CN205074362U - 预成形深孔轴类件内孔的模具 - Google Patents

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边翊
翟月雯
马晓晖
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叶丽燕
田钰清
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Abstract

本实用新型提供了一种预成形深孔轴类件内孔的模具,包括凸模、凹模及配套设置在凸模外侧的凸模套,在凹模上设有型腔,在凹模上于型腔内形成一用于与深孔轴类件的成形件的镦头底部相抵接的台阶部,利用模具预成形内孔工步结束时,凸模底端端面应与台阶部的平面部平齐,从而避免成形法兰工步时,法兰底部出现折叠缺陷,进而能够避免深孔轴类件的法兰底部出现折叠现象,以确保深孔轴类件的成形效果。

Description

预成形深孔轴类件内孔的模具
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种预成形深孔轴类件内孔的模具。
背景技术
[0002] 变速箱轴类件是汽车传动系统的核心部件,我国轿车工业在20世纪90年代后进入高速发展期,传统生产方法已无法满足市场要求。本文针对变速箱深孔轴类件成形工艺开展研究。如图1所示,该类零件的典型特征是杆部细长、头部有法兰且内部具有盲孔。目前国内生产该类零件的主要方法为冷挤压杆部一镦挤法兰一机加工盲孔。然而机加工盲孔会切断金属流线,降低产品性能和材料利用率。若盲孔通过反挤压一次成形,则成形工艺为:冷挤压杆部一镦粗头部一反挤压内孔一镦法兰收口。在这类工艺中,反挤压内孔时会在头部底部形成一个大圆角,在镦法兰收口工步中形成金属折叠。
实用新型内容
[0003] 本实用新型的主要目的在于提供一种预成形深孔轴类件内孔的模具,能够避免深孔轴类件的法兰底部出现折叠现象,进而确保深孔轴类件的成形效果。
[0004] 本实用新型提出了一种预成形深孔轴类件内孔的模具,包括凸模、凹模及配套设置在所述凸模外侧的凸模套,在所述凹模上设有型腔,在所述凹模上于所述型腔内形成一用于与所述深孔轴类件的成形件的镦头底部相抵接的台阶部,利用所述模具预成形内孔工步结束时,所述凸模底端端面应与所述台阶部的平面部平齐。
[0005] 采用上述结构,利用所述模具预成形内孔工步结束时,所述凸模底端端面应与所述台阶部的平面部平齐,即所述凸模下端面与所述台阶部的平面部齐平时,所述凸模停止朝下移动,使预成形内孔深度与成形件镦头高度相等,从而避免成形法兰工步时,法兰底部出现折叠缺陷,进而能够避免深孔轴类件的法兰底部出现折叠现象,以确保深孔轴类件的成形效果。
[0006] 优选的,所述凸模套具有自上而下直径依次递减的第一台阶、第二台阶、第三台阶,由该第三台阶的第三台阶平面部构成本实用新型所述的凸模套平面部,利用所述模具预成形内孔工步结束时,所述凸模底端端面相对于所述凸模套平面部的伸出长度应与所述台阶部的平面部和所述凸模套平面部之间的距离相等。
[0007] 优选的,所述模具还包括自上而下依次连接在一起的凸模垫板、凸模固定板以及压环,所述压环在合模/开模方向上沿所述凸模套移动。
[0008] 优选的,所述凸模套与所述凸模固定板之间配有用以提供预成形内孔时所需要的背压力的弹簧。
附图说明
[0009] 图1为深孔轴类件的结构示意图;
[0010] 图2为图1所示深孔轴类件的成形工艺流程简图;
[0011]图3为预成形深孔轴类件内孔的模具的结构示意图,其中,模具处于合模状态;
[0012]图4为预成形深孔轴类件内孔的模具的结构示意图,其中,模具处于挤压成孔状态;
[0013]图5为模具的凸模套和凹模的结构示意图;
[0014] 图6为凸模底端面高于台阶部平面部所对应的材料流动示意图;
[0015] 图7为凸模底端面高于台阶部平面部时所导致的金属折叠现象;
