂眼。同时，铸造得到的成品组织粗大，物理性能较差。并且，在铸造过程中，用于熔化浇铸金属的温度较难把控，温度太高，易使铸件产生气孔、缩孔甚至裂纹，大大缩短使用寿命，温度太低，会使铸件产生冷隔、浇不足或者外形轮廓不清等缺陷。
再者，连接叉呈“U”型，在浇铸连接叉的过程中，处于“U”型中间连接部位和两端部位的加热速度和冷却速度均不一样，中间连接部位冷却速度更慢，更容易出现缩孔、收缩不均、疏孔等缺陷，从而中间连接部位更容易断裂，造成重大损失。同时，“U”型的连接叉切边难度大。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于制造缺陷较少的连接叉的模具及制造工艺。
为了解决上述技术问题，本发明提供的一种连接叉模具，用于制作连接叉，连接叉模具包括母模、子模及定位结构。母模具有第一凹槽和第二凹槽，第二凹槽设于第一凹槽的四周，第二凹槽的槽深和第一凹槽的槽深不同。子模具有第三凹槽。定位结构包括第一定位结构和第二定位结构，第一定位结构和第二定位结构分别设于母模和子模上。其中，母模和子模配合后，连接叉成型于第一凹槽和第三凹槽形成的空腔内。
按照本发明的这个方面，母模还具有第一凹面，子模还具有第二凹面，第一凹面和第二凹面均具有凹凸不平的条纹，第一凹面设于第二凹槽的四周，第二凹面设于第三凹槽的四周。
按照本发明的这个方面，母模还具有第一孔，子模还具有第二孔，第一孔和第二孔的位置互相对应，第一孔的部分位于第一凹面内。
按照本发明的这个方面，母模还具有第三孔，子模还具有第四孔，第三孔和第四孔的位置互相对应，第三孔位于第一凹面内。
按照本发明的这个方面，连接叉模具采用经过回火热处理后的热作模具钢制成，母模和子模的厚度均在10cm以上。
于本发明的另一个方面，本发明还提供一种连接叉制造工艺包括：
预热挤压步骤：将原材料加热到880℃～900℃并放入和连接叉模具中挤压成型得到半成品；
切边步骤，将半成品切边；及
定型步骤：将切边后的半成品弯折成型。
按照本发明的另一个方面，原材料为圆柱形的原钢段，原钢段的直径范围为16mm～19mm，原钢段的长度为97mm～103mm。
按照本发明的另一个方面，预热挤压成型步骤中的挤压力为300吨～400吨。
按照本发明的另一个方面，预热挤压步骤之前还设有脱模剂添加步骤，脱模剂添加步骤包括：在连接叉模具刷涂脱模剂。
按照本发明的另一个方面，定型步骤采用定型模具，利用外界压力将置于所述定型模具内的切边后的半成品弯折成型。
综上，本发明提供的连接叉模具中第一凹槽的四周设有第二凹槽，多余的材料被压入第二凹槽内，并且，因为第二凹槽的槽深和第一凹槽的槽深不同，多余的材料和第一凹槽内的材料有明显的分界线，这条分界线有利于后面切边的进行。同时，连接叉模具设有定位结构，便于母模和子模的互相对准找位，减少母模和子模之间发生对位移。
同时，本发明提供的连接叉制造工艺将现有的铸造工艺改进为挤压变形，整个工艺流程中，只需要预热，不需要将原材料熔化，预热到880℃～900℃和加热熔化相比较而言，所需的温度大大降低，因此能有效节省能源，降低加工成本，降低加工危险系数。同时，不需要将原材料熔化铸造，气孔、缩孔甚至裂纹等缺陷出现的概率大大降低。再者，浇铸得到的“U”型的连接叉的弯折处的飞边处理困难，而本连接叉制造工艺中的半成品接近板状，飞边处理简单。还有，由于预热挤压步骤后无需对半成品冷却，不会出现因为U”型的连接叉中间连接部分冷却速度较慢而导致的缩孔、收缩不均、疏孔等缺陷集中的问题。
附图说明
图1是本发明中的实施例提供的连接叉半成品的主视图；
图2是本发明中的实施例提供的连接叉半成品的俯视图；
图3是本发明中的实施例提供的连接叉半成品的仰视图；
