一种外形带凸台筒形件的挤压成形方法技术

本发明专利技术公开一种外形带凸台筒形件的挤压成形方法，将预应力圈落入滑道底部，将左瓣凹模与右瓣凹模拼合压紧在锥形孔内，使左瓣凹模、右瓣凹模与锥形孔自锁，推杆位于所述成形通道内，与成形通道形成可变成形腔，可变成形腔内至少露出一层凹槽，在可变成形腔内放置坯料；成形过程包括两个阶段，一是，凸模下行，挤压可变成形腔内的坯料，坯料流动充满当前的可变成形腔；二是，凸模继续下压，坯料沿成形通道侧壁向上流动，坯料通过凹槽挂带凹模组件上滑，进而使坯料继续填充后续露出的可变成形腔，以及各层凹槽；将凸模退出可变成形腔，将预应力圈脱离后分离左瓣凹模与右瓣凹模，取出加工完成的坯料。本发明专利技术实现了一次成形外形带凸台筒形件。台筒形件。台筒形件。

【技术实现步骤摘要】
一种外形带凸台筒形件的挤压成形方法


[0001]本专利技术涉及筒形件的挤压成形方法
，特别涉及一种外形带凸台筒形件的挤压成形方法。

技术介绍

[0002]筒体零件在汽车制造、高速列车、航空航天及军工等领域有广泛的应用。目前针对外形带凸台筒形件的凸台成形是塑性成形薄壁筒形件的技术瓶颈。
[0003]目前普通筒形件的成形有机械加工、挤压成形、旋压成形、铸造等多种方式复合模式作业，对于外形带凸台筒形件的成形方法主要有四种，较为常见的有两种，一种是通过厚壁圆管机加工，保留大的加工余量，将多余材料去除，留下所需凸台部分；另外一种是通过挤压成形制备外纵筋筒形件，也就是先成形出整条外筋，然后经数控加工出逐个凸台；同时还有铸造和液态模锻成形方法。
[0004]这四种方法各有利弊，第一种不需要开模，自由度高，且可采用数控操作，自动检测以及监控装置，有利于提高工件的稳定性，但机械加工过程中产生大量废屑，对环境污染严重，生产成本也比较高，此外，直接机加工出的几何外部形状，必然切断了该部位的金属流线，破坏了金属纤维组织，损坏其完整性，使得其强度大大减小，造成零件使用性能降低。第二种方法采用直接塑性成形方法代替传统机械切削加工，不仅改善了筒体零件的力学性能，使得其强度、韧性得到提升，还提高了生产效率、材料利用率及产品的服役性能，模具设计比较简单，工艺操作性高，缩短了生产周期，但依旧会破坏金属纵向流线。第三种方法，铸件的应用范围广，生产成本低，可以生产形状复杂的零件，但由于凸台的存在，导致铸件会存在多处热节，产生缩孔缩松缺陷的倾向较大，造成铸造产品力学性能低；铸件很容易由于温度场不均匀而产生较大应力导致铸件变形，故铸件力学性能及精度很难满足航空航天、兵器等高性能零件的要求。第四种液态模锻由于金属成液态状浇注，在一定的压力下凝固，可以得到组织结构致密的产品，力学性能也比铸件高，但液态模锻需要对金属致密度进行约束，需要对凸模进行较多复杂设计，加大控制成本，同时强度相较挤压成形工艺所制备的成形件较低；所以总的来说，挤压成形制备外纵筋筒形件在各方面均有较好的优势，只是后续还需要机加工处理，破坏了轴向流线，降低了材料利用率。
[0005]目前存在对少量外形带凸台筒形件的挤压成形模具，也有针对凸台结构难以脱模的机构设计，如斜导柱抽芯推管脱模方法，但实际工程中，挤压成形后大都需要后续机加工，同时需要推出成形件与凹模，人工进行分瓣，以将成形件取出，因此目前缺少一次成形外形带凸台筒形件的模具及相应方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术就是鉴于以上问题而完成。本专利技术的目的在于提供一种外形带凸台筒形件的挤压成形方法，克服上述缺陷，实现一次成形外形带凸台筒形件。