[0016] 图8为凸模底端面低于台阶部平面部所对应的材料流动示意图;
[0017] 图9为凸模底端面低于台阶部平面部所对应的金属流线示意图;
[0018] 图10为凸模底端面与台阶部平面部齐平对应的金属流线示意图。
具体实施方式
[0019] 下面参见图1〜图10对本实用新型所述的预成形深孔轴类件内孔的模具进行详细说明。
[0020] 如图1所示,深孔轴类件1通常具有细长的杆部11,在该杆部11的头部具有法兰12,在杆部11的头部内部具有盲孔13,并该盲孔13的上部呈收口状。本实用新型中,深孔轴类件1主要采用图2所示工艺流程来成形,参照图2所示,深孔轴类件的成形工艺主要包括下述步骤:
[0021] 步骤1,对深孔轴类件的成形杆部件进行一次减径挤压处理,形成图2(a)所示的成形件;
[0022] 步骤2,对图2(a)所示的成形件进行二次减径挤压处理,形成图2 (b)所示的成形件;
[0023] 步骤3,对图2(b)所示的成形件进行镦挤以在成形件的顶端形成镦头,最终形成图2(c)所示的成形件;
[0024] 步骤4,对图2(c)所示的成形件进行一次反挤内孔处理,形成图2(d)所示的成形件;
[0025] 步骤5,对图2(d)所示的成形件进行二次反挤内孔处理,形成图2(e)所示的成形件;
[0026] 步骤6,对图2(e)所示的成形件进行镦挤法兰缩口处理,形成图2 (f)所示的成形件,亦即深孔轴类件的成品件。
[0027] 本实用新型的主要改进之处在于,采用图3〜图5所示模具来实现步骤4中的一次反挤内孔处理工序。如图3〜图5所示,所示模具的凸模组件包括自上而下依次连接在一起的凸模垫板21、凸模固定板22以及压环23,压环23整体呈U形,其顶端通过螺钉等紧固件固定在凸模固定板22的下表面上,在压环23的底部设有一台阶孔231。在凸模固定板22的下表面上于压环23内侧设有一凸模套24,该凸模套24的顶端与凸模固定板22之间设有弹簧25,该弹簧25用以提供预成形内孔时所需要的背压力。在凸模垫板21的下表面上于压环23内侧设有凸模26,该凸模26为整体呈T形的台阶轴,它通过凸模固定板22固定在凸模垫板21上。
[0028] 如图3〜图5所示,凸模套24具有三级台阶,直径最大的为第一台阶241,直径较小的为第二台阶242,直径最小的为第三台阶243,第二台阶242具有第二台阶立面部242a和第二台阶平面部242b,第三台阶243具有第三台阶立面部243a和第三台阶平面部243b,由该第三台阶平面部243b构成本实用新型所述的凸模套平面部。凸模26的顶端与凸模垫板21的下表面相抵接,其竖直部分自上而下依次轴向贯穿凸模固定板22、弹簧25、凸模套24,并凸模26的底端可从凸模套24的底部伸出。凸模组件通常安装在用以提供成形力的压力机滑块上,模具合模/开模时,凸模垫板21、凸模固定板22、压环23以及凸模26保持同步移动,压环23沿凸模套24移动。本实用新型中,凸模26用以对图2(c)所示成形件进行挤压以形成图2(d)所示成形件上的内孔,故凸模26的底端端面为平面。
[0029] 凹模组件一般固定在压力机的工作台面上,如图3〜图5所示,凹模组件包括与凸模26和凸模套24相对置的凹模31和设置在该凹模31外侧的凹模应力圈32。在凹模31上设有与图2(d)所示成形件形状相对应的型腔311,利用图3和图4所示模具进行一次反挤内孔处理工序时,凸模26的下端进入型腔上部对图2(c)所示的成形件进行挤压,以形成图2(d)所示的成形件。在凹模31上于型腔311内靠近上部形成一台阶部312,该台阶部312的平面部312a与图2(d)所示成形件的镦头底部相对应,并该平面部312a在垂直于型腔轴向方向上的长度与图2(d)所示成形件的镦头的宽度相等。
[0030] 下面对利用图3〜图5所示模具进行一次反挤内孔处理工序时,该模具的工作原理进行简单地描述。
