CN110961481A - 驻车臂制造模具结构及制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种驻车臂制造模具结构及制造方法，模具结构包括挤压模具，挤压模具设于固定的下模座和可竖向移动的上模座之间，挤压模具内具有上下连通并贯穿挤压模具的待压型腔和挤压工作段；挤压模具设于下模座上，上模座上连接有可伸入挤压模具内的上挤压模杆；穿过下模座设有可伸入挤压模具内的顶料杆以在待挤压时伸至待压型腔用于承料，顶料杆连接驱动其竖向移动的伸缩油缸以在挤压过程中降至挤压工作段下端并提供背压；挤压模具包括左右对半分开的两瓣模具，两瓣模具可滑动设于下模座上以便上下料，待压型腔和挤压工作段也分别对半加工在两瓣模具上。本发明可克服常规冷挤压中易出现放料不平、受力不均、弯曲等问题影响成型质量的问题。

Description

驻车臂制造模具结构及制造方法

技术领域

本发明属于金属挤压的成型工具技术领域，具体涉及一种驻车臂制造模具结构及制造方法。

背景技术

驻车机构是自动变速器或新能源电驱系统中防止车辆滑行的一种安全装置，用于使汽车可靠而无时间限制地停驻在指定位置甚至斜坡上，是自动变速器或新能源电驱系统中不可或缺的关键机构。驻车机构是一个复杂的运动学机构，通常由三个部分组成：①驻车齿、驻车臂；②驻车换挡调节装置；③滑移装置。为达到驻车设计目标，驻车齿、驻车臂尤为重要，驻车臂传统加工艺为型锻毛坯后，采用加工中心铣削加工关键工作面的方式，这样加工方式生产的驻车臂工作面的面轮廓度及表面粗糙度不能稳定达到设计要求，导致驻车机构驻车臂驻入力与拔岀力超出要求，引起振动和噪音。为提高效率，保证质量，也有在型锻毛坯后，采用冷挤压工艺成型周向关键工作面的方式，如图4所示驻车臂（横截面），驻车臂为横截面一致的等截面件，厚度约11mm，图示的上下方向总长约100mm；但在挤压过程中出现放料不平、挤压受力不均、挤压弯曲变形、挤压后取料因困难等问题，质量一致性也不太好，还有待进一步优化改进。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明要解决的技术问题是提供一种驻车臂制造模具结构及制造方法，避免目前驻车臂的制造质量不稳定的问题，取得有效提升驻车臂的制造效率和质量的效果。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

驻车臂制造模具结构，包括挤压模具，所述挤压模具设于固定的下模座和可竖向移动实现挤压动作的上模座之间，挤压模具内具有上下连通并贯穿挤压模具的待压型腔和挤压工作段；所述挤压模具设于下模座上，上模座上连接有可随上模座移动伸入挤压模具内的上挤压模杆；穿过所述下模座设有可伸入所述挤压模具内的顶料杆以在待挤压时伸至待压型腔用于承料，所述顶料杆连接驱动其竖向移动的伸缩油缸以在挤压过程中降至挤压工作段下端并提供背压；所述挤压模具采用哈夫模具结构形式，包括左右对半分开的两瓣模具，所述两瓣模具可相向和相背滑动设于所述下模座上以便上下料，待压型腔和挤压工作段也分别对半加工在两瓣模具上以在两瓣模具相向合拢时形成所述待压型腔和挤压工作段。

进一步完善上述技术方案，所述两瓣模具分别连接水平驱动机构以便实现两瓣模具在下模座上的相向和相背滑动动作。

进一步地，所述水平驱动机构为伸缩气缸。

进一步地，所述挤压模具与下模座之间设有下模垫圈，下模垫圈固连在下模具上，下模垫圈的上表面开设有凹入的滑槽，所述两瓣模具的下表面分别设有与所述滑槽相适配的凸起的滑轨，所述两瓣模具置于所述下模垫圈上并可沿滑轨与滑槽配合的运动方向滑动；顶料杆穿过所述下模垫圈。

进一步地，所述顶料杆的上表面轮廓形状与所述挤压工作段的横截面相对应。

本发明还涉及一种驻车臂制造方法，本方法基于上述的驻车臂制造模具结构而进行，包括如下步骤：

1）放料；顶料杆伸至待压型腔，两瓣模具相背滑动打开，将坯料放置于顶料杆的上表面；

2）合模；两瓣模具相向滑动合拢，形成待压型腔和挤压工作段，坯料位于所述待压型腔内待压；

3）挤压；上模座下压带动上挤压模杆下行使其下表面接触坯料并施压，伸缩油缸通过顶料杆向坯料提供背压力，背压力小于上模座下压的压力，上挤压模杆同时推动坯料和顶料杆下行，坯料被推入挤压工作段并被挤压成型各周向的工作面，挤压成型过程中顶料杆始终向坯料提供背压力；

