CN215699508U - 用于外环槽镶嵌增材加工的压装模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机械加工设备技术领域，特别涉及一种用于外环槽镶嵌增材加工的压装模具，包括：基台、滑座、基座、压模、驱动器；基台上设置多个滑座，滑座沿基台外缘均布，每个滑座上安装有一个基座，压模有多个，分别安装在基座上，压模工作面指向基台孔，在基座均接近基台孔时，多个压模工作面拼合为完整的环状挤压工作面；压模工作面设置有多个形变凹槽，形变凹槽沿挤压工作面均布，形变凹槽之间的突出部为挤压凸台；本实用新型通过在压模工作面上设置形变凹槽来收容形变嵌材的方案，将工艺过程中的嵌材转动操作次数缩减为一次，极大的简化了工序，提高了生产效率，同时有效避免嵌材折叠夹杂造成材料缺陷问题，有效提高了产品质量。

Description

用于外环槽镶嵌增材加工的压装模具

技术领域：

本实用新型涉及机械加工设备技术领域，特别涉及一种用于外环槽镶嵌增材加工的压装模具。

背景技术：

机械加工过程中，对环形材料的增材嵌套结构，如轴套、火车轮毂、炮弹弹带等，通常采用热胀、冷冻、焊接、环模挤压等方式进行加工，当嵌套基体嵌槽较深，超过热胀、冷冻工艺下的变形极限时，仅能使用焊接和环模挤压工艺进行加工，而焊接在基材和嵌材不一致，或加工材料对热处理敏感情况下存在较大限制，因此环模挤压方式为本领域中适用性最高的加工工艺。

在传统的环模挤压加工工艺中，由于嵌材是处于受挤压缩小尺寸的变形过程中，压模在加工开始时存在拼模缝，嵌材在变形过程中会挤入拼模缝中，阻挡压模拼合，导致环模挤压工艺的操作过程需要多次中断并转动嵌材，严重浪费工时，当嵌材质地较软、工艺要求的变形幅度较大时，甚至可能出现嵌材折叠挤入拼模缝中的情况，造成嵌材内出现气孔、裂纹等缺陷的问题，严重影响工件加工后的机械性能。

发明内容：

鉴于此，有必要设计一种用于外环槽镶嵌增材加工的压装模具，减少相关工艺的加工工时，并且防止嵌材折叠造成材料缺陷。

用于外环槽镶嵌增材加工的压装模具，包括：基台、滑座、基座、压模、驱动器。

其中，基台为圆台，中央设置有基台孔，基台上设置多个滑座，滑座沿基台外缘均布，滑座延长线指向基台孔，每个滑座上安装有一个基座，基座沿滑座滑动。上述基台、滑座、基座组成中空卡盘。

压模有多个，分别安装在基座上，压模工作面指向基台孔，在基座均滑动处于接近基台孔端时，多个压模工作面拼合为完整的环状挤压工作面；压模工作面设置有平行于基台孔轴的多个形变凹槽，形变凹槽沿挤压工作面均布，形变凹槽之间的突出部为挤压凸台。

驱动器用于驱动压模沿滑座向内运动执行挤压动作，其与压模或基座动力连接。

工作时，工件基材固定在基台孔内，调整其高度使嵌槽位于压模工作面工作区域内，将嵌材套在基材上使其与嵌槽对齐，通过驱动器驱动压模沿滑座动作，向内挤压嵌材，直至嵌材接触嵌槽底，完成第一次压装。第一次压装过程中，嵌材在被压模工作面推挤变形过程中，部分材料向形变凹槽内弯曲收容，从而防止嵌材在压模工作面拼模缝处集中折叠，同时形变凹槽对嵌材进行预压，使嵌材整体受力，形成环状嵌材的周向压缩。第一次压装后，压模张开与嵌材脱离接触，转动工件使第一次压装过程中形变凹槽内形成的弯曲收容部对齐压模工作面挤压凸台，后进行第二次压装，由挤压凸台挤压弯曲收容部使嵌材厚度均匀并紧贴嵌槽，完成工艺过程。

优选的，驱动器采用液压活塞缸，液压活塞缸动力端通过铰杆连接在压模外缘上。或者，驱动器采用转动驱动或直推驱动的动力臂，动力臂动力端通过铰杆连接在压模外缘上。采用动力臂时，由于动力臂同时驱动全部压模，压模动作同步且受力均匀，嵌材形变过程相比每个压模独立设置驱动器的方案更平稳均匀。

