大高径比筒体变薄引伸挤压复合成形模具制造技术

本发明专利技术公开大高径比筒体变薄引伸挤压复合成形模具，包括上模组件、反挤压凸模、下模组件、凹模、第一伸缩缸、中模组件、正挤压凸模、第二伸缩缸和顶杆；反挤压凸模固定于上模组件，正挤压凸模固定于中模组件，且反挤压凸模穿过中模组件和正挤压凸模，第一伸缩缸连接上模组件，第二伸缩缸连接中模组件，凹模设有内型腔，内型腔由上至下依次分为挤压腔、转折腔和引伸腔，下模组件开设出料通道，下模组件上安装顶杆，顶杆贯穿在出料通道内，顶杆上表面在对应引伸腔的下方形成凹槽；转折腔收拢过渡连接在挤压腔和引伸腔之间，正挤压凸模下表面形状与转折腔形状相配合。本案通过一道工序完成三个工艺，解决传统加工尺寸受限、成本高、效率低的问题。

【技术实现步骤摘要】
大高径比筒体变薄引伸挤压复合成形模具
本专利技术属于金属复合材料的加工设备
，具体涉及一种大高径比筒体变薄引伸、挤压复合成形模具。
技术介绍
目前，传统反挤压的孔深较短，一般合金钢的内孔高径比在3左右，传统反挤压高径比太大，冲头容易失稳。传统正挤压虽然可以将坯料的盲孔高径比增大，但芯模的高径比也不能太大，否则芯模会失稳。成形材料均匀性、力学性能还有待优化。传统的正反挤压的方法，均不能满足具有一定高径比的筒体构件成形，也不能保证其质量。尽管采用一次反挤压+变薄引伸的工艺，则对于大高径比的构件，受变薄引伸系数的影响，需多次引伸才能成形。成本增加的同时，会使由于变形道次的增加，成形软化抵消前面的强化效果。生产效率较低。引伸和挤压是合金零件的常用成形方法。在零件的生产中，常以引伸工艺生产壁厚较均匀的合金筒类零件，而挤压工艺则用来成形壁厚有变化要求的零件。传统的生产工艺及设备，一般只能在一个工序内完成一种成形工艺，当需要用多个工艺来加工零件时，增加工序意味着增加另外的设备及模具，零件的生产周期随之增加，在增加生产成本的同时大大降低了生产效率。因此，当需要通过引伸与挤压工艺来生产一个合金零件时，传统的工艺设备不能在单一的设备上同时进行正挤压、反挤压、引伸三个工艺，严重阻碍了这一类产品成本的下降与效率的提升。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供大高径比筒体变薄引伸挤压复合成形模具，克服现有技术的不足，通过一道工序完成三个工艺的大高径比筒体变薄引伸，解决传统挤压复合成形加工尺寸受限、成本高、效率低的问题。为达成上述目的，本专利技术的解决方案为：大高径比筒体变薄引伸挤压复合成形模具，包括上模组件、反挤压凸模、下模组件、凹模、第一伸缩缸、中模组件、正挤压凸模、第二伸缩缸和顶杆；所述中模组件位于所述上模组件和下模组件之间，所述反挤压凸模固定于上模组件的下部，所述正挤压凸模固定于中模组件的下部，且所述中模组件和正挤压凸模同轴开设贯通孔供反挤压凸模穿过，所述凹模固定于下模组件的上部，所述第一伸缩缸和第二伸缩缸均包括固定端和伸缩端，第一伸缩缸和第二伸缩缸的固定端固定在所述下模组件上，第一伸缩缸的伸缩端连接所述上模组件以带动上模组件和反挤压凸模上下移动，第二伸缩缸的伸缩端连接所述中模组件以带动中模组件和正挤压凸模上下移动，所述凹模设有内型腔，内型腔由上至下依次分为挤压腔、转折腔和引伸腔，所述挤压腔供坯料放置，引伸腔的直径小于挤压腔的直径，反挤压凸模和引伸腔位于同一轴线上，反挤压凸模半径和引伸腔半径之差为待成形筒体壁厚，引伸腔底部开设出料口，下模组件对应出料口的位置开设出料通道，下模组件上安装所述顶杆，顶杆贯穿在出料通道内，顶杆上部与所述凹模相抵，顶杆上表面在对应引伸腔的下方形成凹槽；所述转折腔收拢过渡连接在挤压腔和引伸腔之间，正挤压凸模直径与挤压腔直径相同，正挤压凸模下表面形状与转折腔形状相配合。优选的，所述上模组件包括上模座、缓冲板、反挤压凸模固定板和上模螺栓，所述缓冲板和反挤压凸模固定板通过上模螺栓装配在上模座下部，所述缓冲板夹设在反挤压凸模和上模座之间，所述第一伸缩缸的伸缩端连接所述上模座，所述反挤压凸模安装固定于所述反挤压凸模固定板。优选的，所述中模组件包括中模座、正挤压凸模固定板和中模螺栓，所述正挤压凸模固定板通过中模螺栓装配在中模座下部，所述第二伸缩缸的伸缩端连接所述中模座，所述正挤压凸模安装固定于所述正挤压凸模固定板。优选的，所述下模组件包括下模座、顶杆安装座和下模螺栓，所述凹模安装固定于所述下模座上部，所述第一伸缩缸和第二伸缩缸的固定端固定在所述下模座上，所述顶杆安装座通过下模螺栓装配在下模座下部，所述顶杆安装座供所述顶杆安装。