4）保压；上挤压模杆下行至设计高度后停止下压并保持于该高度，顶料杆保持向坯料提供背压力；

5）卸料，保压满足时限后，上挤压模杆上行离开挤压模具，顶料杆不再向坯料提供背压力而仅作为承载面，两瓣模具相背滑动打开，取下挤压后的坯料。

进一步地，在步骤1）之前，所述坯料经型锻，型锻后该坯料的横截面与挤压工作段的横截面对应，但相较挤压工作段其单边还留有少量厚度的余量；所述待压型腔的横截面大于型锻后该坯料的横截面。

相比现有技术，本发明具有如下有益效果：

本发明有两个突出优点：一是上、下料方便，因坯料关键型面单边通常还放有0.20~0.25mm的余料，无法直接放入常规结构的挤压工作段，即使在常规结构口部加上导入斜面，但驻车臂外形工作面并不对称，还是会导致出现放料不平的情况，影响冷成形质量；而本发明打开后的待压型腔可有效避免放料困难问题，并由顶料杆平稳承接，两瓣模具相向滑动合拢后形成待压型腔，坯料位于待压型腔内待压；挤压完成后，两瓣模具相背滑动打开即可取下挤压后的坯料，非常方便轻松；

二是结合伸缩油缸在挤压过程中始终通过顶料杆向坯料提供背压力，实现一种增加背压的精密冷成形制备方式，可克服常规冷挤压（下端为开放结构）过程中出现的坯料受力不均、弯曲变形等问题，成型的各周向的工作面可以稳定地达到驻车机构设计要求，不再需要除料加工，特别是被顶料杆支撑的底面的成型一致性也非常高，在后续的机加（非挤压成型的工作面）过程中，以该底面以及任意一个周向的工作面作为基准，两个基准面就可保证后工序加工基准的一致性，从而保证整个制造工艺过程中驻车臂的制造质量。

附图说明

图1为实施例的驻车臂制造模具结构的结构示意图（俯视，隐去上模座、上挤压模杆）；

图2为图1的A-A断面图（显示了上模座、上挤压模杆）；

图3为图2中的挤压模具单独示意的结构图（放大）；

图4为背景技术提及的驻车臂的截面示意图；

其中，挤压模具1，两瓣模具11，滑轨12，伸缩气缸13，推块14，待压型腔16，挤压工作段17，下模座2，下模垫圈21，上模座3，上挤压模杆31，顶料杆4，伸缩油缸41，坯料5。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

参见图1-3，具体实施例的驻车臂制造模具结构，驻车臂制造模具结构，包括挤压模具1，所述挤压模具1设于固定的下模座2和可竖向移动实现挤压动作的上模座3之间，挤压模具1内具有上下连通并贯穿挤压模具1的待压型腔16和挤压工作段17；所述挤压模具1设于下模座2上，上模座3上连接有可随上模座3移动伸入挤压模具1内（待压型腔16和挤压工作段17内）的上挤压模杆31；穿过所述下模座2设有可伸入所述挤压模具1内（待压型腔16和挤压工作段17内）的顶料杆4以在待挤压时伸至待压型腔16用于承料，所述顶料杆4连接驱动其竖向移动的伸缩油缸41以在挤压过程中降至挤压工作段17下端并持续提供背压；所述挤压模具1采用哈夫模具结构形式，包括左右对半分开的两瓣模具11，所述两瓣模具11可相向和相背滑动设于所述下模座2上以便上下料，待压型腔16和挤压工作段17也分别对半加工在两瓣模具11上以在两瓣模具11相向合拢时形成所述待压型腔16和挤压工作段17。可以理解的，由于有效的挤压工作段部分的加工精度、粗糙度要求很高，没有必要设置得过长，所以本实施例的挤压工作段17的下端也设置为周向扩大、让位的形式，横截面可以与待压型腔16对应。

本实施例的驻车臂制造模具结构，使用时，采用如下步骤：

1）放料；顶料杆4伸至待压型腔16，两瓣模具11相背滑动打开，将坯料5放置于顶料杆4的上表面；

2）合模；两瓣模具11相向滑动合拢，形成待压型腔16和挤压工作段17，坯料5位于所述待压型腔16内待压；

3）挤压；上模座3下压带动上挤压模杆31下行使其下表面接触坯料5并施压，伸缩油缸41通过顶料杆4向坯料5提供背压力，背压力小于上模座3下压的压力，上挤压模杆31同时推动坯料5和顶料杆4下行，坯料5被推入挤压工作段17并被挤压成型各周向的工作面，挤压成型过程中顶料杆4始终向坯料5提供背压力；

