中小型汽车胀压成形桥壳连续缩径模具制造技术

本发明专利技术公开一种中小型汽车胀压成形桥壳连续缩径模具。所述连续缩径模具安装在三向液压机上，三向液压机上滑块带动上模I、上模II运动，与下模I、下模II共同夹持管坯的中部，三向液压机左、右滑块带动左、右缩径凹模I和左、右缩径凹模II运动，左、右滑块内的左、右中心活塞带动左、右芯轴I和左、右芯轴II运动，装在左、右支承板的中心键导向板与装在下模板、左、右芯轴固定板上的中心键同时保证第一、第二工位缩径时管坯中部与左右两侧同轴。所述缩径模具可在一套模具上同时完成第一次、第二次两道次缩径。本发明专利技术可提高生产效率近50％，而且制造成本显著降低，同时还具有单道次缩径变形量大、芯轴便于更换和缩径后管坯壁厚容易控制等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种管塑性成形
，尤其涉及一种中小型汽车胀压成形桥壳连续缩径模具。
技术介绍
汽车桥壳是汽车底盘上的关键零件，目前主要用铸造和冲焊方法制造，铸件质量大、费材耗能、污染环境，冲焊件性能不稳定，而且材料利用率低、焊接质量要求高。有文献提出用钢管胀压成形方法制造汽车桥壳，即将无缝钢圆管两端缩径后中部进行液压胀形得到轴对称或近于轴对称状的预成形管坯，再进行充液压制成形得到带有后盖及附加前盖的桥壳管件。钢管胀压成形工艺属于先进制造领域，解决了大型复杂截面管类件液压胀形的瓶颈问题，成形过程所需的内压及设备吨位较传统液压胀形低60％以上。汽车桥壳胀压成形过程用水作为介质，绿色环保、无污染，生产的产品整体成形、无焊缝，重量轻、强度刚度高，生产中材料利用率高、制造工序少。汽车桥壳的胀压成形工艺中，初始管坯先进行两端缩径，缩径时采用单道次自由缩径或芯轴缩径。中国专利(CN201210348509.6)公开了一种胀压成形汽车桥壳用缩径模具：由左、右缩径凹模组件、夹持模组件和左、右滑动导轨组件组成，在左、右缩径凹模组件中，设置用于减径的缩径凹模及用于消除管端翘曲的校形凹模；在夹持模组件中，设置用于夹持管坯的上模及下模，上模、下模的型腔根据管坯的外径d0及其公差T0设计为五种规格；左、右滑动导轨组件由安装在缩径凹模下方的V型导轨副及安装在缩径凹模上方的平面导轨副组成。使用该自由缩径模具，虽可保证缩径管坯与中部夹持部分同轴、端部不翘曲，但存在以下不足：①单次缩径变形量较小，缩径系数m(管坯缩径后外径与缩径前外径的比值)小于0.88时，管坯内部存在数值较大的残余应力可能导致管坯端部轴向开裂；②汽车桥壳胀压成形时，由于管坯两端部分的缩径变形量较小，选用的初始管坯外径较小，管坯中间部分需要两次液压胀形，而且两次液压胀形之间需要退火处理，致使制造工序多，制造成本较高。中国专利(CN201310191757.9)公开了一种管坯双侧反向芯轴推压缩径模具及工艺，包括上模板、上固定模、下固定模、下模固定板和下模板及左(右)缩径凹模组件、左(右)导向组件、左(右)芯轴组件；所述左(右)芯轴组件主要由芯轴、活塞、端盖、管接头及密封圈等组成，芯轴一端带有法兰并通过法兰在左(右)凹模支承筒内滑动，活塞的一端连接在左(右)侧模板上，另一端在芯轴内滑动。采用该缩径模具，缩径变形量较大，缩径系数m可达到0.83，而且缩径后管坯内外径尺寸精度高、壁厚增量少，但用于中小型汽车桥壳的实际生产存在以下不足：①由于芯轴内孔与活塞杆部之间的空腔面积较小，产生的液体作用力小，缩径时向外拉动芯轴的力较小，影响缩径质量；②更换芯轴困难，缩径管坯壁厚不易调节；③芯轴通过外端法兰在缩径凹模支承筒内滑动，接触面积大、摩擦力大。
技术实现思路
