CN114029441A - 一种大高径比不等厚金属件板锻造成形模具及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种大高径比不等厚金属件板锻造成形模具，包括上顶杆、内侧凸模、外侧凸模、凹模和下顶杆，本发明还提供一种大高径比不等厚金属件板锻造成形方法包括以下步骤：1，将预制的金属板柸置于凹模上，内侧凸模与上顶杆向下运动对板料进行拉深；2，内侧凸模保持静止，外侧凸模向下运动对板坯进行挤压，同时下顶杆向上运动对板料进行反向拉深；3，上顶杆运动至上死点时，下顶杆保持静止，外侧凸模继续向下运动，使零件不等厚区域成形充分。本发明实现了在一个工序内成形具有大高径比不等厚金属零件，有效降低模具成本，解决了大高径比零件在制造过程中零件整体性能差，生产效率低等问题，丰富了板锻造技术的应用范围。

Description

一种大高径比不等厚金属件板锻造成形模具及方法
技术领域
本发明涉及金属塑性成形加工领域，特别是涉及一种大高径比不等厚金属件板锻造成形模具及方法。
技术背景
大高径比不等厚金属零件在电子产品和汽车领域中应用广泛，其常见的加工方法是将不同厚度的部件通过焊接的方式成形，或者是通过整体铸造的方式来制造，这样的成形方式不仅使零件的整体性能下降，生产成本也较高，同时由于工序多，导致生产效率较低。不符合当今社会绿色与快速的发展趋势。
因此，如何改变现有技术中成形大高径比不等厚金属零件时生产成本高，生产效率低等现状，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种大高径比不等厚金属件板锻造成形模具，以解决上述现有技术存在的问题，提高成形零件的整体性能。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种大高径比不等厚金属件板锻造成形模具，主要包括上顶杆、内侧凸模、外侧凸模、凹模和下顶杆，所述外侧凸模与压力机上方外缸体相连，所述内侧凸模与所述压力机上方内缸体相连，所述上顶杆通过弹簧和螺栓与所述压力机上方内缸体相连，所述外侧凸模、内侧凸模和上顶杆三者同轴设置且滑动相连，所述下顶杆与所述压力机下方缸体相连，所述下顶杆与所述凹模滑动相连，所述下顶杆可以伸入所述内侧凸模内。
优选的，所述外侧凸模与所述内侧凸模、所述内侧凸模与所述上顶杆、所述凹模与所述下顶杆均采用间隙配合。
本发明还提供一种大高径比不等厚金属件板锻造成形方法，利用上述大高径比不等厚金属件板锻造成形模具，包括如下步骤：
步骤一：将预制的金属板柸置于所述凹模上，所述压力机上方的内缸体带动所述内侧凸模与所述上顶杆向下运动对板料进行拉深；
步骤二：所述内侧凸模保持静止，所述压力机上方的外缸体带动所述外侧凸模向下运动对板坯进行挤压，同时所述压力机下方缸体带动所述下顶杆向上运动对板料进行反向拉深；
步骤三：当所述上顶杆运动至上死点时，所述下顶杆保持静止，所述外侧凸模继续向下运动，使零件不等厚区域成形充分；
步骤四：成形结束后，所述内侧凸模和上顶杆向上运动脱离制件，所述外侧凸模向上运动脱离制件，所述下顶杆向上运动顶出制件，完成脱模后所述下顶杆复位一次完整的加工过程结束。
优选的，所述内侧凸模增厚区内壁与所述下顶杆的外壁之间的间隙为板柸厚度的1.3-1.7倍。
