CN112845869B

CN112845869B - 异形管件成型模具和成型工艺

Info

Publication number: CN112845869B
Application number: CN202011639851.2A
Authority: CN
Inventors: 余迎春
Original assignee: Ming Hao Auto Metal Parts Guangzhou Co ltd
Current assignee: Ming Hao Auto Metal Parts Guangzhou Co ltd
Priority date: 2020-12-31
Filing date: 2020-12-31
Publication date: 2022-03-22
Anticipated expiration: 2040-12-31
Also published as: CN112845869A

Abstract

本发明公开了异形管件成型模具和成型工艺，异形管件成型模具，包括：上模，包括顶柱和套设于顶柱外侧的冲模，顶柱穿出冲模，冲模具有冲压部，冲压部的底面设有凹陷结构；下模，与上模相对设置，下模具设有与冲压部适配并供冲压部伸入的凹槽和与凹槽连通的型腔，型腔与用于成型异形管件的坯件相适配，型腔具有台阶部，坯件具有轴向贯穿的通孔；其中，上模可相对下模往复运动；在冲压状态下，顶柱伸入通孔，并与通孔的内壁紧密接触，冲压部的底面与坯件的顶面相抵接，由于冲压而流动的坯件材料在顶柱、冲压部和台阶部的作用下成型法兰。本发明通过在冲模设置凹陷结构，在冲压成型产品的端部法兰结构时，可以避免或减小法兰端口折叠。

Description

异形管件成型模具和成型工艺

技术领域

本发明涉及异形管件成型模具和成型工艺。

背景技术

根据现有的汽车用底盘零件的制造工艺技术条件，本零件需要用到多次冷锻成型加CNC和热处理来达到其形状尺寸的技术要求，在变形的过程中，由于受变形阻抗和本身金属流动特性的影响，多道工序间的变形量难以得到精准的计算和实现，尤其在端口成型时，如图1所示，距离端口约4-5mm处，容易形成深度约2mm的具有破坏性能的折叠64。产品的不良率高达30％～40％，使得零件的生产效率低、质量成本高。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种异形管件成型模具，通过在冲模设置凹陷结构，在冲压成型产品的端部法兰结构时，可以避免或减小法兰端口折叠。

本发明的另一目的是提供一种异形管件成型工艺，通过在冲模设置凹陷结构，在冲压成型产品的端部法兰结构时，可以避免或减小法兰端口折叠。

针对上述的一个目的，本发明采用以下技术方案：

一种异形管件成型模具，包括：

上模，包括顶柱和套设于所述顶柱外侧的冲模，所述顶柱穿出所述冲模，所述冲模具有冲压部，所述冲压部的底面设有凹陷结构；

下模，与所述上模相对设置，所述下模具设有与所述冲压部适配并供所述冲压部伸入的凹槽和与所述凹槽连通的型腔，所述型腔与用于成型所述异形管件的坯件相适配，所述型腔具有台阶部，所述坯件具有轴向贯穿的通孔；

其中，所述上模可相对所述下模往复运动；在冲压状态下，所述顶柱伸入所述通孔，所述冲压部的底面与所述坯件的顶面相抵接，由于冲压而流动的坯件材料在所述顶柱、所述冲压部和所述台阶部的作用下成型法兰。

进一步地，所述上模还包括上模座，所述下模还包括下模座，所述冲模具有主体部，所述主体部的直径大于所述冲压部的直径且所述主体部和所述冲压部之间形成第一台阶部；当所述上模座的底面与所述下模座的顶面相抵接时，所述上模下行到位，所述第一台阶部与所述下模之间留有预定距离。

进一步地，所述冲模还具有基部，所述基部的直径大于所述主体部的直径且所述基部和所述主体部之间形成第二台阶部；所述上模座具有与所述主体部适配的第一孔以及与所述基部适配的第二孔。

进一步地，所述冲模的中心设有供所述顶柱穿过的装配孔，所述凹陷结构包括设于所述装配孔的周缘的第一凹陷孔。

进一步地，所述凹陷结构还包括与所述第一凹陷孔间隔设置的第二凹陷孔，且所述第一凹陷孔的深度大于所述第二凹陷孔的深度。

针对上述的另一目的，本发明采用以下技术方案：

一种异形管件成型工艺，包括以下步骤：

提供坯料，所述坯料沿轴向延伸并具有轴向贯穿的通孔；

提供如权利要求1～5任意一项所述的成型模具，对所述坯料进行冲压，以形成法兰。

进一步地，所述坯料在冲压形成法兰之前，通过冷镦工序实现鼓型成型。

进一步地，当冲压形成法兰之后，通过CNC工序去除法兰端部多余的材料。

进一步地，去除法兰外部多余的材料之后，在面取工序对端口的内外倒角进行加工，并修正长度尺寸。

进一步地，面取工序完成后，对产品进行热处理。

本发明的有益效果：冲压部的底面设有凹陷结构，在冲压时，多余的金属材料可以向上流入凹陷结构内，实现了对多余材料的吸收，由此避免或减小法兰端口折叠。法兰端口的折叠由原先的约2mm深度减小到0.5mm深度以下，该折叠在后道工序中可以完全去除，保证了成品的质量。