为了克服中小型汽车桥壳胀压成形工艺中采用自由缩径时缩径变形量较少、成形工序多以及采用反向芯轴推压缩径时芯轴外拉力较小、芯轴更换不便的等问题，本专利技术提供一种中小型汽车胀压成形桥壳连续缩径模具，所述缩径模具可在一套模具上同时完成第一次、第二次两道次缩径。本专利技术可提高生产效率近50％，而且显著降低制造成本，同时还具有单道次缩径变形量大、芯轴便于更换和缩径后管坯壁厚容易控制等优点。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种中小型汽车胀压成形桥壳连续缩径模具，包括上模板、上模垫板、下模板、上模I、上模Ⅱ、下模I、下模Ⅱ、左、右侧模板、左、右支承板、左、右凹模固定板、左、右缩径凹模I、左、右缩径凹模Ⅱ、左、右芯轴固定板、左、右芯轴I、左、右芯轴Ⅱ、左、右顶杆、左、右顶块、导柱、导套以及左、右缩径凹模导向组件、左、右芯轴导向组件，所述连续缩径模具在三向液压机上使用。所述缩径模具的上模板安装在三向液压机上滑块，其下面中部安装上模垫板，下模板安装在三向液压机工作台上，上模板、下模板之间安装导套、导柱；所述左、右侧模板安装在三向液压机的左、右滑块上，左、右侧模板联接左、右支承板，左、右支承板联接左、右凹模固定板，左、右支承板的内部设置左、右芯轴固定板，左、右芯轴固定板与三向液压机左、右滑块内部设置的左、右中心活塞联接，本专利技术的要点是：所述上模垫板的前后方向上分别安装第一缩径工位的上模I、第二缩径工位的上模II；所述下模板的中部设置凸台，凸台前后方向上分别安装第一缩径工位的下模I、第二缩径工位的下模II，上模I与下模I、上模II与下模II成对使用，用于夹持第一缩径工位、第二缩径工位上管坯的中间部分。所述下模板中部凸台的左右两侧前后方向对称设置与底面垂直的前、后竖壁I和前、后竖壁II，其内侧表面上沿高度方向对称设置前、后矩形槽I和前、后矩形槽Ⅱ，用于安装左、右缩径凹模导向组件中的前、后中心键I和前、后中心键Ⅱ。所述左、右支承板为对称结构的空心矩形截面柱体，其前后两侧外平面上沿高度方向对称设置前、后矩形槽Ⅲ，用于安装左、右凹模导向组件的前、后中心键导板I和前、后中心键导板Ⅱ；左、右支承板上下两侧内平面上沿前后方向对称设置上、下矩形槽I，用于安装左、右芯轴导向组件的上、下中心键导板I和上、下中心键导板Ⅱ。所述左、右凹模固定板为对称结构的矩形截面柱体，芯部前后方向上安装第一缩径工位的左、右缩径凹模I和第二缩径工位的左、右缩径凹模Ⅱ；左、右凹模固定板的前后两侧沿高度方向对称设置前、后矩形槽Ⅳ，亦用于安装左凹模导向组件的前、后中心键导板I和前、后中心键导板Ⅱ。所述左、右支承板为对称结构的空心矩形截面柱体，前后两侧外平面上沿高度方向对称设置前、后矩形槽Ⅲ，用于安装左、右凹模导向组件的前、后中心键导板I和前、后中心键导板Ⅱ；左、右支承板上下两侧内平面上沿前后方向对称设置上、下矩形槽I，用于安装左、右芯轴导向组件的上、下中心键导板I和上、下中心键导板Ⅱ。所述左、右凹模固定板为对称结构的矩形截面柱体，心部前后方向安装第一缩径工位的左、右缩径凹模I和第二缩径工位的左、右缩径凹模Ⅱ；左、右凹模固定板的横截面外缘形状与左、右支承板相同，前后两侧外平面沿高度方向对称设置前、后矩形槽Ⅳ，亦用于安装左、右凹模导向组件的前、后中心键导板I和前、后中心键导板Ⅱ。所述左、右芯轴固定板为对称结构的矩形截面柱体，位于左、右支承板的内部，在其心部设置轴向螺纹孔M1，用于联接三向液压机左、右滑块内部设置的左、右中心活塞；螺纹孔M1的前后两侧分别设置轴向螺纹孔M2、M3，分别用于联接第一缩径工位的左、右芯轴I及第二缩径工位的左、右芯轴Ⅱ；左、右芯轴固定板上下两侧外平面上沿前后方向对称设置上、下矩形槽Ⅱ，用于安装左、右芯轴导向组件的上、下中心键I和上、下中心键Ⅱ。所述第一缩径工位左、右凹模I的半锥角α1与第二缩径工位左、右凹模Ⅱ的半锥角α2相同，α1＝α1＝13～28°；左、右凹模I出口处的直径与初始管坯外径的比值(即第一次缩径系数m1)等于左、右凹模Ⅱ出口处的直径与的比值(即第二次缩径系数m2)，而且m1＝m1＝0.83～0.88。所述第一缩径工位左、右凹模I的半锥角α1的顶点K1、K1′与第二缩径工位左、右凹模II的半锥角α2的顶点K2、K2′距离左、右凹模固定板的距离相等。