转向节切边挤孔校正复合模具及其设计方法技术

本发明专利技术涉及转向节锻造模具技术领域，特别是涉及一种转向节切边挤孔校正复合模具及其设计方法，包括上模座、切边上模、切边下模、下模芯、下模座、导柱、顶杆及弹簧，该复合模具在工作过程中依次实现转向节锻件切边、压中心孔和校正功能，使用该复合模具，减少了转向节锻件生产工序，缩短了转向节锻件加工周期；通过对转向节锻件进行校正，提高了锻件轮廓质量；在下模芯中精压转向节锻件中心孔，提高了转向节锻件中心孔精度；此外，由于转向节锻件轮廓精度、中心孔精度的提高，转向节锻件机加工余量小，提高了转向节锻件材料利用率。

【技术实现步骤摘要】
转向节切边挤孔校正复合模具及其设计方法
本专利技术涉及转向节锻造模具
，特别是涉及一种转向节切边、挤孔、校正复合模具及其设计方法。
技术介绍
转向节因其外形又称“羊角”，是汽车转向桥中的重要零件之一，能够使汽车稳定行驶并灵敏传递行驶方向。转向节的功用是传递并承受汽车前部载荷，支承并带动前轮绕主销转动而使汽车转向。在汽车行驶状态下，它承受着多变的冲击载荷，因此，要求其具有很高的强度。随着我国汽车产业的高速发展，转向节产品的生产研发也得到了迅速的发展，转向节的种类变得多种多样，因此也需要更先进完善的模具结构来满足生产需求。现有的转向节切边模具存在如下技术问题，转向节锻件结构较为复杂，其分模面为一空间曲面，相应的，飞边也是一空间曲面，在进行切边时，难以精确定位，并且导致在切边时存在较大错移力，切边痕迹大且不均匀；另一方面，为了提高材料利用率，转向节锻件拔模斜度小，导致锻件容易粘切边上模，工艺不顺畅；第三，转向节锻件杆部需要加工中心孔用于后续工序，现有技术中该中心孔无法在终锻成型，需要在切边后单独安排一工序钻中心孔，增加了加工工序和生产成本。近年来出现了一些切边、校正复合模具结构，但是该类模具结构仍不能满足复杂转向节锻件切边、压中心孔、校正一工位先后成型，且在实践过程中该类模具结构不稳定，工艺不顺畅。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，而提供一种转向节切边、挤孔、校正复合模具及其设计方法，其可以在切边的同时挤中心孔、校正，缩短了生产周期，保证了产品质量，适用于该类具有中心孔类转向节锻件的生产，具有现实意义和良好的应用前景。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种转向节切边、挤孔、校正复合模具，包括上模座、切边上模、切边下模，所述切边上模的下侧设置有与转向节锻件的耳部和盘部对应的上模腔，所述切边下模位于所述切边上模正下方处设置有下模芯，所述下模芯的上侧设置有与转向节锻件的杆部和盘部对应的下模腔，所述转向节锻件杆部的倾斜角度与其在锻造步骤中的倾斜角度一致，所述下模腔的底部设置有向下贯穿的顶杆孔，所述顶杆孔内设置有顶杆，所述顶杆的上端设置有用于形成转向节杆部中心孔的凸起部，所述顶杆的下端通过弹簧与下模座连接，所述下模芯的下部通过导柱、弹簧与所述下模座连接，所述切边下模与所述下模座固定连接。初始状态下，所述下模芯的上表面高出所述切边下模上表面5～10mm；当所述下模芯下行至底部抵触所述下模座，所述顶杆的凸起部在转向节杆部挤孔形成中心孔；然后，切边上模继续下行0.2～0.5mm至最低点，对转向节锻件进行校正。优选的，所述顶杆的下端伸出所述顶杆孔，当所述切边上模下行完成切边后，所述下模芯随所述切边上模继续下行，所述顶杆的下端与所述下模座抵触，所述顶杆相对所述下模芯上行进行挤孔。优选的，所述弹簧为氮气弹簧。优选的，所述下模芯与所述下模座之间设置有两个导柱，所述导柱的上端与所述下模芯间隙配合，所述导柱的下端与所述下模座过盈配合。优选的，所述氮气弹簧为四个，其中三个设置于所述下模芯的底部靠近边缘处，另一个设置于顶杆的下方。优选的，所述下模座为“U”字形，所述下模座的上侧设置有凹槽，所述切边下模的底部与所述切边下模通过该凹槽卡嵌连接。优选的，所述顶杆孔内设置有为所述顶杆导向的导向块。所述的转向节切边挤孔校正复合模具的设计方法，包括如下步骤。a、使用Deform-3D或Abaqus平台对转向节锻件进行数值模拟，得到转向节锻件切边、挤孔、校正时，所述切边下模和所述下模芯承受的正压力、错移力，得到转向锻件顶出时所述切边上模、所述下模芯的脱模力以及所需的顶出力。b、根据步骤a得到的所述切边下模、所述下模芯承受的正压力、错移力，确定导柱的材料、尺寸。