CN204672715U - 高频电液激振挤压成型模具装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种高频电液激振挤压成型模具装置，成形机构包括凸模和凹模，凹模与上模板固定连接，凸模位于凹模的正下方，凸模与振动台固定连接；振动发生机构包括振动台，单出杆液压缸，蓄能器和高频电液激振阀，振动台与下模板通过定位螺杆滑动连接，单出杆液压缸前盖与下模板固定连接，液压杆与振动台通过螺纹副螺纹连接，单出杆液压缸有杆腔与无杆腔分别通过高压油管与高频电液激振阀连通。与原有的挤压设备相比，可共用油箱，集成度好、振动频率高、功率密度高、输出力大，以及振幅小等特点。

Description

高频电液激振挤压成型模具装置

技术领域

本实用新型涉及一种冷挤压模具，尤其涉及一种下模可调振动的冷挤压装置。

背景技术

随着中国汽车工业的飞速发展，汽车零部件的批量越来越大，冷挤压技术也在此大展身手，越来越多的汽车零部件要求由切削工艺改为冷挤压加工。与切削加工件相比，冷挤压件具有连续的金属纤维流线和较高的机械强度，尤其是在汽车中应用较多的齿形类零件，其齿形在冷挤压后基本不需加工或仅仅只是留下磨削的加工量，而且材料利用率和生产效率高，产品质量也较为稳定。

然而冷挤压上述零部件的困难在于：由于对成形精度有要求，大部分零件都有一定的体积尺寸且为重要的传力件，其材料在室温下流动应力很大，加之本身形状较为复杂，模具与坯料之间的摩擦力也阻碍着金属坯料的流动，越到成形的最后阶段摩擦力越大，金属流动越困难，这样最后阶段的变形抗力往往会有一个阶跃式的飞升，假使挤压设备吨位不足，极易导致挤压出来的零件形状产生缺陷，同时巨大的变形抗力对模具材料和寿命也提出了更严酷的要求。

一般认为，振动塑性成形能大幅度降低成形过程中的变形抗力和材料的流动应力、减少模具与工件间的摩擦力以及获得更好的表面质量和更高的尺寸精度等。迄今为止人们在线材、管材和异型材料的拉拔、金属材料的冲孔、剪切、精压、轧制等都进行过振动加工的试验。

到目前为止，在振动塑性成形中采用的激振方式主要以大功率超声波振动为主，采用机械式和电磁式激振也有零星见于文献报道。冷挤压成形，无论是坯料还是模具，重量都相对较大，成形的变形抗力也较高，可见，上述几种激振装置都不适合用于“难成形零件”的振动挤压中。

发明内容

为了克服已有的激振方式难以实现模具高频振动以及成形件尺寸精度未能得到保证的不足，本实用新型提供一种高频电液激振挤压成型模具装置，能够提供足够大的振动输出力，足够高的振动频率以及较小的振幅，在完成复杂零件振动挤压的同时并能保证其尺寸精度。

本实用新型的技术构思为：通过高频电液激振阀调节控制液压油换向频率以及压强，即可实现振动台部分以给定的频率和振幅上下振动。

高频电液激振挤压成型模具装置在冷挤压时，固定好模具与振动台，在挤压胚料的同时，振动台工作，从而提供一定频率和振幅的振动。由于振动的振幅微小，对零件的尺寸精度不会影响。此外，在振动周期的部分时间里摩擦力反而有利于变形加工，产品表面质量提高，工具的磨损消耗降低，同时促进材料流动，减小摩擦力，降低变形抗力的效果。

一种高频电液激振挤压成型模具装置，包括：

成形机构，所述成形机构包括凸模和凹模，所述凹模与上模板固定连接，所述凸模位于凹模的正下方，所述凸模与振动台固定连接，其特征在于：所述高频电液激振挤压成型模具装置还包括振动发生机构，所述振动发生机构包括振动台，单出杆液压缸，蓄能器和高频电液激振阀，所述振动台与下模板通过定位螺杆滑动连接，所述液压缸前盖与下模板固定连接，所述液压杆与振动台通过螺纹副螺纹连接，所述液压缸有杆腔与无杆腔分别通过高压油管与高频电液激振阀连通，所述两个蓄能器分别并联入两条高压油管。

进一步，所述振动台下表面与下模板之间放置有阻尼片。

再进一步，所述一个蓄能器与单出杆液压缸有杆腔油管并联，一个蓄能器与高频电液激振阀吸油口油管并联。

上模板设有上导向孔，所述下模座上设有下导向孔，导柱分别穿过所述上导向孔和下导向孔。

模具包括凹模、凸模和基座平台，基座平台固定于底座上，凸模固定在滑动平台下，凹模固定在基座平台上。

本实用新型的有益效果主要体现在：(1)本装置与原有油压挤压设备同采用液压原理，可共用油箱，集成度好。

(2)本装置振动频率高。本实用新型所使用的高频电液激振器是高频交流液流直接作用在弹性刚度较大的振动板上，使弹性振动板产生振动，仅需部分克服负载的惯性力且没有阻尼力，再借助弹性元件很大的弹性回复力，能实现很高的振动频率，从而实现振动的效果。

