CN210475018U

CN210475018U - 一种电动转向管柱锁套精密成形模具

Info

Publication number: CN210475018U
Application number: CN201921362691.4U
Authority: CN
Inventors: 王涛; 孙红星; 刘百宣; 刘光辉; 刘华
Original assignee: Zhengzhou Institute of Machinery
Current assignee: Zhengzhou Institute of Machinery
Priority date: 2019-08-21
Filing date: 2019-08-21
Publication date: 2020-05-08
Anticipated expiration: 2029-08-21

Abstract

本实用新型属于金属件压力加工领域，具体涉及一种电动转向管柱锁套精密成形模具。包括上模组件和下模组件，上模板上固设有上模固定板，上模固定板的中部由内向外依次设有垫块及伸出的凸模固定套，凸模固定套的中间由内向外依次设有凸模垫块、冲头套，冲头套内固定嵌设有伸出的环形冲头，环形冲头内固定嵌设有伸出的冲头芯棒，凸模固定套的末端通过与螺母螺纹连接；下模板上固设有凹模座，凹模座中部由内向外依次设有凹模垫块及伸出的应力圈，所述凹模垫块中部阶孔限位安装有模芯垫块，所述应力圈内部安装正挤模芯，压板与凹模座通过螺钉连接固定，所述凹模座、下模板对应第四阶梯孔外阶孔位置开设有出料口。

Description

一种电动转向管柱锁套精密成形模具

技术领域

本实用新型属于金属件压力加工领域，具体涉及一种电动转向管柱锁套精密成形模具。

背景技术

电动转向管柱锁套应用在管柱式电动转向器中，连接着方向盘与转向器的传动轴，起到传递扭矩的作用，其结构为内部为通孔，外部花键结构较为特殊，单个花键齿为燕尾形成，外部较宽，由外部逐渐向内齿宽减小，花键加工难度较大。为了减少加工费用，提高零件的性能，现在普遍采用塑性加工方法生产该锻件，成形花键部分后续不再进行机加工。一种加工方法是采用长管料进行多次拉拔成形，成形后切断机加工为单个零件，多道次的拉拔变形需要进行多次的退火、磷皂化处理，成形周期长，润滑过程污染严重，不符合现在的绿色制造要求，而且成形锻件表面质量差，拉痕遗留较多，锻件精度较低；另一种方法是采用棒料或管料经过退火润滑后经过正挤变形成形锻件，但成形锻件尾部遗留有一部分未成形的坯料，该部分材料后续需要去掉，材料浪费严重，如若棒料成形心部金属需要钻孔车削取出，金属材料浪费更多，机加工工时长、费用高。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种电动转向管柱锁套精密成形模具，利用本实用新型装置成形锁套锻件可以改善现有成形工艺方法的缺点，有效节约材料，保证零件精度，减少加工工时，提高生产效率。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电动转向管柱锁套精密成形模具，包括上模组件和下模组件，所述上模组件包括安装在压机上滑块底面的上模板，所述上模板上固设有上模固定板，所述上模固定板的中部开设有第一阶梯孔，所述第一阶梯孔由内向外依次设有垫块及伸出的凸模固定套，所述凸模固定套的中间开设有第二阶梯孔，所述第二阶梯孔由内向外依次设有凸模垫块、冲头套，所述冲头套内固定嵌设有伸出的环形冲头，所述环形冲头内固定嵌设有伸出的冲头芯棒，所述伸出部分的凸模固定套的末端通过与螺母螺纹连接将冲头套及冲头套内的环形冲头、冲头芯棒固定于上模；

所述下模组件包括安装在压机台面上的下模板，所述下模板上固设有凹模座，所述凹模座中部开设有第三阶梯孔，所述第三阶梯孔由内向外依次设有凹模垫块及伸出的应力圈，所述凹模垫块中部开设有第四阶梯孔，所述第四阶梯孔内阶孔限位安装有模芯垫块，所述应力圈内部安装正挤模芯，压板与凹模座通过螺钉连接固定，将应力圈以下的模具零件固定在凹模座中；

所述凹模座、下模板对应第四阶梯孔外阶孔位置开设有出料口。

采用上述技术方案，可使锻件连续成形，不需要顶出锻件，锻件直接从模具中脱落，有效节省成形时间，提高生产效率。

进一步，所述冲头芯棒的端部设有4mm的锥度。

采用上述技术方案，方便冲头芯棒导入管料内孔。

进一步，所述冲头芯棒通过热装固定于环形冲头中。

采用上述技术方案，可以保证尺寸的稳定性。

进一步，所述环形冲头伸出冲头套下端面的长度不低于管坯料长度的1.3倍，所述冲头芯棒伸出环形冲头下端面的长度大于管坯料长度的1.5倍。

采用上述技术方案，使管坯料挤压过程中未形成花键区孔中始终有冲头芯棒在其中，从而保证成形正常进行，且在成形过程中当环形冲头挤压管坯料时保证环形冲头已经导入正挤模芯。