c、根据步骤a得到的转向锻件顶出时所述切边上模、所述下模芯的脱模力，设计切边上模和下模芯的结构。d、根据步骤a得到的转向锻件顶出时的顶出力，确定校正时所述上模座的下行行程。e、选择标称压力合适的氮气弹簧。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术将原有的转向节锻件切边、钻（压）中心空、校正工序整合到一个工序，在一套复合模具中先后完成这些过程，减少了转向节锻件加工工序、缩短了转向节加工周期。2、本专利技术采用仿形下模芯，切边时转向节由于有下模芯的约束，锻件定位准确，切边痕迹均匀，有利于提高转向节锻件精度。3、本专利技术采用导柱和弹簧，将下模芯所受力分解为水平方向错移力和竖直方向正压力，分别将两种分力传递给导向柱和弹簧，显著提高模具运动精度，提高复合模具运动顺畅性和转向节锻件轮廓精度。4、本专利技术转向节中心孔在热态时成型，成型力低；转向节柄部受下模芯型腔约束，中心孔定位准确，锻件机加工余量小，原材料利用率高。附图说明图1是本专利技术的转向节切边、挤孔、校正复合模具的结构示意图。图2是本专利技术的下模的爆炸示意图。附图标记说明：1——上模座2——切边上模21——上模腔3——切边下模4——下模芯41——下模腔5——顶杆6——下模座7——导柱8——弹簧9——转向节锻件。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细的说明，并不是把本专利技术的实施范围限制于此。如图1、图2所示，本实施例的转向节切边、挤孔、校正复合模具，包括上模和下模，上模包括上模座1、切边上模2，下模包括下模座6、切边下模3、下模芯4，所述切边上模2的下侧设置有与转向节锻件的耳部和盘部对应的上模腔21，所述切边下模3位于所述切边上模2正下方处设置有下模芯4，所述下模芯4的上侧设置有与转向节锻件的杆部和盘部对应的下模腔41，所述转向节锻件杆部的倾斜角度与其在锻造步骤中的倾斜角度一致，即对应主销孔轴线的位置位于水平方向。上模腔21、下模腔41共同形成完整的型腔，工作时，将转向节锻件杆部向下放入下模腔41中，锻件的飞边搭在下模芯4的上侧面，从而利用下模芯4对转向节进行定位。所述下模腔41的底部设置有向下贯穿的顶杆孔，所述顶杆孔内设置有顶杆5，所述顶杆5的上端设置有用于形成转向节杆部中心孔的凸起部，所述顶杆5的下端通过弹簧8与下模座6连接，所述下模芯4的下部通过导柱7、弹簧8与所述下模座6连接。进一步的，所述顶杆5的下端伸出所述顶杆孔，当所述切边上模2下行完成切边后，所述下模芯4随所述切边上模2继续下行，所述顶杆5的下端与所述下模座6抵触，所述顶杆5相对所述下模芯4上行进行挤孔。初始状态下，所述下模芯4的上表面高出所述切边下模3上表面5～10mm。工作时，切边上模2下行至接触转向节锻件，下模芯4和转向节锻件随之下行，从而使得上模腔21和下模腔41闭合实现对转向节锻件的定位和压紧，然后飞边接触切边上模2，切除飞边。然后切边上模2驱动下模芯4、转向节锻件继续下行，当顶杆5的底部抵触所述下模座6时，顶杆5停止下行，而下模芯4和转向节锻件继续下行直至下模芯4的底部抵触所述下模座6，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种转向节切边挤孔校正复合模具，其特征在于：包括上模座（1）、切边上模（2）、切边下模（3），所述切边上模（2）的下侧设置有与转向节锻件的耳部和盘部对应的上模腔（21），所述切边下模（3）位于所述切边上模（2）正下方处设置有下模芯（4），所述下模芯（4）的上侧设置有与转向节锻件的杆部和盘部对应的下模腔（41），所述转向节锻件杆部的倾斜角度与其在锻造步骤中的倾斜角度一致，所述下模腔（41）的底部设置有向下贯穿的顶杆孔，所述顶杆孔内设置有顶杆（5），所述顶杆（5）的上端设置有用于形成转向节杆部中心孔的凸起部，所述顶杆（5）的下端通过弹簧（8）与下模座（6）连接，所述下模芯（4）的下部通过导柱（7）、弹簧（8）与所述下模座（6）连接，所述切边下模（3）与所述下模座（6）固定连接；/n初始状态下，所述下模芯（4）的上表面高出所述切边下模（3）上表面5～10mm；当所述下模芯（4）下行至底部抵触所述下模座（6），所述顶杆（5）的凸起部在转向节杆部挤孔形成中心孔；然后，切边上模（2）继续下行0.2～0.5mm至最低点，对转向节锻件进行校正。/n