[0031]图2(c)所示成形件被置于图3所示模具的型腔311内,凸模组件在压力机滑块作用下下行(即向合模方向移动),直至凸模套24的第二台阶平面部242b与凹模31的上表面、第三台阶平面部243b与图2(c)所示成形件的顶面、凸模26的下端面与图2(c)所示成形件的顶面分别相抵接,则凸模套24到达合模位置;
[0032]凸模组件在压力机滑块带动下继续下行,在该移动过程中,凸模固定板22压缩弹簧25使凸模套24进一步抵接在凹模31上,凸模垫板21、凸模固定板22、压环23以及凸模26继续下行,则带动凸模26对图2(c)所示成形件进行挤压以形成内孔,当凸模底端端面与凹模台阶部的平面部312a齐平时,反挤压预成形内孔完成。
[0033] 反挤压预成形内孔完成后,压力机带动凸模垫板21、凸模固定板22、压环23以及凸模26等组件上行(即沿脱模方向移动),使凸模26从图2(d)所示成型件的内孔中脱离,由此实现模具的抽芯过程,在前述抽芯过程中,由于在弹簧25的作用下,凸模套暂时不动。
[0034] 压力机继续带动整个凸模组件上行(即朝向脱模方向移动),当压环23与凸模套24的法兰(由第一台阶241构成)接触后,凸模套24随凸模组件一起运动,到达压力机滑块上死点,由此完成整个反挤压预成形内孔过程。
[0035] 本实用新型中,由于模具的结构满足下述条件:利用模具在图2(c)所示成形件上形成内孔时,凸模底端端面应于凹模台阶部处的平面部平齐,由此来保证预成形内孔深度与成形件镦头部的高度相等,从而避免成形法兰工步时法兰底部出现折叠缺陷,有利于确保深孔轴类件的成形效果。另外,与冷挤压相比,采用图2所示的减径挤压工艺流程,可减少变形量,降低成形力,简化模具结构。
[0036] 若凸模底端端面高于台阶部平面部312a,在反挤压内孔工步中,如图6所示,在模具作用下,成形件镦头外侧金属向上流动的速度大于其内侧金属的流速,容易在成形件的镦头底部形成一个大的圆角,导致镦头底部形状不平整。反挤压内孔工步结束后,深孔轴类件的成形件移至镦挤法兰缩口工步进行处理时,由于图6所示的镦头底部大圆角的存在,在模具作用下镦头圆弧处的部分金属向外流动,部分金属向下流动,导致在镦头底部形成图7所示的金属折叠现象。
[0037] 若凸模底端端面低于台阶部平面部312a,在反挤压内孔工步中,在模具作用下,金属流动如图8所示,凸模底部金属向下然后向上流动,最后向外流动填充凹模,使材料流动困难,导致挤压成孔时所需成形力较大,同时,如图9所示在镦头底部容易形成金属折叠,并且凸模底部越低于台阶部平面部312a,越容易在镦头底部形成折叠。
[0038] 图10所示为凸模底端端面与台阶部平面部312a齐平时所对应的金属流线示意图,从图10中可以明显得出,在反挤压内孔工步中,在模具作用下,镦头底部相比图7和图9所示明显平整。
[0039] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种预成形深孔轴类件内孔的模具,包括凸模、凹模及配套设置在所述凸模外侧的凸模套,在所述凹模上设有型腔,在所述凹模上于所述型腔内形成一用于与所述深孔轴类件的成形件的镦头底部相抵接的台阶部,其特征在于,利用所述模具预成形内孔工步结束时,所述凸模底端端面应与所述台阶部的平面部平齐。
2.根据权利要求1所述的模具,其特征在于,所述凸模套具有自上而下直径依次递减的第一台阶、第二台阶、第三台阶,由该第三台阶的第三台阶平面部构成本实用新型所述的凸模套平面部, 利用所述模具预成形内孔工步结束时,所述凸模底端端面相对于所述凸模套平面部的伸出长度应与所述台阶部的平面部和所述凸模套平面部之间的距离相等。
3.根据权利要求1所述的模具,其特征在于,所述模具还包括自上而下依次连接在一起的凸模垫板、凸模固定板以及压环,所述压环在合模/开模方向上沿所述凸模套移动。
4.根据权利要求3所述的模具,其特征在于,所述凸模套与固定板之间配有用以提供预成形内孔时所需要的背压力的弹簧。
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