优选的，所述顶杆呈“倒T型”，所述顶杆安装座对应所述出料通道的位置开设“倒T型”槽供顶杆配合置入。优选的，所述第一伸缩缸和第二伸缩缸均可以选用液压伸缩缸。采用上述方案后，本专利技术的有益效果在于：本专利技术能够通过反挤压、正挤压、引伸三个过程对复合材料进行复合，最终得到的成形件均匀性、界面结合力、力学性能优异，本专利技术生产操作方便、成本低、效率高、应用领域广，适合大部分零件的生产，特别是能够生产出大高径比的成形件，如筒体等，解决大高径比零件在传统工艺方面无法生产、生产难的弊端。附图说明图1是本专利技术的整体结构示意图(放置坯料)；图2是本专利技术反挤压成形的结构示意图；图3是本专利技术拆除顶杆及下模组件的结构示意图；图4是本专利技术正挤压、引伸复合成形过程的结构示意图；图5是本专利技术正挤压、引伸复合成形完成的结构示意图；图6是本专利技术反挤压凸模的结构示意图；图7是本专利技术正挤压凸模的结构示意图；图8是本专利技术凹模的结构示意图；图9是本专利技术顶杆的结构示意图；图10是本专利技术最终得到的筒体成形件的结构示意图。标号说明：上模组件1、上模座11、缓冲板12、反挤压凸模固定板13、上模螺栓14、反挤压凸模15、下模组件2、下模座21、出料通道211、顶杆安装座22、“倒T型”槽221、下模螺栓23、凹模24、内型腔241、挤压腔2411、转折腔2412、引伸腔2413、出料口2414、第一伸缩缸3、中模组件4、中模座41、正挤压凸模固定板42、中模螺栓43、正挤压凸模44、贯通孔441、第二伸缩缸5、顶杆6、凹槽61、坯料7。具体实施方式以下结合附图1至图10及具体实施例对本专利技术做详细的说明。本专利技术提供一种大高径比筒体变薄引伸挤压复合成形模具，如图1所示，大高径比筒体变薄引伸挤压复合成形模具，包括上模组件1、反挤压凸模15、下模组件2、凹模24、第一伸缩缸3、中模组件4、正挤压凸模44、第二伸缩缸5和顶杆6；所述中模组件4位于所述上模组件1和下模组件2之间，所述反挤压凸模15固定于上模组件1的下部，所述正挤压凸模44固定于中模组件4的下部，结合图7、图8，且所述中模组件4和正挤压凸模44同轴开设贯通孔441供反挤压凸模15穿过，所述凹模24固定于下模组件2的上部，所述第一伸缩缸3和第二伸缩缸5均包括固定端和伸缩端，第一伸缩缸3和第二伸缩缸5的固定端固定在所述下模组件2上，第一伸缩缸3的伸缩端连接所述上模组件1以带动上模组件1和反挤压凸模15上下移动，第二伸缩缸5的伸缩端连接所述中模组件4以带动中模组件4和正挤压凸模44上下移动，所述凹模24设有内型腔241，图8所示的是凹模24的结构示意图，内型腔241由上至下依次分为挤压腔2411、转折腔2412和引伸腔2413，所述挤压腔2411供坯料7放置，引伸腔2413的直径小于挤压腔2411的直径，反挤压凸模15和引伸腔2413位于同一轴线上，反挤压凸模15半径和引伸腔2413半径之差为待成形筒体壁厚，引伸腔2413底部开设出料口2414，下模组件2对应出料口2414的位置开设出料通道211，下模组件2上安装所述顶杆6，顶杆6贯穿在出料通道211内，顶杆6上部与所述凹模24相抵，顶杆6上表面在对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.大高径比筒体变薄引伸挤压复合成形模具，其特征在于：包括上模组件、反挤压凸模、下模组件、凹模、第一伸缩缸、中模组件、正挤压凸模、第二伸缩缸和顶杆；所述中模组件位于所述上模组件和下模组件之间，所述反挤压凸模固定于上模组件的下部，所述正挤压凸模固定于中模组件的下部，且所述中模组件和正挤压凸模同轴开设贯通孔供反挤压凸模穿过，所述凹模固定于下模组件的上部，所述第一伸缩缸和第二伸缩缸均包括固定端和伸缩端，第一伸缩缸和第二伸缩缸的固定端固定在所述下模组件上，第一伸缩缸的伸缩端连接所述上模组件以带动上模组件和反挤压凸模上下移动，第二伸缩缸的伸缩端连接所述中模组件以带动中模组件和正挤压凸模上下移动，/n所述凹模设有内型腔，内型腔由上至下依次分为挤压腔、转折腔和引伸腔，所述挤压腔供坯料放置，引伸腔的直径小于挤压腔的直径，反挤压凸模和引伸腔位于同一轴线上，反挤压凸模半径和引伸腔半径之差为待成形筒体壁厚，引伸腔底部开设出料口，下模组件对应出料口的位置开设出料通道，下模组件上安装所述顶杆，顶杆贯穿在出料通道内，顶杆上部与所述凹模相抵，顶杆上表面在对应引伸腔的下方形成凹槽；所述转折腔收拢过渡连接在挤压腔和引伸腔之间，正挤压凸模直径与挤压腔直径相同，正挤压凸模下表面形状与转折腔形状相配合。/n...