优选的，所述内侧凸模非增厚区内壁与所述下顶杆外壁之间的间隙为板柸厚度的0.8-1倍。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：本发明提供一种大高径比不等厚金属件板锻造成形模具，主要包括上顶杆、内侧凸模、外侧凸模、凹模和下顶杆，所述外侧凸模与压力机上方外缸体相连，所述内侧凸模与所述压力机上方内缸体相连，所述上顶杆通过弹簧和螺栓与所述压力机上方内缸体相连，所述外侧凸模、内侧凸模和上顶杆三者同轴设置且滑动相连，所述下顶杆与所述压力机下方缸体相连，所述下顶杆与所述凹模滑动相连，所述下顶杆可以伸入所述内侧凸模内。本发明还提供一种大高径比不等厚金属件板锻造成形方法，：1，将预制的金属板柸置于凹模上，内侧凸模与上顶杆向下运动对板料进行拉深；2，内侧凸模保持静止，外侧凸模向下运动对板坯进行挤压，同时下顶杆向上运动对板料进行反向拉深；3，上顶杆运动至上死点时，下顶杆保持静止，外侧凸模继续向下运动，使零件不等厚区域成形充分。本发明实现了在一个工序内成形出一种大高径比不等厚金属零件，有效地改善了零件的整体性能，具有工序简单，生产效率高等优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明的一种大高径比不等厚的金属件板锻造成形模具工作时的剖切结构示意图；
图2为本发明的一种大高径比不等厚的金属件板锻造成形模具另一工作状态时的剖切结构示意图：
图3为利用本发明的一种大高径比不等厚的金属件板锻造成形方法成形时的板柸示意图；
图4为利用本发明的一种大高径比不等厚的金属件板锻造成形方法成形时第一次拉深板坯示意图；
图5为利用本发明的一种大高径比不等厚的金属件板锻造成形方法成形时目标件示意图；
其中，1为上顶杆，2为内侧凸模。3为外侧凸模，4为凹模，5为下顶杆，D1为板坯的直径，t1为板坯的厚度，D2为拉深后制件的内直径，H1为拉深后的制件高度，H2为目标件外沿高度，H3为目标件增厚区高度，H4为目标件整体高度，D3为目标件非增厚区直径，D4为目标件内直径，D5为目标件增厚区直径。
具体实施方式
下面将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、完整的描述，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。
本发明的目的是提供一种大高径比不等厚金属件板锻造成形模具，以解决上述现有技术存在的问题，提高成形零件的整体性能。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实例方式对本发明作进一步详细说明。
请参考图1-5，其中，图1为本发明的一种大高径比不等厚的金属件板锻造成形模具工作时的剖切结构示意图，图2为本发明的一种大高径比不等厚的金属件板锻造成形模具另一工作状态时的剖切结构示意图，图3为利用本发明的一种大高径比不等厚的金属件板锻造成形方法成形时的板柸示意图，图4为利用本发明的一种大高径比不等厚的金属件板锻造成形方法成形时第一次拉深板坯示意图，图5为利用本发明的一种大高径比不等厚的金属件板锻造成形方法成形时目标件示意图。
本发明一种大高径比不等厚金属件板锻造成形方法，包括如下步骤：
步骤一：将预制的金属板柸置于所述凹模上，所述压力机上方的内缸体带动所述内侧凸模与所述上顶杆向下运动对板料进行拉深；
步骤二：所述内侧凸模保持静止，所述压力机上方的外缸体带动所述外侧凸模向下运动对板坯进行挤压，同时所述压力机下方的缸体带动所述下顶杆向上运动对板料进行反向拉深；
步骤三：当所述上顶杆运动至上死点时，所述下顶杆保持静止，所述外侧凸模继续向下运动，使零件不等厚区域成形充分；
步骤四：成形结束后，所述内侧凸模和上顶杆向上运动脱离制件，所述外侧凸模向上运动脱离制件，所述下顶杆向上运动顶出制件，完成脱模后所述下顶杆复位一次完整的加工过程结束。
在步骤一中，将直径为，厚度为t1的板柸置于凹模4上，凹模4上设有定位销，保证板柸安放位置精确，内侧凸模2和上顶杆1都与压力机上方的内缸相连，上顶杆1通过弹簧和螺栓与压力机内缸体相连，对于弹簧的选取，由于上顶杆1的滑动行程较大，则适合选取允许变形量较大的卸料弹簧，内侧凸模2和上顶杆1在压力机上方的内缸的驱动下将板柸拉深为内径为D2，高度为H1的圆筒件。