所述第一缩径工位左、右凹模I和第二缩径工位左、右凹模II的轴线与下模I、下模II的轴线等高，而且前后对称于下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种中小型汽车胀压成形桥壳连续缩径模具，在三向液压机上使用；所述缩径模具的上模板(11)安装在三向液压机上滑块，其下面中部安装上模垫板(16)，下模板(23)安装在三向液压机工作台上，上模板(11)、下模板(23)之间安装导套(29)、导柱(28)；所述左、右侧模板(1、1′)安装在三向液压机的左、右滑块上，左、右侧模板(1、1′)联接左、右支承板(3、3′)，左、右支承板(3、3′)联接左、右凹模固定板(14、14′)，左、右支承板(3、3′)的内部设置左、右芯轴固定板(4、4′)，左、右芯轴固定板(4、4′)与三向液压机左、右滑块内部设置的左、右中心活塞联接，其特征在于：所述上模垫板(16)的前后方向上分别安装第一缩径工位的上模I(15a)、第二缩径工位的上模II(19a)；所述下模板(23)的中部设置凸台，凸台前后方向上分别安装第一缩径工位的下模I(15b)、第二缩径工位的下模II(19b)，上模I(15a)与下模I(15b)、上模II(19a)与下模II(19b)成对使用，用于夹持第一缩径工位、第二缩径工位上管坯的中间部分；所述下模板(23)中部凸台的左右两侧前后方向对称设置与底面垂直的前、后竖壁I(23a、23a′)和前、后竖壁II(23b、23b′)，其内侧表面上沿高度方向对称设置前、后矩形槽I(23c、23c′)和前、后矩形槽Ⅱ(23d、23d′)，用于安装左、右缩径凹模导向组件中的前、后中心键I(26a、26a′)和前、后中心键Ⅱ(26b、26b′)；所述左、右支承板(3、3′)为对称结构的空心矩形截面柱体，其前后两侧外平面上沿高度方向对称设置前、后矩形槽Ⅲ(3a、3a′)，用于安装左、右凹模导向组件的前、后中心键导板I(27a、27a′)和前、后中心键导板Ⅱ(27b、27b′)；左、右支承板(3、3′)上下两侧内平面上沿前后方向对称设置上、下矩形槽I(3b、3b′)，用于安装左、右芯轴导向组件的上、下中心键导板I(7a、7a′)和上、下中心键导板Ⅱ(7b、7b′)；所述左、右凹模固定板(14、14′)为对称结构的矩形截面柱体，心部前后方向上安装第一缩径工位的左、右缩径凹模I(13、13′)和第二缩径工位的左、右缩径凹模Ⅱ(20、20′)；左、右凹模固定板(14、14′)的前后两侧沿高度方向对称设置前、后矩形槽Ⅳ(14a、14a′)，亦用于安装左凹模导向组件的前、后中心键导板I(27a、27a′)和前、后中心键导板Ⅱ(27b、27b′)；所述左、右芯轴固定板(4、4′)为对称结构的矩形截面柱体，位于左、右支承板(3、3′)的内部；在左、右芯轴固定板(4、4′)前后方向的中心设置轴向螺纹孔M1，用于联接三向液压机左、右滑块内部设置的左、右中心活塞；螺纹孔M1的前后两侧设置螺纹孔M2、M3，分别联接第一缩径工位的左、右芯轴I(9、9′)和第二缩径工位的左、右芯轴Ⅱ(22、22′)；左、右芯轴固定板(4、4′)上下两侧外平面上沿前后方向对称设置上、下矩形槽Ⅱ(4a、4a′)，用于安装左、右芯轴导向组件的上、下中心键I(5a、5a′)和上、下中心键Ⅱ(5b、5b′)；安装在左、右支承板(3、3′)前后两侧外表面上的前、后中心键导板I(27a、27a′)和前、后中心键导板II(27b、27b′)与安装在下模板23两侧前、后竖壁I(23a、23a′)及前、后竖壁II(23b、23b′)内侧表面上的前、后中心键I(26a、26a′)和前、后中心键II(26b、26b′)组成左、右缩径凹模导向组件，保证第一缩径工位、第二缩径工位管坯左右两侧与中部夹持部分同轴；安装在左、右支承板(3、3′)上下两侧内平面上的上、下中心键导板I(7a、7a′)和上、下中心键导板II(7b、7b′)与安装在左、右芯轴固定板(4、4′)上下两侧外表面上的上、下中心键I(5a、5a′)和上、下中心键II(5b、5b′)组成左、右芯轴导向组件，保证第一缩径工位的左、右凹模I(13、13′)与左、右芯轴I(9、9′)同轴以及第二缩径工位的左、右凹模II(20、20′)与左、右芯轴II(22、22′)同轴。...