优选的，压模工作面之间的拼合接缝处位于形变凹槽处，在第一次压装过程中，嵌材向拼模缝内折叠的动作趋势被形变凹槽收容，防止嵌材材料阻挡压模动作。

优选的，本设计还包括基台孔定位模，加工工件通过基台孔定位模在基台孔内安装定位。

进一步的，基台孔定位模设置有与基台孔配合的两组定位槽，两组定位槽间的转动角度为相邻变形凹槽间转动角度的任意倍数加相邻变形凹槽间转动角度的一半。第一次压装程序后，变换定位槽的定位组合即可实现上述嵌材弯曲收容部对齐压模工作面挤压凸台的动作，简化操作并可以提高操作精度。

进一步的，基台孔定位模由上定心模、下定心模和轴线定位模组成，上定心模、下定心模、轴线定位模由上至下顺次套装在待加工基体上；轴线定位模与待加工基体下端限位连接并固定安装在基台下部，用于定位待加工基体在基台孔内的垂直高度；上定心模、下定心模与待加工基体侧表面限位连接，用于定位待加工基体的中轴线使之与基台孔轴线重合，下定心模与轴线定位模通过弹簧连接，即下定心模在基台孔内滑动，防止其造成待加工基体过定位，上定心模与基台上端连接固定，上定心模上端边沿用于在第一次压装前支撑嵌材。

为便于调整滑座指向，本设计中滑座与基台间的连接安装结构为可拆装结构。

为便于调整压模指向，本设计中基座与压模间的连接安装结构为可拆装结构。

本实用新型通过在压模工作面上设置形变凹槽来收容形变嵌材的方案，将工艺过程中的嵌材转动操作次数缩减为一次，极大的简化了工序，提高了生产效率，同时有效避免嵌材折叠夹杂造成材料缺陷问题，有效提高了产品质量。

附图说明：

附图1是本实用新型用于外环槽镶嵌增材加工的压装模具结构示意图；

附图2是本实用新型用于外环槽镶嵌增材加工的压装模具基台结构示意图；

附图3是本实用新型用于外环槽镶嵌增材加工的压装模具直推驱动的动力臂结构示意图；

附图4是本实用新型用于外环槽镶嵌增材加工的压装模具转动驱动的动力臂结构示意图；

附图5是本实用新型用于外环槽镶嵌增材加工的压装模具基台孔定位模定位槽结构示意图；

附图6是本实用新型用于外环槽镶嵌增材加工的嵌槽、嵌材变形结构示意图。

图中：基台1、基台孔101、滑座2、基座3、压模4、形变凹槽401、挤压凸台 402、动力臂501、铰杆502、基台孔定位模6、定位槽601、上定心模602、下定心模603、轴线定位模604、工件基体7、工件嵌材8。

具体实施方式：

用于外环槽镶嵌增材加工的压装模具，包括：基台1、滑座2、基座3、压模4、驱动器、基台孔定位模6。

其中，基台1为圆台，中央设置有基台孔101，加工工件通过基台孔定位模 6在基台孔101内安装定位，基台孔定位模6设置有与基台孔101配合的两组定位槽601，两组定位槽601间的转动角度为相邻变形凹槽间转动角度的任意倍数加相邻变形凹槽间转动角度的一半。

基台孔定位模6由上定心模602、下定心模603和轴线定位模604组成，上定心模602、下定心模603、轴线定位模604由上至下顺次套装在待加工基体7 上；轴线定位模604与待加工基体7下端限位连接并固定安装在基台1下部，用于定位待加工基体7在基台孔101内的垂直高度；上定心模602、下定心模 603与待加工基体7侧表面限位连接，用于定位待加工基体7的中轴线使之与基台孔101轴线重合，下定心模603与轴线定位模604通过弹簧连接，即下定心模603在基台孔101内滑动，防止其造成待加工基体7过定位，上定心模602 与基台1上端连接固定，上定心模602上端边沿用于在第一次压装前支撑嵌材8.

基台1上设置三个滑座2，滑座2沿基台1外缘均布，滑座2延长线指向基台孔101，每个滑座2上安装有一个基座3，基座3沿滑座2滑动。

压模4有三个，分别安装在基座3上，压模4工作面指向基台孔101，在基座3均滑动处于接近基台孔101端时，三个压模4工作面拼合为完整的环状挤压工作面；压模4工作面设置有平行于基台孔101轴的多个形变凹槽401，形变凹槽401沿挤压工作面均布，形变凹槽401之间的突出部为挤压凸台402。

驱动器用于驱动压模4沿滑座2向内运动执行挤压动作，其与压模4或基座3动力连接。

驱动器采用液压活塞缸，或者驱动器采用转动驱动或直推驱动的动力臂 501，液压活塞缸或动力臂501动力端通过铰杆502连接在压模4外缘上。采用动力臂501时，由于动力臂501同时驱动全部压模4，压模4动作同步且受力均匀，嵌材形变过程相比每个压模4独立设置驱动器的方案更平稳均匀。

参照图3为采用直推驱动的动力臂501结构示意图，工作时动力臂501上下运动，通过铰杆502带动压模4动作；参照图4为采用转动驱动的动力臂501 结构示意图，工作时动力臂501转动运动，通过铰杆502带动压模4动作。