【技术特征摘要】
1.一种转向节切边挤孔校正复合模具，其特征在于：包括上模座（1）、切边上模（2）、切边下模（3），所述切边上模（2）的下侧设置有与转向节锻件的耳部和盘部对应的上模腔（21），所述切边下模（3）位于所述切边上模（2）正下方处设置有下模芯（4），所述下模芯（4）的上侧设置有与转向节锻件的杆部和盘部对应的下模腔（41），所述转向节锻件杆部的倾斜角度与其在锻造步骤中的倾斜角度一致，所述下模腔（41）的底部设置有向下贯穿的顶杆孔，所述顶杆孔内设置有顶杆（5），所述顶杆（5）的上端设置有用于形成转向节杆部中心孔的凸起部，所述顶杆（5）的下端通过弹簧（8）与下模座（6）连接，所述下模芯（4）的下部通过导柱（7）、弹簧（8）与所述下模座（6）连接，所述切边下模（3）与所述下模座（6）固定连接；
初始状态下，所述下模芯（4）的上表面高出所述切边下模（3）上表面5～10mm；当所述下模芯（4）下行至底部抵触所述下模座（6），所述顶杆（5）的凸起部在转向节杆部挤孔形成中心孔；然后，切边上模（2）继续下行0.2～0.5mm至最低点，对转向节锻件进行校正。


2.根据权利要求1所述的转向节切边挤孔校正复合模具，其特征在于：所述顶杆（5）的下端伸出所述顶杆孔，当所述切边上模（2）下行完成切边后，所述下模芯（4）随所述切边上模（2）继续下行，所述顶杆（5）的下端与所述下模座（6）抵触，所述顶杆（5）相对所述下模芯（4）上行进行挤孔。


3.根据权利要求1所述的转向节切边挤孔校正复合模具，其特征在于：所述弹簧（8）为氮气弹簧。


4.根据权利要求1所述的转向节切边挤孔校正复合...

【专利技术属性】
技术研发人员：张运军，周杰，武建祥，陈天赋，彭海军，杨杰，汪西，屈志远，许恢兵，牛洪波，
申请(专利权)人：湖北三环锻造有限公司，重庆大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42