【技术特征摘要】
1.一种中小型汽车胀压成形桥壳连续缩径模具，在三向液压机上使用；所述缩径模具的上模板(11)安装在三向液压机上滑块，其下面中部安装上模垫板(16)，下模板(23)安装在三向液压机工作台上，上模板(11)、下模板(23)之间安装导套(29)、导柱(28)；所述左、右侧模板(1、1′)安装在三向液压机的左、右滑块上，左、右侧模板(1、1′)联接左、右支承板(3、3′)，左、右支承板(3、3′)联接左、右凹模固定板(14、14′)，左、右支承板(3、3′)的内部设置左、右芯轴固定板(4、4′)，左、右芯轴固定板(4、4′)与三向液压机左、右滑块内部设置的左、右中心活塞联接，其特征在于：所述上模垫板(16)的前后方向上分别安装第一缩径工位的上模I(15a)、第二缩径工位的上模II(19a)；所述下模板(23)的中部设置凸台，凸台前后方向上分别安装第一缩径工位的下模I(15b)、第二缩径工位的下模II(19b)，上模I(15a)与下模I(15b)、上模II(19a)与下模II(19b)成对使用，用于夹持第一缩径工位、第二缩径工位上管坯的中间部分；所述下模板(23)中部凸台的左右两侧前后方向对称设置与底面垂直的前、后竖壁I(23a、23a′)和前、后竖壁II(23b、23b′)，其内侧表面上沿高度方向对称设置前、后矩形槽I(23c、23c′)和前、后矩形槽Ⅱ(23d、23d′)，用于安装左、右缩径凹模导向组件中的前、后中心键I(26a、26a′)和前、后中心键Ⅱ(26b、26b′)；所述左、右支承板(3、3′)为对称结构的空心矩形截面柱体，其前后两侧外平面上沿高度方向对称设置前、后矩形槽Ⅲ(3a、3a′)，用于安装左、右凹模导向组件的前、后中心键导板I(27a、27a′)和前、后中心键导板Ⅱ(27b、27b′)；左、右支承板(3、3′)上下两侧内平面上沿前后方向对称设置上、下矩形槽I(3b、3b′)，用于安装左、右芯轴导向组件的上、下中心键导板I(7a、7a′)和上、下中心键导板Ⅱ(7b、7b′)；所述左、右凹模固定板(14、14′)为对称结构的矩形截面柱体，心部前后方向上安装第一缩径工位的左、右缩径凹模I(13、13′)和第二缩径工位的左、右缩径凹模Ⅱ(20、20′)；左、右凹模固定板(14、14′)的前后两侧沿高度方向对称设置前、后矩形槽Ⅳ(14a、14a′)，亦用于安装左凹模导向组件的前、后中心键导板I(27a、27a′)和前、后中心键导板Ⅱ(27b、27b′)；所述左、右芯轴固定板(4、4′)为对称结构的矩形截面柱体，位于左、右支承板(3、3′)的内部；在左、右芯轴固定板(4、4′)前后方向的中心设置轴向螺纹孔M1，用于联接三向液压机左、右滑块内部设置的左、...

【专利技术属性】
技术研发人员：王连东，刘超，刘恒，宋希亮，杨亚丛，范文，
申请(专利权)人：燕山大学，河北众桥科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13