图4是本发明中的实施例提供的连接叉模具中母模的示意图；
图5是本发明中的实施例提供的连接叉模具中子模的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
请参考图4和图5。本实施例提供一种连接叉模具，包括母模15、子模16及定位结构。母模15具有第一凹槽1和第二凹槽2，第二凹槽2设于第一凹槽1的四周，第二凹槽2的槽深和第一凹槽1的槽深不同。子模16具有第三凹槽7。定位结构包括第一定位结构3和第二定位结构10，第一定位结构3和第二定位结构10分别设于母模15和子模16上。其中，母模15和子模16配合后，第一凹槽1和第三凹槽7形成的空腔的形状根据连接叉的形状决定。
在实际制作过程中，为了防止最终的产品没有空隙，原材料都是过多投放的，将原材料置于母模15内，合上子模16后，在外界压力的作用下，原材料被压制成第一凹槽1和第三凹槽7形成的空腔的形状。而多加入的原材料形成多余的材料，被压入第二凹槽2内，并且，第二凹槽2的槽深和第一凹槽1的槽深不同，当第二凹槽2的槽深比第一凹槽1的槽深要深或者更浅时，处于第二凹槽2的多余的材料比处于第一凹槽1内的材料形成高低阶梯，从而导致多余的材料和第一凹槽1内的材料在阶梯处有明显的分界线，这条分界线有利于后面切边的进行。同时，连接叉模具设有定位结构，便于母模15和子模16的互相对准找位。同时，定位结构也降低了母模15和子模16发生相对位移的概率。于本实施例中，第一定位结构3和第二定位结构10分别为凸起、凹孔。凸起和凹孔各有两个并且互相卡合。但是本发明对第一定位结构3和第二定位结构10的个数及结构不做任何限定。
于本实施例中，母模15还具有第一凹面4，子模16还具有第二凹面11，第一凹面4和第二凹面11均具有凹凸不平的条纹，第一凹面4设于第二凹槽2的四周，第二凹面11设于第三凹槽7的四周。第一凹面4和第二凹面11的设计增加了母模15和子模16之间的摩擦力，从而有利于母模15和子模16的脱模。其次，第一凹面4和第二凹面11还可以容纳部分多余的原材料，防止原材料投放过多，使母模15和子模16在合上后中间留有缝隙。
于本实施例中，母模15还具有第一孔5，子模16还具有第二孔8，第一孔5和第二孔8的位置互相对应，第一孔5的部分位于第一凹面4内。于本实施例中，第一孔5和第二孔8分别有两个，但是本发明对第一孔5和第二孔8的个数不做任何限定。第一孔5和第二孔8用于安装挤压设备，保证挤压过程的顺利进行。
于本实施例中，母模15还具有第三孔6，子模16还具有第四孔9，第三孔6和第四孔9的位置互相对应，第三孔6位于第一凹面4内。于本实施例中，第三孔6和第四孔9分别有两个，但是本发明对第三孔6和第四孔9的个数不做任何限定。第三孔6和第四孔9用于进一步对准母模15和子模16。第三孔6和第四孔9之间采用销连接。
于本实施例中，连接叉模具采用经过回火热处理后的热作模具钢制成，母模15和子模16的厚度为15cm。因为连接叉模具在使用的过程中需要承受较高的温度和很高的压力，对连接叉的强度要求很高，采用经过回火热处理后的热作模具钢制成制作连接叉模具，热作模具钢在高温下可长时间能保持其常温力学性能，在高温下不发生热化，具有高的热稳定性，否则连接叉模具就会发生塑性变形，造成堆塌而失效，从而保证在放入较高温度的原材料时，连接叉模具不会同时发生变形。同时，保证在较高压力的环境中，连接叉模具不会轻易变形。再者，母模15和子模16的厚度均有在10cm以上，也是为了保证连接叉模具不易变形。