(3)本装置功率密度高、输出力大。相比较超声波和电磁式激振发生器，这种电液激振器仅由液压缸和交流阀组成，体积很小，但能输出较大的功率，比同体积的电磁振动器的功率高很多，并且能输出很大的振动力。

(4)本装置振幅小。相比较常规的液压振动，本高频激振器使高频液流直接作用与振动板上，由于振动板的弹性应力应变特性，可实现微米级的小幅度振动，因此不会影响挤压件的尺寸精度。

附图说明

图1为本实用新型高频电液激振挤压成型模具装置的结构图；

图2为本实用新型高频电液激振挤压成型模具凸模的俯视图；

图3为活塞杆伸出时高频电液激振器油路状态示意图；

图4为活塞杆收缩时高频电液激振器油路状态示意图。

具体实施方式

以下详细描述本发明的技术方案。本实用新型实施例仅供说明具体结构，该结构的规模不受实施例的限制。

图1为本实用新型高频电液激振挤压成型模具装置的结构的结构示意图，包括成形机构，所述成形机构包括凸模4和凹模2，所述凹模2与上模板1固定连接，所述凸模4位于凹模2的正下方，所述凸模4与振动台6固定连接，其特征在于：所述高频电液激振挤压成型模具装置还包括振动发生机构，所述振动发生机构包括振动台6，单出杆液压缸12，蓄能器14，蓄能器16和高频电液激振阀15，所述振动台6与下模板9通过定位螺杆5滑动连接，所述单出杆液压缸前盖10与下模板9固定连接，所述液压杆11与振动台6通过螺纹副螺纹连接，所述单出杆液压缸12有杆腔与无杆腔分别通过高压油管14与高频电液激振阀15连通。

所述振动台下表面与下模板之间放置有阻尼片7。

所述蓄能器13与单出杆液压缸有杆腔油管并联，蓄能器16与高频电液激振阀吸油口油管并联。

所述上模板设有上导向孔，所述下模座上设有下导向孔，导柱8分别穿过所述上导向孔和下导向孔。

工作时，凹模2挤压胚料的同时，振动发生机构给予凸模以一定频率和幅度的振动，从而达到振动挤压的目的，由于高频激振的振幅可达到微米级，因此不会影响成型件的尺寸精度。

图3和图4为活塞杆伸出和收缩时高频电液激振器油路状态示意图，系统由一种四通阀控电液激振器来实现高频下的电液微幅振动，系统主要由高频电液激振阀I、单出杆液压缸II、蓄能器13、蓄能器16、油箱17和油管等组成。其中高频电液激振阀I主要由交流伺服电机21、大齿轮20、小齿轮22、阀芯25、阀套19、阀体18、联轴器23、弹簧24、联轴器26、直线电机27等组成。高频电液激振阀I的阀芯25具有旋转运动和轴向运动两个自由度，阀芯25的旋转速度由交流伺服电机21通过一对齿轮组进行控制，调节电机21的转速就可以控制阀芯25的转速。高频电液激振阀阀芯台肩周向均匀开设沟槽，其中相邻台肩上的沟槽相互错位。当阀芯转到如图3位置时，高压油从P口流入，经过B口进入液压缸的无杆腔，液压缸的有杆腔恒通高压油。由于液压缸无杆腔的作用面积是有杆腔的两倍，因此活塞杆11在液压油推力的作用下往右运动。当阀芯转到如图4位置时，液压缸无杆腔的油液通过B口流到油箱，活塞杆在液压缸有杆腔压力的作用下向左运动。因此通过控制阀芯的连续旋转就能实现液压缸活塞的来回往复振动。阀芯除了旋转运动外还具有轴向运动，轴向直线运动由直线电机控制，通过控制直线电机的伸出或缩回就可以控制阀芯从零(阀口完全关闭)到最大轴向开口进行控制，从而可以改变液压缸输出振动幅值的大小。

Claims (4)

1.一种高频电液激振挤压成型模具装置，包括成形机构，所述成形机构包括凸模和凹模，所述凹模与上模板固定连接，所述凸模位于凹模的正下方，所述凸模与振动台固定连接，其特征是：还包括振动发生机构，其包括振动台，单出杆液压缸，蓄能器和高频电液激振阀，所述振动台与下模板通过定位螺杆滑动连接，所述单出杆液压缸前盖与下模板固定连接，所述液压杆与振动台通过螺纹副螺纹连接，所述单出杆液压缸有杆腔与无杆腔分别通过高压油管与高频电液激振阀连通。

2.如权利要求1所述的高频电液激振挤压成型模具装置，其特征是：所述振动台下表面与下模板之间放置有阻尼片。

3.如权利要求1所述的高频电液激振挤压成型模具装置，其特征是：所述一个蓄能器与单出杆液压缸有杆腔油管并联，一个蓄能器与高频电液激振阀吸油口油管并联。

4.如权利要求1所述的高频电液激振挤压成型模具装置，其特征是：所述上模板设有上导向孔，所述下模座上设有下导向孔，导柱分别穿过所述上导向孔和下导向孔。