在步骤二中，压力机上方的外缸体控制外侧凸模3的下行量控制板柸的金属流动，当外侧凸模3的下行速度与下顶杆5的上行速度和适时，可成形大高径比结构零件，根据不同的材料应当采用不同的速度。
在步骤三中，外侧凸模3继续下行，使制件成形充分，得到外沿高度为H2，增厚区高度为H3，整体高度为H4,非增厚区外直径为D3，内直径为D4，增厚区直径为D5的目标件，其中增厚区的厚度与高度可根据实际所需适当调整。
在步骤四中，压力机上方的内缸体先驱动凸模2和上顶杆1向上运动复位，然后压力机的外缸体驱动凸模3向上运动复位，压力机下方缸体驱动下顶杆5先向上运动，顶出目标件，然后压力机下方缸体驱动下顶杆5复位，一次完整的加工过程结束。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种大高径比不等厚金属件板锻造成形模具，其特征在于：主要包括上顶杆、内侧凸模、外侧凸模、凹模和下顶杆，所述外侧凸模与压力机上方外缸体相连，所述内侧凸模与所述压力机上方内缸体相连，所述上顶杆通过弹簧和螺栓与所述压力机上方内缸体相连，所述外侧凸模、内侧凸模和上顶杆三者同轴设置且滑动相连，所述下顶杆与所述压力机下方缸体相连，所述下顶杆与所述凹模滑动相连，所述下顶杆可以伸入所述内侧凸模内。
2.根据权利要求1所述的一种大高径比不等厚金属件板锻造成形模具，其特征在于：所述外侧凸模与所述内侧凸模、所述内侧凸模与所述上顶杆、所述凹模与所述下顶杆均采用间隙配合。
3.一种大高径比不等厚金属件板锻造成形方法，利用权利要求1-2任一项所述的一种大高径比不等厚金属件板锻造成形模具，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：将预制的金属板柸置于所述凹模上，所述压力机上方的内缸体带动所述内侧凸模与所述上顶杆向下运动对板料进行拉深；
步骤二：所述内侧凸模保持静止，所述压力机上方的外缸体带动所述外侧凸模向下运动对板坯进行挤压，同时所述压力机下方的缸体带动所述下顶杆向上运动对板料进行反向拉深；
步骤三：当所述上顶杆运动至上死点时，所述下顶杆保持静止，所述外侧凸模继续向下运动，使零件不等厚区域成形充分；
步骤四：成形结束后，所述内侧凸模和上顶杆向上运动脱离制件，所述外侧凸模向上运动脱离制件，所述下顶杆向上运动顶出制件，完成脱模后所述下顶杆复位一次完整的加工过程结束。
4.根据权利要求3所述的一种大高径比不等厚金属件板锻造成形方法，其特征在于：所述内侧凸模增厚区内壁与所述下顶杆的外壁之间的间隙为板柸厚度的1.3-1.7倍。
5.根据权利要求3所述的一种大高径比不等厚金属件板锻造成形方法，其特征在于：所述内侧凸模非增厚区内壁与所述下顶杆外壁之间的间隙为板柸厚度的0.8-1倍。
6.根据权利要求3所述的一种大高径比不等厚金属件板锻造成形方法，其特征在于：步骤三中，当所述上顶杆与所述下顶杆保持静止后，所述外侧凸模继续向下运动，使零件不等厚区域成形充分。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114535486A (zh) * 2022-03-18 2022-05-27 湘潭大学 一种不等厚壳体件板锻造成形方法及模具
CN114535486B (zh) * 2022-03-18 2024-03-05 湘潭大学 一种不等厚壳体件板锻造成形方法及模具

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