本实施例中的连接叉模具制得的连接叉由两个直径为26mm的圆盘、一个有凹槽的直径为26mm的圆盘及两条连接条组成，凹槽的直径为14mm，其连接顺序依次为圆盘、连接条、有凹槽的圆盘、连接条、圆盘。从其中一个圆盘的中心到有凹槽的圆盘的中心的距离为44.5mm。连接条的宽度为20mm，两个圆盘的厚度均为8.85mm，连接条的厚度为6mm，连接叉长115mm，所有的棱角部位均设有倒角。本实施例中的母模15和子模16配合后，第一凹槽1和第三凹槽7形成的空腔的形状和大小和标准连接叉的大小和形状相同。
本实施例还提供一种连接叉制造工艺包括：
预热挤压步骤：将原材料加热到880℃～900℃并放入和连接叉模具中挤压成型得到半成品；
切边步骤，将半成品切边；及
定型步骤：将切边后的半成品弯折成型。
本实施例提供的连接叉制造工艺将现有的铸造工艺改进为挤压变形，整个工艺流程中，只需要预热，不需要将原材料熔化，预热到880℃～900℃和加热熔化相比较而言，所需的温度大大降低，因此能有效节省能源，降低加工成本，降低加工危险系数。同时，不需要将原材料熔化铸造，气孔、缩孔甚至裂纹等缺陷出现的概率大大降低。再者，浇铸得到的“U”型的连接叉在弯折处的飞边处理困难，而本连接叉制造工艺中的半成品由挤压得到，在压力的作用下，半成品为接近板状，飞边处理简单。还有，由于预热挤压步骤后无需对半成品冷却，不会出现因为U”型的连接叉中间连接部分冷却速度较慢而导致的缩孔、收缩不均、疏孔等缺陷集中的问题。
于本实施例中，原材料为圆柱形的原钢段，原钢段的直径最优为18mm，原钢段的长度最优为100mm，但是本发明对原钢段的直径和长度不做任何限定，原钢段的直径可以是16mm～19mm中的任何数值，原钢段的长度可以为
97mm～103mm中的任何数值。当原钢段的直径为18mm，长度为100mm时，制得的半成品的飞边最少，减少原材料的浪费。于本实施中，原钢段的材料为Q235不锈钢，但是本发明对原钢段的材料不做任何限定。
于本实施例中，预热挤压成型步骤中的挤压力为300吨～400吨。将母模15和子模16配合好后，置于挤压装备中，对母模15和子模16设置300吨～400吨的压力，持续几秒的时候后，撤下挤压装备，然后脱模，将本成品从连接叉模具中脱模取出。
于本实施例中，预热挤压步骤之前还设有脱模剂添加步骤，脱模剂添加步骤包括：在连接叉模具刷涂脱模剂，方便得到的半成品的脱模。
于本实施例中，定型步骤采用定型模具，利用外界压力将置于所述定型模具内的切边后的半成品90度弯折成型。在实际操作过程中，将切边后的半成品置于定型模具中凹模的空腔内，然后，将凸模卡合，通过给凸模和凹模施加压力，从而将半成品弯折成型。凹模和凸模卡合后形成的空腔为最终弯折成型的连接叉的形状。本发明采用定型模具对产品弯折成型，能有效控制最终连接叉的形状，保证每一个连接叉的弯折程度均相同。同时，通过将切边后的半成品置于定型模具中凹模的空腔内，还能检测切边后的半成品尺寸是否符合要求。
于本实施例中，预热挤压步骤、切边步骤及定型步骤均设于一条生产线内，因此在取出本成品后，直接对半成品进行热切边处理，但是本发明对切边工艺不做任何限定，于其他实施例中，也可以对半成品进行冷切边处理。热切边处理后的半成品还具有余温，该余温范围在550℃～600℃足以对其定型。因此，整个连接叉制造工艺中只需要一次加热，节省能源。但是本发明对此不做任何限定，于其他实施例中，如果切边后的半成品需要长途运输或者存放时间过长，则需要对其进行加热。并且，现有的铸造工艺中含有冷却过程，所需时间较长，而本工艺无需冷却过程，在半成品还有余温时，仍旧可以进入下一步工艺，在很大程度上缩短了加工时间，提高了加工效率。