4）保压；上挤压模杆31下行至设计高度后停止下压并保持于该高度，顶料杆4保持向坯料5提供背压力；

5）卸料，保压满足时限后，上挤压模杆31上行离开挤压模具1，顶料杆4不再向坯料5提供背压力而仅作为承载面，两瓣模具11相背滑动打开，取下挤压后的坯料5。

当然，在步骤1）之前，所述坯料5经型锻，型锻后该坯料5的横截面与挤压工作段17的横截面对应，但相较挤压工作段17其单边还留有少量厚度的余量；所述待压型腔16的横截面大于型锻后该坯料5的横截面，同样也就大于挤压工作段17的横截面，待压型腔16与挤压工作段17之间为平滑连续的斜面过渡。

可见，本实施例的驻车臂制造模具结构，有两个突出优点：一是上、下料方便，因坯料5关键型面单边通常还放有0.20~0.25mm的余料，无法直接放入常规结构的挤压工作段17，即使在常规结构口部加上导入斜面，但驻车臂外形工作面并不对称，还是会导致出现放料不平的情况，影响冷成形质量；而本实施例打开后的待压型腔16可有效避免放料困难问题，并由顶料杆4平稳承接，两瓣模具11相向滑动合拢后形成待压型腔16，坯料5位于待压型腔16内待压；挤压完成后，两瓣模具11相背滑动打开即可取下挤压后的坯料5，非常方便轻松；

二是结合伸缩油缸41在挤压过程中始终通过顶料杆4向坯料5提供背压力，实现一种增加背压的精密冷成形制备方式，可克服常规冷挤压（下端为开放结构）过程中出现的坯料5受力不均、弯曲变形等问题，成型的各周向的工作面可以稳定地达到驻车机构设计要求，不再需要除料加工，特别是被顶料杆4支撑的底面的成型一致性也非常高，在后续的机加（非挤压成型的工作面）过程中，以该底面以及任意一个周向的工作面作为基准，两个基准面就可保证后工序加工基准的一致性，从而保证整个制造工艺过程中驻车臂的制造质量。

其中，所述两瓣模具11分别连接水平驱动机构以便实现两瓣模具11在下模座2上的相向和相背滑动动作。所述水平驱动机构为伸缩气缸13。实施时，伸缩气缸13可以通过与两瓣模具11外形适配的推块14作用连接于两瓣模具11。

这样，除了可以手动打开两瓣模具11以及合拢模具（合拢后可通过其它卡件保持合拢姿态以便挤压）外，采用了水平驱动机构，在使用的过程中更加方便，自动化程度更高，提高效率，也保障使用更加安全。

其中，所述挤压模具1与下模座2之间设有下模垫圈21，下模垫圈21固连在下模具上，下模垫圈21的上表面开设有凹入的滑槽，所述两瓣模具11的下表面分别设有与所述滑槽相适配的凸起的滑轨12，所述两瓣模具11置于所述下模垫圈21上并可沿滑轨12与滑槽配合的运动方向滑动；顶料杆4穿过所述下模垫圈21。

这样，通过下模垫圈21来提供滑动接触，因为滑动件也是易损件，下模垫圈21可以更方便地实施维护维修，节约成本。

其中，所述顶料杆4的上表面轮廓形状与所述挤压工作段17的横截面相对应。所述上挤压模杆31的下表面轮廓形状也与所述挤压工作段17的横截面相对应。这样，便于实施挤压，也更好地保证坯料5底平面的成型效果。

本发明还提供一种驻车臂制造方法，本方法基于上述的驻车臂制造模具结构而进行，下面进一步介绍制造步骤：

1）先将棒料进行型锻，通常为加热后型锻，得到待挤压的坯料5，型锻后该坯料5的横截面相较挤压工作段17的横截面，单边还留有少量厚度的余量，通常为0.20~0.25mm；所述待压型腔16的横截面是大于型锻后该坯料5的横截面的，以方便后续放料；

