CN203061589U

CN203061589U - 一种带冷却装置的行星轴温挤压模具

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Publication number: CN203061589U
Application number: CN 201320006599
Authority: CN
Inventors: 卢晓楠
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-01-07
Filing date: 2013-01-07
Publication date: 2013-07-17
Anticipated expiration: 2023-01-07

Abstract

一种带冷却装置的行星轴温挤压模具，属于合金材料挤压成形技术领域，目的是提供一种带冷却装置的温挤压模具，毛坯和制件能安全自动地进料与出件，该模具包括凸模（14）和凹模（6）组成；所述的凹模（6）由中加强圈（7）和外加强圈（10）组成，在凹模（6）的下方设置有凹模垫块（5），所述的外预应力圈（3）内部贯穿，并且设置有下模顶杆（4），下模顶杆（4）穿入凹模垫块（5）与凹模（6），下模座（2）通过内六角螺丝与下模板（19）连接，所述的外预应力圈（3）外设置有出水嘴（8）和进水嘴（16），所述的出水嘴（8）与进水嘴（16）在外预应力圈（3）内部形成一个贯穿环绕形水管连接，大批量生产提高了模具的使用寿命。

Description

一种带冷却装置的行星轴温挤压模具

技术领域

本实用新型属于合金材料挤压成形技术领域，具体涉及一种带冷却装置的行星轴温挤压模具。

背景技术

汽车工业作业国民经济的支柱产业，发展极其迅速，如何限制能源用量，提高能源利用率，减少废气排放量，对保护生态环境和人们的生活环境尤为重要。目前，人们已能对铅、锡，铝、铜、锌及其合金、低碳钢、中碳钢、工具钢、低合金钢与不锈钢等金属进行制造零件，根据材料性质及零件的复杂程度出现的有高压、低压、重力、翻砂、熔模、陶瓷铸造、车削、钻削、铣削、磨加工等，甚至对轴承钢、高碳高铝合金工具钢、高速钢只能采用、车削、钻削、铣削、磨加工、热锻法，其加工量大加工时间过长，造成生产成本大，生产效率低下，由于其材料性质具体的零件只能选择单一的铸造法，且模具、机台设备投入较大，表面处理及热处理等各后道工序增加，无形中增加了生产成本。传统的挤压模具因未增加冷却装置，使的模具内腔接触零件毛坯的部位，在挤压过程中温度逐渐升高，使模具内腔壁得不到很的保护效果，从而使模具使用寿命降低。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种带冷却装置的行星轴温挤压模具，增加冷却装置与石墨润滑剂的使用，模具大批量生产毛坯，使模具内腔壁起到降温与润滑效果，从而提高模具使用寿命，毛坯能安全自动地进料与顶出，操作安全可靠，挤压后的毛坯减少后道加工工序。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种带冷却装置的行星轴温挤压模具，该模具包括凸模14和凹模6组成；所述的凹模6由中加强圈7和外加强圈10组成，在凹模6的下方设置有凹模垫块5，所述的凹模垫块5中央设置有一个贯穿孔，凹模6和凹模垫块5外围设置有外预应力圈3，外预应力圈3通过内六角螺丝与下模座2连接，所述的外预应力圈3内部贯穿，并且设置有下模顶杆4，下模顶杆4穿入凹模垫块5与凹模6，下模座2通过内六角螺丝与下模板19连接，其特征在于：所述的外预应力圈3外周上方设置有出水嘴8，外周下方设置有进水嘴16，所述的出水嘴8与进水嘴16在外预应力圈3内部形成一个贯穿环绕形水管连接，所述的下模座2四角部位还设置有四个导柱孔。

所述的凸模14由上模固定圈11通过螺丝连接在上模板16上，在上模板16上方还设置有上模顶杆12和连接杆13，所述的上模座15四角部位还设置有四个导柱孔。

上述所述的凸模14由材质为2Cr12MoV制成，其热处理后硬度达到60--64HRC。

上述所述的凹模6采用三层组合凹模方式，由中加强圈7和外加强圈10组合而成，外预应力圈3之间径向过盈装配斜角0.5度，单位承受压力1400--2500 MPa，

上述所述的中加强圈7由材质为40Cr制成，其热处理后硬度达到45--47HRC。

本发明的有益效果：

采用上述结构后，本实用新型的温挤压模具结构设计简单，所使用的专用机台为液压机，挤压零件尺寸准确表面光洁，节约原材料，生产率高，可加工形状复杂的零件，温挤压件强度高、刚性好而重量轻，工序的更换直接更换上凸模14与凹模6，模具更换及维护快速方便，从而减少了特种设备的投入，优化了生产工序，降低了生产工装成本，制件工艺简单，凹模6增加了冷却装置，大批量生产提高了模具的使用寿命，并且实现了少废料加工，节约了原材料，制件质量也得到了明显改进。