本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“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是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，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，因此上述术语不能理解为对发明的限制。
虽然本发明已由较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟知此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所要求保护的范围为准。
Claims (6)
1.一种连接叉制造工艺，采用连接叉模具，其特征在于，所述连接叉制造工艺包括：
预热挤压步骤：将原材料预热到880℃~900℃并放入连接叉模具中挤压成型得到半成品，所述原材料为圆柱形的原钢段，所述原钢段的直径范围为16mm~19mm，所述原钢段的长度为97mm~103mm，所述连接叉模具制得的连接叉半成品由两个圆盘、一个有凹槽的圆盘及两条连接条组成，连接顺序依次为圆盘、连接条、有凹槽的圆盘、连接条、圆盘，所述连接叉半成品接近板状；
切边步骤，将所述半成品热切边，热切边处理后的半成品具有余温，余温范围在550℃~600℃；及
定型步骤：将热切边后的半成品利用余温弯折成型；
其中，所述连接叉模具用于制造连接叉，所述连接叉模具包括：
母模，具有第一凹槽和第二凹槽，所述第二凹槽设于所述第一凹槽的四周，所述第二凹槽的槽深和所述第一凹槽的槽深不同；
子模，具有第三凹槽；
定位结构，包括第一定位结构和第二定位结构，所述第一定位结构和所述第二定位结构分别设于所述母模和所述子模上；及
其中，所述母模和所述子模配合后，所述连接叉成型于所述第一凹槽和所述第三凹槽形成的空腔内；
其中，所述定型步骤包括：将热切边后的半成品置于定型模具中的凹模的空腔内，然后，将凸模卡合，通过给凸模和凹模施加压力，从而将半成品90度弯折成型，凹模和凸模卡合后形成的空腔为最终弯折成型的U形连接叉的形状；
其中，预热挤压成型步骤中的挤压力为300吨~400吨;
其中，预热挤压步骤后无需对半成品冷却。
2.如权利要求1所述的连接叉制造工艺，其特征在于，所述母模还具有第一凹面，所述子模还具有第二凹面，所述第一凹面和所述第二凹面均具有凹凸不平的条纹，所述第一凹面设于所述第二凹槽的四周，所述第二凹面设于所述第三凹槽的四周。
3.如权利要求2所述的连接叉制造工艺，其特征在于，所述母模还具有第一孔，所述子模还具有第二孔，所述第一孔和所述第二孔的位置互相对应，所述第一孔的部分位于所述第一凹面内。
4.如权利要求2所述的连接叉制造工艺，其特征在于，所述母模还具有第三孔，所述子模还具有第四孔，所述第三孔和所述第四孔的位置互相对应，所述第三孔位于所述第一凹面内。
5.如权利要求1所述的连接叉制造工艺，其特征在于，所述连接叉模具采用经过回火热处理后的热作模具钢制成，所述母模和所述子模的厚度均在10cm以上。
6.如权利要求1所述的连接叉制造工艺，其特征在于，所述预热挤压步骤之前还设有脱模剂添加步骤，所述脱模剂添加步骤包括：在连接叉模具刷涂脱模剂。
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| Title |
|---|
| 鄂大辛.《成形工艺与模具设计》.北京理工大学出版社,2007,第289页. * |
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| CN108994104A (zh) | 2018-12-14 |
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