2）坯料5表面去氧化皮并进行坯料润滑；

3）放料；顶料杆4伸至待压型腔16，两瓣模具11在伸缩气缸13的驱动下相背滑动打开，将常温的坯料5放置于顶料杆4的上表面；

4）合模；两瓣模具11相向滑动合拢，形成待压型腔16和挤压工作段17，坯料5位于所述待压型腔16内待压；

5）挤压；通过油压机驱动上模座3下压，上模座3带动上挤压模杆31下行使其下表面接触坯料5并施压，伸缩油缸41通过顶料杆4向坯料5提供背压力；其中，油压机驱动上模座3下压的参数可控制在15MP（压力约200吨），伸缩油缸41通过顶料杆4提供的背压力参数可控制在5MP（压力约10吨），背压力小于上模座3下压的压力，上挤压模杆31同时推动坯料5和顶料杆4下行，坯料5被推入挤压工作段17并被挤压成型各周向的工作面，挤压成型过程中顶料杆4始终向坯料5提供背压力，保证了坯料5在整个冷成形过程中不会受力不均或出现异常的弯曲变形；

6）保压；上挤压模杆31下行至设计高度后停止下压并保持于该高度，顶料杆4保持向坯料5提供背压力；具体可以是上挤压模杆31下行，使坯料5穿过挤压工作段17后位于挤压模具1内挤压工作段17下方的让位段内，停止下行，结合顶料杆4进行保压；

7）卸料，保压满足时限后，上挤压模杆31上行离开挤压模具1，顶料杆4不再向坯料5提供背压力而仅作为承载面，两瓣模具11相背滑动打开，可以很轻松地取下挤压后的坯料5。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.驻车臂制造模具结构，包括挤压模具，所述挤压模具设于固定的下模座和可竖向移动实现挤压动作的上模座之间，挤压模具内具有上下连通并贯穿挤压模具的待压型腔和挤压工作段；所述挤压模具设于下模座上，上模座上连接有可随上模座移动伸入挤压模具内的上挤压模杆；其特征在于：穿过所述下模座设有可伸入所述挤压模具内的顶料杆以在待挤压时伸至待压型腔用于承料，所述顶料杆连接驱动其竖向移动的伸缩油缸以在挤压过程中降至挤压工作段下端并提供背压；

所述挤压模具采用哈夫模具结构形式，包括左右对半分开的两瓣模具，所述两瓣模具可相向和相背滑动设于所述下模座上以便上下料，待压型腔和挤压工作段也分别对半加工在两瓣模具上以在两瓣模具相向合拢时形成所述待压型腔和挤压工作段。

2.根据权利要求1所述驻车臂制造模具结构，其特征在于：所述两瓣模具分别连接水平驱动机构以便实现两瓣模具在下模座上的相向和相背滑动动作。

3.根据权利要求2所述驻车臂制造模具结构，其特征在于：所述水平驱动机构为伸缩气缸。

4.根据权利要求1所述驻车臂制造模具结构，其特征在于：所述挤压模具与下模座之间设有下模垫圈，下模垫圈固连在下模具上，下模垫圈的上表面开设有凹入的滑槽，所述两瓣模具的下表面分别设有与所述滑槽相适配的凸起的滑轨，所述两瓣模具置于所述下模垫圈上并可沿滑轨与滑槽配合的运动方向滑动；顶料杆穿过所述下模垫圈。

5.根据权利要求1所述驻车臂制造模具结构，其特征在于：所述顶料杆的上表面轮廓形状与所述挤压工作段的横截面相对应。

6.一种驻车臂制造方法，其特征在于：本方法基于权利要求1-5中任一项所述的驻车臂制造模具结构而进行，包括如下步骤：

1）放料；顶料杆伸至待压型腔，两瓣模具相背滑动打开，将坯料放置于顶料杆的上表面；

2）合模；两瓣模具相向滑动合拢，形成待压型腔和挤压工作段，坯料位于所述待压型腔内待压；

3）挤压；上模座下压带动上挤压模杆下行使其下表面接触坯料并施压，伸缩油缸通过顶料杆向坯料提供背压力，背压力小于上模座下压的压力，上挤压模杆同时推动坯料和顶料杆下行，坯料被推入挤压工作段并被挤压成型各周向的工作面，挤压成型过程中顶料杆始终向坯料提供背压力；

4）保压；上挤压模杆下行至设计高度后停止下压并保持于该高度，顶料杆保持向坯料提供背压力；

5）卸料，保压满足时限后，上挤压模杆上行离开挤压模具，顶料杆不再向坯料提供背压力而仅作为承载面，两瓣模具相背滑动打开，取下挤压后的坯料。

7.根据权利要求6所述一种驻车臂制造方法，其特征在于：在步骤1）之前，所述坯料经型锻，型锻后该坯料的横截面与挤压工作段的横截面对应，但相较挤压工作段其单边还留有少量厚度的余量；所述待压型腔的横截面大于型锻后该坯料的横截面。

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