附图说明

图1—图3为本实用新型毛坯工艺流程示意图。

图4为本实用新型整体模具结构示意图。

图中，下顶出杆1、下模座2、外预应力圈3、下模顶杆4、凹模垫块5、凹模6、中加强圈7、出水嘴8、出水管9、外加强圈10、上模固定圈11、上模顶杆12、连接杆13、凸模14、上模座15、上模板16、进水嘴17、导柱18、调节螺母19、下模板20。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述:

一种带冷却装置的行星轴温挤压模具，该模具包括凸模14和凹模6组成；其特征在于：所述的凹模6由中加强圈7和外加强圈10组成，在凹模6的下方设置有凹模垫块5，所述的凹模垫块5中央设置有一个贯穿孔，凹模6和凹模垫块5外围设置有外预应力圈3，外预应力圈3通过内六角螺丝与下模座2连接，所述的外预应力圈3内部贯穿，并且设置有下模顶杆4，下模顶杆4穿入凹模垫块5与凹模6，下模座2通过内六角螺丝与下模板19连接，其特征在于：所述的外预应力圈3外周上方设置有出水嘴8，外周下方设置有进水嘴16，所述的出水嘴8与进水嘴16在外预应力圈3内部形成一个贯穿环绕形水管连接，所述的下模座2四角部位还设置有四个导柱孔。

所述的凸模14由上模固定圈11通过螺丝连接在上模板16上，在上模板16上方还设置有上模顶杆12和连接杆13，所述的上模座15四角部位还设置有四个导柱孔。凸模14由材质为2Cr12MoV制成，其热处理后硬度达到60--64HRC，在上模座15四角还设置有导柱18做滑动配合，所述的下模座2上设置有凹模6、中加强圈7和外加强圈10，凹模6和中加强圈7与外加强圈10过盈配合，所述的中加强圈7由材质为40Cr制成，其热处理后硬度达到45--47HRC。在凹模6的下方还设置有凹模垫块5，所述的凹模垫块5中央设置有一个贯穿孔，凹模6和凹模垫块5外围设置有外预应力圈3，外预应力圈3通过内六角螺丝与下模座2连接，所述的外预应力圈3内部贯穿，并且设置有下模顶杆4，下模顶杆4穿入凹模垫块5与凹模6，所述的内层凹模6为三层组合凹模方式，由模芯和两层预应力圈组合而成，外预应力圈3之间径向过盈装配斜角0.5度，单位承受压力1400--2500 MPa，内层凹模6通过螺丝连接在外预应力圈3上，所述的外预应力圈3外周上方设置有出水嘴8，外周下方设置有进水嘴16，所述的出水嘴8与进水嘴16在外预应力圈3内部形成一个贯穿环绕形水管连接，所述的下模座2四角部位还设置有四个导柱孔。

温挤压的加工方法是利用金属材料塑性变形的原理，在室温的条件下，将冷金属毛坯放入装在压力机上的模具型腔内，在强大的压力和一定的速度作用下，迫使毛坯产生塑性流动，通过凸模与凹模的间隙或凹模的出口，挤出空心或断面比毛坯小的实心零件，可获得所需一定形状及尺寸，还具有较高力学性能挤压件的工艺技术。

为了提高凹模的强度其凹模采用横向或纵向剖分结构，防止纵向裂纹产生，利用过盈配合，用一个或两个预应力圈将凹模紧套起来而制成的多层凹模结构，由于组合凹模中的内凹模与预应力圈采用过盈配合，压入后两者的接触面产生接触预应力。因此，组合凹模挤压时，内凹模所产生的切向拉应力就被抵消而减小，而预应力圈上所产生的切向拉应力被叠加而增加。这样，内凹模与预应力圈的切向应力趋于相同。如果组合凹模预应力圈的尺寸选择得适当，过盈量也足够大，甚至可以使内凹模得内壁在挤压时完全没有切向拉应力，由于单位挤压力较大，本次设计的模具均采用三层预应组合凹模。