上述压模4工作面之间的拼合接缝处位于形变凹槽401处，在第一次压装过程中，嵌材向拼模缝内折叠的动作趋势被形变凹槽401收容，防止嵌材材料阻挡压模4动作。

第一次压装程序后，变换定位槽601的定位组合即可实现上述嵌材弯曲收容部对齐压模4工作面挤压凸台402的动作，简化操作并可以提高操作精度。

为便于调整滑座2指向，本设计中滑座2与基台1间的连接安装结构、基座3与压模4间的连接安装结构均为可拆装结构。

工作时，工件基材通过基台孔定位模6固定在基台孔101内，调整其高度使嵌槽位于压模4工作面工作区域内，将嵌材8套在基材上使其与嵌槽对齐，通过驱动器驱动压模4沿滑座2动作，向内挤压嵌材，直至嵌材接触嵌槽底，完成第一次压装。第一次压装过程中，嵌材在被压模4工作面推挤变形过程中，部分材料向形变凹槽401内弯曲收容，从而防止嵌材在压模4工作面拼模缝处集中折叠，同时形变凹槽401对嵌材8进行预压，使嵌材8整体受力，形成环状嵌材8的周向压缩。第一次压装后，压模4张开与嵌材脱离接触，转动工件与基台孔定位模6，变换定位槽601的定位组合使第一次压装过程中形变凹槽 401内形成的弯曲收容部对齐压模4工作面挤压凸台402，后进行第二次压装，由挤压凸台402挤压弯曲收容部使嵌材8厚度均匀并紧贴嵌槽，完成工艺过程。

参照附图6，为了在压装过程中使嵌材8与嵌槽连接紧密不松动，嵌槽截面设置为梯形，使嵌槽内侧宽度大于槽口处宽度，对应的，压装前的嵌材8内表面设置为凹弧形，压装过程中，嵌材8受压变形，凹弧形内表面向两侧扩张，填充梯形嵌槽，使两者连接紧密。

Claims (9)

1.用于外环槽镶嵌增材加工的压装模具，其特征在于，包括：基台、滑座、基座、压模、驱动器；

其中，基台为圆台，中央设置有基台孔，基台上设置多个滑座，滑座沿基台外缘均布，滑座延长线指向基台孔，每个滑座上安装有一个基座，基座沿滑座滑动；

压模有多个，分别安装在基座上，压模工作面指向基台孔，在基座均滑动处于接近基台孔端时，多个压模工作面拼合为完整的环状挤压工作面；

上述压模工作面设置有平行于基台孔轴的多个形变凹槽，形变凹槽沿挤压工作面均布，形变凹槽之间的突出部为挤压凸台；

驱动器用于驱动压模沿滑座向内运动执行挤压动作，其与压模或基座动力连接。

2.如权利要求1所述的用于外环槽镶嵌增材加工的压装模具，其特征在于，所述驱动器为液压活塞缸，液压活塞缸动力端通过铰杆连接在压模外缘上。

3.如权利要求1所述的用于外环槽镶嵌增材加工的压装模具，其特征在于，所述驱动器为转动驱动或直推驱动的动力臂，动力臂通过铰杆连接在压模外缘上。

4.如权利要求1至3任一项所述的用于外环槽镶嵌增材加工的压装模具，其特征在于，所述压模工作面之间的拼合接缝处位于形变凹槽处。

5.如权利要求4所述的用于外环槽镶嵌增材加工的压装模具，其特征在于，还包括基台孔定位模，加工工件通过基台孔定位模在基台孔内安装定位。

6.如权利要求5所述的用于外环槽镶嵌增材加工的压装模具，其特征在于，所述基台孔定位模设置有与基台孔配合的两组定位槽，两组定位槽间的转动角度为相邻变形凹槽间转动角度的任意倍数加相邻变形凹槽间转动角度的一半。

7.如权利要求5所述的用于外环槽镶嵌增材加工的压装模具，其特征在于，所述基台孔定位模由上定心模、下定心模和轴线定位模组成，上定心模、下定心模、轴线定位模由上至下顺次套装在待加工基体上，轴线定位模与待加工基体下端限位连接并固定安装在基台下部，上定心模、下定心模与待加工基体侧表面限位连接，下定心模与轴线定位模通过弹簧连接，上定心模与基台上端连接固定，上定心模上端边沿用于在第一次压装前支撑嵌材。

8.如权利要求1所述的用于外环槽镶嵌增材加工的压装模具，其特征在于，所述滑座与基台间的连接安装结构为可拆装结构。

9.如权利要求1所述的用于外环槽镶嵌增材加工的压装模具，其特征在于，所述基座与压模间的连接安装结构为可拆装结构。

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