[0007]为达成上述目的，本专利技术的解决方案为：一种外形带凸台筒形件的挤压成形方法，
该方法涉及一种外形带凸台筒形件的挤压成形模具，该模具包括：与上模板固定的凸模、与下模板固定的下模具组件，所述下模具组件包括定位圈、凹模组件、推杆，所述定位圈固定在下模板上，且纵向设有滑道，所述凹模组件包括左瓣凹模、右瓣凹模、预应力圈，所述左瓣凹模、右瓣凹模拼合处为分形面，所述预应力圈滑动设置在所述滑道内，所述预应力圈内形成有向下内收的锥形孔，所述左瓣凹模与右瓣凹模外轮廓为配合所述锥形孔的半锥面，所述左瓣凹模与右瓣凹模在所述锥形孔内沿分形面径向活动拼合形成成形通道，所述成形通道滑动设置在所述推杆外周，所述成形通道侧壁沿轴向布置有多层凹槽，该方法具体为：
[0008]第一步：成形前准备，将所述预应力圈落入所述滑道底部，将左瓣凹模与右瓣凹模拼合压紧在所述锥形孔内，使左瓣凹模、右瓣凹模与锥形孔自锁，推杆位于所述成形通道内，与成形通道形成可变成形腔，并使所述可变成形腔内至少露出一层凹槽，在所述可变成形腔内放置坯料，凸模从上方对准所述可变成形腔；
[0009]第二步：成形过程，成形过程包括两个阶段，一是，凸模下行，挤压可变成形腔内的坯料，坯料流动充满当前的可变成形腔；二是，凸模继续下压，坯料沿成形通道侧壁向上流动，坯料通过所述凹槽挂带所述凹模组件上滑，使可变成形腔延长，进而使坯料继续填充后续露出的可变成形腔，以及各层凹槽；
[0010]第三步：成形完成，将凸模退出所述可变成形腔，将所述预应力圈脱离所述左瓣凹模与右瓣凹模，然后分离所述左瓣凹模与右瓣凹模，取出加工完成的坯料。
[0011]进一步，该模具还包括倒三角插销，所述左瓣凹模、右瓣凹模在分形面处拼合有倒三角孔，所述倒三角孔沿分形面对称；在预应力圈脱离所述左瓣凹模与右瓣凹模后，将倒三角插销插入倒三角孔，倒三角插销位置固定，而后推杆上行，带动左瓣凹模、右瓣凹模、坯料上行，进而倒三角插销将左瓣凹模、右瓣凹模分离。
[0012]进一步，所述左瓣凹模、右瓣凹模分离后，推杆继续上行将工件顶出到左瓣凹模、右瓣凹模上方。
[0013]进一步，该模具还包括第二空心管，推杆侧壁横向贯穿有长槽，所述长槽上端高于所述凹模组件上滑至最高高度时左瓣凹模与右瓣凹模下表面，所述长槽内竖直滑动、可拆卸地插接有平面销，所述平面销两端伸出所述长槽；在凸模退出所述成形腔后，推杆带动所述凹模组件、坯料上行，而后在所述长槽内插入所述平面销，而后推杆带动所述凹模组件、坯料、平面销下落，平面销与下模板接触后沿长槽上滑，承托所述左瓣凹模与右瓣凹模，将所述第二空心管抵在上模板与预应力圈之间，上模板下行将预应力圈脱离所述左瓣凹模与右瓣凹模。
[0014]进一步，该模具还包括第一空心管，用上模板抵住第一空心管上方，第一空心管下抵左瓣凹模与右瓣凹模，上模板下行将左瓣凹模与右瓣凹模拼合压紧在所述锥形孔内。
[0015]采用上述方案后，本专利技术的有益效果在于：将所述预应力圈落入所述滑道底部，将左瓣凹模与右瓣凹模拼合压紧在所述锥形孔内，使左瓣凹模、右瓣凹模与锥形孔自锁，推杆位于所述成形通道内，与成形通道形成可变成形腔，并在所述可变成形腔内放置坯料，从而使本专利技术能够拼合成形状不规则的成形腔结构，并且能够拆接取出成形后的坯料；可变成形腔内至少露出一层凹槽，凸模继续下压，坯料沿成形通道侧壁向上流动，坯料通过所述凹槽挂带所述凹模组件上滑，使可变成形腔延长，进而使坯料继续填充后续露出的可变成形腔，可变成形腔在成形过程中随坯料的填充在预成形筒形件长度方向逐渐伸长，逐层凹槽