【技术特征摘要】
1.大高径比筒体变薄引伸挤压复合成形模具，其特征在于：包括上模组件、反挤压凸模、下模组件、凹模、第一伸缩缸、中模组件、正挤压凸模、第二伸缩缸和顶杆；所述中模组件位于所述上模组件和下模组件之间，所述反挤压凸模固定于上模组件的下部，所述正挤压凸模固定于中模组件的下部，且所述中模组件和正挤压凸模同轴开设贯通孔供反挤压凸模穿过，所述凹模固定于下模组件的上部，所述第一伸缩缸和第二伸缩缸均包括固定端和伸缩端，第一伸缩缸和第二伸缩缸的固定端固定在所述下模组件上，第一伸缩缸的伸缩端连接所述上模组件以带动上模组件和反挤压凸模上下移动，第二伸缩缸的伸缩端连接所述中模组件以带动中模组件和正挤压凸模上下移动，
所述凹模设有内型腔，内型腔由上至下依次分为挤压腔、转折腔和引伸腔，所述挤压腔供坯料放置，引伸腔的直径小于挤压腔的直径，反挤压凸模和引伸腔位于同一轴线上，反挤压凸模半径和引伸腔半径之差为待成形筒体壁厚，引伸腔底部开设出料口，下模组件对应出料口的位置开设出料通道，下模组件上安装所述顶杆，顶杆贯穿在出料通道内，顶杆上部与所述凹模相抵，顶杆上表面在对应引伸腔的下方形成凹槽；所述转折腔收拢过渡连接在挤压腔和引伸腔之间，正挤压凸模直径与挤压腔直径相同，正挤压凸模下表面形状与转折腔形状相配合。


2.如权利要求1所述大高径比筒体变薄引伸挤压复合成形模具...

【专利技术属性】
技术研发人员：张治民，胡红兵，于建民，张紫薇，孟模，郝红元，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：山西;14