附图说明

图1为现有技术中管件由于冲压而形成折叠的结构示意图；

图2为本发明的异形管件的成型过程工艺图；

图3为本发明的异形管件成型模具的结构示意图；

图4为本发明的冲模的结构示意图；

图5为本发明的坯料成形过程示意图；

图6为本发明的坯件成形过程示意图。

附图标号说明：10、上模；20、下模；1、上模座；11、第一孔；12、第二孔；2、顶柱；3、冲模；31、装配孔；32、基部；33、主体部；34、冲压部；35、第一台阶部；36、第二台阶部；37、第一凹陷孔；38、第二凹陷孔；4、下模座；5、凹模；51、凹槽；52、型腔；521、台阶部；6、坯件；61、通孔；62、鼓形结构；63、法兰；64、折叠；65、隆起部；7、坯料；8、异形管件。

具体实施方式

为便于更好地理解本发明的目的、结构、特征以及功效等，现结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。应注意的是，图中示出的特征不是必须按照比例绘制。此外，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。

除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本发明一实施例的一种异形管件成型模具，包括上模10和位于上模10下方与上模10相对设置的下模20。其中异形管件8主要是指应用于汽车底盘的异形管件8。

如图3所示，上模10包括上模座1、设于上模座1的顶柱2和同轴套设于顶柱2外侧的冲模3。

上模座1的中心设有第一孔11和直径更大的第二孔12，第一孔11和第二孔12连通且同轴设置。

如图3和图4所示，冲模3的中心设有供顶柱2穿过的装配孔31，冲模3具有基部32、自基部32向下延伸形成的主体部33和自主体部33向下延伸形成的冲压部34。基部32的直径大于主体部33的直径，主体部33的直径大于冲压部34的直径。主体部33和冲压部34之间形成第一台阶部35，基部32和主体部33之间形成第二台阶部36。基部32的尺寸和第一孔11适配，主体部33的尺寸和第二孔12适配。

下模20包括下模座4和位于下模座4中心的凹模5。凹模5的中心设有与冲压部34适配并供冲压部34伸入的凹槽51和与凹槽51连通的型腔52。型腔52与用于成型异形管件8的坯件6相适配，型腔52具有台阶部521。

坯件6沿轴向延伸并具有轴向贯穿的通孔61，坯件6的中心具有鼓形结构62。坯件6由金属材料制成。

如图2所示，冲压部34的底面设有凹陷结构。在冲压时，多余的金属材料可以向上流入凹陷结构内，实现了对多余材料的吸收，由此避免或减小法兰端口折叠。法兰端口的折叠64由原先的约2mm深度减小到0.5mm深度以下，该折叠64在后道工序中可以完全去除，保证了成品的质量。

凹陷结构包括设于装配孔31的周缘的第一凹陷孔37以及与第一凹陷孔37间隔设置的第二凹陷孔38。第一凹陷孔37的深度大于第二凹陷孔38的深度。第一凹陷孔37和第二凹陷孔38呈环形。第一凹陷孔37起到主要吸收作用，在冲压时，端口处的多余材料可以向上流入第一凹陷孔37，从而被第一凹陷孔37吸收。第二凹陷孔38可以起到辅助吸收作用，也能够吸收一部分的多余材料，从而达到更好的冲压效果。

由于设置了凹陷结构，因此冲压好的坯件6的两端顶部会对应第一凹陷孔37和第二凹陷孔38形成有凸出的隆起部65，在后续CNC工序中可以车掉这些隆起部65。

在冲压状态下，驱动机构(未图示)带动上模10下行，顶柱2伸入通孔61内，并与通孔61的内壁紧密接触，而冲模3的冲压部34伸入凹模5的凹槽51内，冲压部34的底面与坯件6的顶面相抵接，由于冲压而流动的坯件6材料在顶柱2、冲压部34和台阶部521的作用下成型法兰63。当上模座1的底面与下模座4的顶面相抵接时，上模下行到位，第一台阶部35与下模20之间留有预定距离，防止产生干涉。并且，冲压过程中的反挤压的多余的金属材料向上流入冲模3的凹陷结构。