填充，从而能够使坯料在成形腔内更加充盈，轮廓贴合成形腔内壁，降低了传统挤压下的填充不足，逐层填充保证每一阶凹槽都属于底部填充，能够填充满形腔保证成形精确，解决了外形带凸台筒形件的一次成形问题，并且能够在筒形件外壁成形出多个高度不一的凸台。
附图说明
[0016]图1是本专利技术的第一空心管顶压左瓣凹模与右瓣凹模示意图；
[0017]图2是本专利技术的凸模下行挤压坯料示意图；
[0018]图3是本专利技术的凹模组件上升示意图；
[0019]图4是本专利技术的凸模上行拔出坯料示意图；
[0020]图5是本专利技术的安装平面销示意图；
[0021]图6是本专利技术的第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种外形带凸台筒形件的挤压成形方法，其特征在于：该方法涉及一种外形带凸台筒形件的挤压成形模具，该模具包括：与上模板(1)固定的凸模(2)、与下模板(3)固定的下模具组件(4)，所述下模具组件(4)包括定位圈(5)、凹模组件(6)、推杆(7)，所述定位圈(5)固定在下模板(3)上，且纵向设有滑道(8)，所述凹模组件(6)包括左瓣凹模(13)、右瓣凹模(14)、预应力圈(15)，所述左瓣凹模(13)、右瓣凹模(14)拼合处为分形面(16)，所述预应力圈(15)滑动设置在所述滑道(8)内，所述预应力圈(15)内形成有向下内收的锥形孔(17)，所述左瓣凹模(13)与右瓣凹模(14)外轮廓为配合所述锥形孔(17)的半锥面，所述左瓣凹模(13)与右瓣凹模(14)在所述锥形孔(17)内沿分形面(16)径向活动拼合形成成形通道(9)，所述成形通道(9)滑动设置在所述推杆(7)外周，所述成形通道(9)侧壁沿轴向布置有多层凹槽(10)，该方法具体为：第一步：成形前准备，将所述预应力圈(15)落入所述滑道(8)底部，将左瓣凹模(13)与右瓣凹模(14)拼合压紧在所述锥形孔(17)内，使左瓣凹模(13)、右瓣凹模(14)与锥形孔(17)自锁，推杆(7)与成形通道(9)形成可变成形腔(12)，并使所述可变成形腔(12)内至少露出一层凹槽(10)，在所述可变成形腔(12)内放置坯料(11)，凸模(2)从上方对准所述可变成形腔(12)；第二步：成形过程，成形过程包括两个阶段，一是，凸模(2)下行，挤压可变成形腔(12)内的坯料(11)，坯料(11)流动充满当前的可变成形腔(12)；二是，凸模(2)继续下压，坯料(11)沿成形通道(9)侧壁向上流动，坯料(11)通过所述凹槽(10)挂带所述凹模组件(6)上滑，使可变成形腔(12)延长，进而使坯料(11)继续填充后续露出的可变成形腔(12)，以及各层凹槽(10)；第三步：成形完成，将凸模(2)退出所述可变成形腔(12)，将所述预应力圈(15)脱离所述左瓣凹模(13)与右瓣凹模(14)，然后分离所述左瓣凹模(13)与右瓣凹模(14)，取出加工完成...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宝红，何金文，魏增，宁生鹏，李成龙，方敏，杨勇彪，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：