进一步，所述正挤模芯与应力圈过盈配合，所述正挤模芯内孔与应力圈外圆均带有1.5°锥度。

采用上述技术方案，提高正挤模芯承力能力，提高寿命。

进一步，模芯垫块内孔花键轮廓为正挤模芯花键轮廓向外扩展0.15。

采用上述技术方案，使得管坯料金属与模芯垫块内孔不接触，该技术方案可以减少挤压过程中坯料与模具间的摩擦力，降低成形力，同时也给正挤模芯提供一定的支撑力，有利于提高相应模具的寿命。

有益效果

1、本实用新型装置可实现电动转向管柱锁套精密成形，外花键外观质量好，无需在进行机加工，其他部位后续机加工工序少、工时短、余量小，节约金属材料，生产成本较低。

2、本实用新型对成形设备吨位要求不高，同时由于成形力小，成形装置关键部位模具寿命较高。

3、本实用新型不需要顶出锻件，锻件直接从模具中脱落，有效节省成形时间，提高生产效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型实施例中正视图的剖面图。

图2是本实用新型实施例中单独锻压的动作过程图。

图3是本实用新型实施例中连续锻压的动作过程图。

图4是本实用新型实施例中连续锻压的动作过程的局部放大图。

图5是电动转向管柱锁套零件的整体结构图。

图6是电动转向管柱锁套零件平面图。

图7是电动转向管柱锁套锻件平面图。

图中序号：1、上模板，2、垫块，3上模固定板，4、凸模定位套，5、凸模垫块，6、螺母，7、冲头套，8、环形冲头，9、冲头芯棒，10、正挤模芯，11、应力圈，12、模具压板，13、模芯垫块，14、凹模垫块，15、凹模座，16、下垫板，100、初始管坯料、200、后续管坯料。

具体实施方式

具体实施时，如图1所示，本实用新型包括上模部分和下模部分，所述上模部分包括：安装在压机上滑块底面的上模板1，安装于上模板1的上模固定板3中间设置有圆形的阶梯孔，阶梯孔中由上向下依次安装有垫块2、凸模固定套4，在凸模固定套中的阶梯孔内安装有凸模垫块5，冲头芯棒9安装于环形冲头8的中间孔中，环形冲头8安装于冲头套7中，冲头芯棒9与环形冲头8尾部的阶梯结构可以保证其在使用过程中不至脱落，冲头套7安装于凸模固定套4中，螺母6与凸模固定套4螺纹连接，将冲头套以及安装于其中的环形冲头和冲头芯棒固结于上模；所述下模部分包括：安装在压机台面上的下模板16，下模板上安装有凹模座15，凹模座内部阶梯孔中自下向上依次安装有凹模垫块14、应力圈11，凹模垫块14内阶梯孔中安装有模芯垫块13，应力圈11内部安装正挤模芯10，压板12与凹模座15通过螺钉连接固定，将应力圈11以下的模具零件固结于凹模座15中，所述凹模座、下模板对应该阶梯孔外阶孔位置开设有出料口，使锻件可以直接从出料口落下。

所述上模部分中冲头芯棒9头部应设置有4mm的锥度，方便冲头芯棒导入管料内孔，冲头芯棒9应热装于环形冲头8中，安装后冲头芯棒9伸出环形冲头8下端面长度应大于环形坯料长度的1.5倍，以保证坯料挤压过程中未变形区孔中始终有冲头芯棒9在其中，从而保证成形正常进行。

所述上模部分环形冲头8伸出冲头套部分长度应不低于管坯料长度的1.3倍，在成形过程中当环形冲头挤压管坯料时应保证环形冲头已经导入正挤模芯。

所示下模部分中正挤模芯10内孔应与应力圈11外圆带有1.5°锥度，二者为过盈配合，提高正挤模芯承力能力，提高寿命，正挤模芯用硬质合金模具材料，应力圈用普通模具材料，以降低模具成本；