工作时把经过退火、表面处理后的金属毛坯先放在温挤压模腔中，在室温下，通过压力机上固定的凸模向毛坯施加压力，使金属毛坯产生塑性变形而制得零件，温挤压技术的优点是:1、挤压零件尺寸准确表面光洁尺寸精度可达8～9级，，仅次于精抛光表面。因此用温挤压方法制造的零件，一般不需要再加工，少量的只需精加工。2、节约原材料：温挤压件材料利用率通常可以达到80%以上，可以节约大量钢材和有色金属材料。3、生产率高：用温挤压方法生产机械零件的效率是非常高的，特别是生产批量大的零件，用温挤压方法生产可比切削加工提高几倍、几十倍、甚至几百倍。一台温挤压自动机的生产率相当于100台普通车床或10台四轴自动车床的生产率。4、可加工形状复杂的零件：如异形截面、内齿、异形孔及盲孔等，这些零件采用其它加工法难以完成，用温挤压加工却十分方便，所示的零件，能方便的挤出。5、温挤压件强度高、刚性好而重量轻：由于温挤压采用金属材料冷变形的冷作强化特性，即挤压过程中金属毛坯处于三向压应力状态，变形后材料组织致密、且具有连续的纤维流向，因而制件的强度有较大提高，这样就可用低强度材料代替高强度材料，温挤压法高于切削加工法制造，在生产中每次挤压零件前将凸模14和凹模6涂抹石墨润滑剂可减少零件在模具内腔的磨擦系数，大大的提高模具的使用寿命。由于工序设置的不同，从而需要不间断的更换模具，凸模14需要更换时，将上模板116上螺丝拆卸掉上模固定圈11就可拆下更换凸模14，凹模6需要更换时，将外预应力圈3上螺丝拆卸掉就可更换凹模6，模具设计及更换简单，更换及维护快速方便。

凸模14冷却方法，冷却喷雾是冷却水和压缩空气混合而成的一种水汽，此装置安装在凸模14上方，呈现环形布置，开模时，雾汽从若干个喷嘴喷出，对凸模进行冷却，工作时需要外接管道，特点在于：首先，由于喷出的是水汽，而凸模在温挤压后，此时的温度较高，冷却雾汽遇到凸模后，在对凸模14冷却的同时马上会蒸发，因此不会造成坯料的过冷，其次，由于雾汽是冷却水和压缩空气混合而成的，通过调节汽、液阀门可以控制冷却水和压缩空气的比例，从而可以达到最佳的冷却效果；再者，由于冷却喷雾通过钢管上若干个喷嘴喷出，对凸模14的冷却均匀，不会形成较大的温度应力，从而有利于延长凸模14的使用寿命。

凹模6冷却方法，在温挤压时，使模具充分冷却，又不使坯料过度降温是设计温挤压模具结构时必须认真考虑的问题，特别是在中高温温度下的温挤压成形，模具冷却系统的设计显的尤其重要，合理的冷却方法可以保证温挤压的连续成形并有利于延长模具寿命，成形模的凹模6冷却机构是在外预应力圈3的内壁开设若干圈环形水槽，并凿通竖槽和开通出水孔，使冷却水往进水管注入，在外圈和内圈内部分别环绕数周，带走凹模6的热量，由出水口流出再进入冷却装置，为了便于安装冷却系统，并且不影响外预应力圈3的强度，在设计外预应力圈3时，外形尺寸应推荐值的上限，在该模具中，冷却水流动方向为下进上出，冷却水管用同口径软管与出水嘴8和进水嘴17相连。

Claims

1.一种带冷却装置的行星轴温挤压模具，该模具包括凸模（14）和凹模（6）组成；所述的凹模（6）由中加强圈（7）和外加强圈（10）组成，在凹模（6）的下方设置有凹模垫块（5），所述的凹模垫块（5）中央设置有一个贯穿孔，凹模（6）和凹模垫块（5）外围设置有外预应力圈（3），外预应力圈（3）通过内六角螺丝与下模座（2）连接，所述的外预应力圈（3）内部贯穿，并且设置有下模顶杆（4），下模顶杆（4）穿入凹模垫块（5）与凹模（6），下模座（2）通过内六角螺丝与下模板（19）连接，其特征在于：所述的外预应力圈（3）外周上方设置有出水嘴（8），外周下方设置有进水嘴（16），所述的出水嘴（8）与进水嘴（16）在外预应力圈（3）内部形成一个贯穿环绕形水管连接，所述的下模座（2）四角部位还设置有四个导柱孔；

所述的凸模（14）由上模固定圈（11）通过螺丝连接在上模板（16）上，在上模板（16）上方还设置有上模顶杆（12）和连接杆（13），所述的上模座（15）四角部位还设置有四个导柱孔。

2.根据权利要求1所述的一种带冷却装置的行星轴温挤压模具，其特征是：所述的凸模（14）由材质为2Cr12MoV制成，其热处理后硬度达到60--64HRC。

3.根据权利要求1所述的一种带冷却装置的行星轴温挤压模具，其特征是：所述的凹模（6）采用三层组合凹模方式，由中加强圈（7）和外加强圈（10）组合而成，外预应力圈（3）之间径向过盈装配斜角0.5度，单位承受压力1400--2500 MPa。

4.根据权利要求1所述的一种带冷却装置的行星轴温挤压模具，其特征是：所述的中加强圈（7）由材质为40Cr制成，其热处理后硬度达到45--47HRC。