本发明的异形管件成型工艺，包括以下步骤：

步骤一：根据冷变形原理，精准设计和计算出各工序的变形量，设计出产品的工艺路线。

步骤二：如图2(a)所示，切取具有预定长度的坯料7，如图5和图6所示，通过机械手传递到冷镦的初步成型工步，实现鼓形初步成型，最后在冷镦的最终成型工步实现精准鼓形成型，形成坯件6，如图2(b)所示。其中形成的坯件6沿轴向延伸并具有轴向贯穿的通孔61，且坯料的中部具有鼓形结构62。

步骤三：如图3所示，通过上述的成型模具，对坯件6进行冲压，以分别在坯件6的两端形成法兰63,如图2(c)所示。由于冲模3的冲压部34具有凹陷结构，在冲压过程中，多余的金属材料流入凹陷结构处，减小了端部法兰63形成的折叠64的深度，从而实现对产品质量的控制。

步骤四：如图2(d)所示，通过CNC工序去除产品端部法兰63的多余材料。

步骤五：如图2(e)所示，通过面取工序，对产品端口的内外倒角进行加工，并修正长度尺寸，以实现内外倒角尺寸和长度尺寸。在对端口进行倒角的过程中，端口法兰63处的折叠64同时被去除。

步骤六：如图2(f)所示，通过热处理工序实现产品的所需性能，最终形成异形管件8。

通过本发明的工艺设计，使得异形管件8的冷成型得以实现，从根本上减少了端口折叠64的深度，不良率降到0.2％以下，产品质量、生产效率大幅提升。并且，坯料长度从64mm缩短为61mm，节约了20％以上的材料成本，有利于节能降本。同时，提高了生产的稳定性和模具寿命。

以上详细说明仅为本发明之较佳实施例的说明，非因此局限本发明之专利范围，所以，凡运用本创作内容所为之等效技术变化，均包含于本创作之专利范围内。

Claims

1.一种异形管件成型模具，其特征在于，包括：

下模，与所述上模相对设置，所述下模设有与所述冲压部适配并供所述冲压部伸入的凹槽和与所述凹槽连通的型腔，所述型腔与用于成型所述异形管件的坯件相适配，所述型腔具有台阶部，所述坯件具有轴向贯穿的通孔；

其中，所述上模可相对所述下模往复运动；在冲压状态下，所述顶柱伸入所述通孔，所述冲压部的底面与所述坯件的顶面相抵接，由于冲压而流动的坯件材料在所述顶柱、所述冲压部和所述台阶部的作用下成型法兰；

所述上模还包括上模座，所述下模还包括下模座，所述冲模具有主体部，所述主体部的直径大于所述冲压部的直径且所述主体部和所述冲压部之间形成第一台阶部；当所述上模座的底面与所述下模座的顶面相抵接时，所述上模下行到位，所述第一台阶部与所述下模之间留有预定距离；

所述冲模还具有基部，所述基部的直径大于所述主体部的直径且所述基部和所述主体部之间形成第二台阶部；所述上模座具有与所述主体部适配的第一孔以及与所述基部适配的第二孔；所述冲模的中心设有供所述顶柱穿过的装配孔，所述凹陷结构包括设于所述装配孔的周缘的第一凹陷孔；

所述凹陷结构还包括与所述第一凹陷孔间隔设置的第二凹陷孔，且所述第一凹陷孔的深度大于所述第二凹陷孔的深度。

2.一种异形管件成型工艺，其特征在于，包括以下步骤：

提供坯料，所述坯料沿轴向延伸并具有轴向贯穿的通孔；

提供如权利要求1所述的成型模具，对所述坯料进行冲压，以形成法兰。

3.如权利要求2所述的异形管件成型工艺，其特征在于：所述坯料在冲压形成法兰之前，通过冷镦工序实现鼓型成型。

4.如权利要求2所述的异形管件成型工艺，其特征在于：当冲压形成法兰之后，通过CNC工序去除法兰端部多余的材料。

5.如权利要求4所述的异形管件成型工艺，其特征在于：去除法兰端部多余的材料之后，对端口的内外倒角进行加工，并修正长度尺寸。

6.如权利要求5所述的异形管件成型工艺，其特征在于：对端口的内外倒角进行加工，并修正长度尺寸完成后，对产品进行热处理。