所述下模部分正挤模芯10花键轮廓向外开展0.15mm即为模芯垫块13内孔花键轮廓，坯料金属与模芯垫块内孔不接触，该设置可以减少挤压过程中坯料与模具间的摩擦力，降低成形力，同时也给正挤模芯提供一定的支撑力，有利于提高相应模具的寿命。

本发明以下将结合图2-4所示对模具的工作原理及工艺流程作进一步描述：

进行镦挤作业时，将经过退火、润滑处理的初始管坯料100（如图7所示）放入正挤模芯10模腔中，上模部分向下运动，冲头芯棒9头部带锥度部分首先插入坯料孔中，上模部分继续向下运动，环形冲头8下底面与管坯料100上表面接触，上模部分持续挤压，管坯料金属经过环形冲头8挤压通过正挤模芯，成形外花键部分，当环形冲头8挤压管坯料距离达到环形坯料高度五分之四时停止挤压，上模部分向上运动回归原始位置；随后在正挤模芯10模腔中放入后续管坯料200，上模部分向下运动，冲头芯棒9头部带锥度部分首先插入坯料孔中，环形冲头8下底面与后续坯料200上表面接触，此时环形冲头8应已经深入正挤模芯10模孔内部，环形冲头已经导正，同时冲头芯棒9圆柱部分已经深入模芯垫块13中，上模部分继续挤压齿，环形冲头作用于后续管坯料200，后续管坯料作用于初始坯料100，两段坯料金属先后通过正挤模芯，当环形冲头8挤压后续坯料200距离达到环形坯料整体高度时停止挤压，上模部分退回，由初始坯料100成形的锻件（如图5-6所示）从模芯垫块13中脱离，完成成形，从出料口落到压机台面，后续在正挤模腔中继续放入管坯料，连续成形锻件。该装置安装的成形压机应该将顶出缸拆除，这样成形锻件可以直接通过压机台面孔，方便取出。

由技术常识可知，本实用新型可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本实用新型范围内或在等同于本实用新型的范围内的改变均被本实用新型包含。

Claims

1.一种电动转向管柱锁套精密成形模具，其特征在于，包括上模组件和下模组件，所述上模组件包括安装在压机上滑块底面的上模板（1），所述上模板（1）上固设有上模固定板（3），所述上模固定板（3）的中部开设有第一阶梯孔，所述第一阶梯孔由内向外依次设有垫块（2）及伸出的凸模固定套（4），所述凸模固定套（4）的中部开设有第二阶梯孔，所述第二阶梯孔由内向外依次设有凸模垫块（5）、冲头套（7），所述冲头套（7）内固定嵌设有伸出的环形冲头（8），所述环形冲头（8）内固定嵌设有伸出的冲头芯棒（9），所述伸出的凸模固定套（4）的末端通过与螺母（6）螺纹连接将冲头套（7）及冲头套（7）内的环形冲头（8）、冲头芯棒（9）固定于上模；

所述下模组件包括安装在压机台面上的下模板（16），所述下模板（16）上固设有凹模座（15），所述凹模座（15）中部开设有第三阶梯孔，所述第三阶梯孔由内向外依次设有凹模垫块（14）及伸出的应力圈（11），所述凹模垫块（14）中部开设有第四阶梯孔，所述第四阶梯孔内阶孔限位安装有模芯垫块（13），所述应力圈（11）内部安装正挤模芯（10），压板（12）与凹模座（15）通过螺钉连接固定，将应力圈（11）以下的模具零件固定在凹模座（15）中；

所述凹模座（15）、下模板（16）对应第四阶梯孔外阶孔位置开设有出料口。

2.如权利要求1所述一种电动转向管柱锁套精密成形模具，其特征在于，所述冲头芯棒（9）的端部设有4mm的锥度。

3.如权利要求1所述一种电动转向管柱锁套精密成形模具，其特征在于，所述冲头芯棒（9）通过热装固定于环形冲头（8）中。

4.如权利要求1所述一种电动转向管柱锁套精密成形模具，其特征在于，所述环形冲头（8）伸出冲头套（7）下端面的长度不低于管坯料长度的1.3倍，所述冲头芯棒（9）伸出环形冲头（8）下端面的长度大于管坯料长度的1.5倍。

5.如权利要求1所述一种电动转向管柱锁套精密成形模具，其特征在于，所述正挤模芯（10）与应力圈（11）过盈配合，所述正挤模芯（10）内孔与应力圈（11）外圆均带有1.5°锥度。

6.如权利要求1所述一种电动转向管柱锁套精密成形模具，其特征在于，所述模芯垫块（13）内孔花键轮廓为正挤模芯（10）花键轮廓向外扩展0.15mm。