旋转挤压成形方法及其模具技术

本发明专利技术公开了一种旋转挤压成形方法及其模具，包括：ａ．冲头的制备步骤，冲头（８）轴向依次加工成定位部分（Ｂ）、挤入部分（Ｃ）、成形部分（Ｄ）、修整部分（Ｅ）及夹紧部分（Ｇ），其中将成形部分（Ｄ）加工成韧带；ｂ．工件的准备，按冲头（８）定位部分（Ｂ）尺寸加工工件（９）的内孔；ｃ．挤压花键步骤，将工件（９）固定在下模（ＩＩ）内凹模（１２）中，将冲头（８）安装在上模（Ｉ）的冲头套（６）中，上模（Ｉ）带动冲头（８）下行，所述冲头（８）的挤入部分（Ｃ）、成形部分（Ｄ）及修整部分（Ｅ）依次挤入工件（９）内孔中，冲头（８）在与之配合的推力球轴承（２）作用下旋转下压前进，直至挤至所需花键有效长度；ｄ．冲头退出步骤，上模（Ｉ）上行，冲头（８）随花键螺旋角旋转退出。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种利用旋转挤压成形加工制造方法，本专利技术同时还涉及这种旋转挤压成形加工方法中所采用模具装置。
技术介绍
在汽车起动机单向器中离合器套筒大都为内螺旋花键，现有的加工方法基本上是 使用拉刀在专门的拉床上拉削完成。目前使用拉刀拉削加工存在如下问题，拉刀制作要求 高，工艺复杂，且拉刀的拉削寿命一般最多为1万多一点，中间还要进行多次修磨，同时拉 床的拉削效率也不高。内螺旋花键虽然可以采用冷挤压方法成形加工，但是目前相关研究 及应用并不是很多。专利号为03134183. 7的中国专利技术专利公开了一种内螺旋花键挤压成 形加工方法及装置，该专利技术专利所披露的技术方案虽然可以用于内螺旋花键挤压加工，但 是由于其结构上的原因，使得生产加工工序复杂，内螺旋花键表面粗糙度大，并且废料较 多。现有技术中冲头挤压进工件后，往往需要将含有挤压冲头的工件放置在其它装置中再 次进行挤压，方可将冲头取出，工序复杂，效率较低；同时该专利中的冲头的锥角较小，大致 为20-25度，这样产生的废料较多，不够经济。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是在上述冷挤压成形加工方法的基础上提供一种加 工工序更加简单，效率更高且废料较少的旋转挤压成形方法；为此，本专利技术还提供该旋转挤 压成形方法中所使用的模具装置。 为解决上述技术问题，本专利技术提供以下技术方案一种旋转挤压成形方法，包括冲头的制备、毛坯工件的准备及挤压花键步骤，其特征在于还包含以下步骤 a.冲头的制备步骤，对冲头毛坯进行车削加工，沿冲头轴向依次加工成定位部分、挤入部分、成形部分、修整部分及夹紧部分，其中将成形部分加工成韧带； b.毛坯工件的准备步骤，按冲头定位部分尺寸加工工件的内孔； c.挤压花键步骤，将工件固定在下模内凹模中，将冲头安装在上模的冲头套中，上模带动冲头下行，将冲头的定位部分插入工件内孔中，继续下行，所述冲头的挤入部分、成形部分及修整部分依次挤入工件内孔中，冲头在与之配合的推力球轴承作用下旋转下压前进，直至挤至所需花键有效长度； d.冲头退出步骤，上模上行，带动冲头上行，冲头随花键螺旋角旋转退出。 作为本专利技术所述的旋转挤压成形方法一种优选方案，其中所述步骤a中，将成形 部分加工成宽度为0. 5毫米-5毫米的韧带；所述步骤c中，上模下行挤压时，冲头在冲头套 内向心球轴承与推力球轴承的作用下挤压工件；所述步骤d中，上模上行，所述冲头在轴承 作用下螺旋退出。 作为本专利技术所述的旋转挤压成形方法一种优选方案，其中所述步骤C中，上模带 动冲头下行，将冲头的各部分依次挤入工件内孔中，凹模及其中的工件在冲头螺旋径向力与推力球轴承的作用下旋转，直至挤至所需花键有效长度；所述步骤d中，上模上行，带动 冲头上行，所述凹模及其中的工件在冲头螺旋的径向力与推力球轴承的作用下旋转，直至 冲头退出。 作为实施本专利技术所述的旋转挤压成形方法一种模具，其中所述模具由上模和下模组成，所述上模设置有冲头套，其中安装有冲头，所述下模设置有凹模，其中可放置工件，所述冲头沿轴向依次由定位部分、挤入部分、成形部分、修正部分及夹紧部分组成，所述成形部分为一韧带，冲头与凹模两部件至少有一部件配合设置有推力球轴承。作为实施本专利技术所述的旋转挤压成形方法模具的一种优选方案，其中所述冲头的成形部分为宽度为0. 5-5毫米的韧带。 作为实施本专利技术所述的旋转挤压成形方法模具的一种优选方案，其中所述冲头 的挤入部分的入模角度为30度-70度。 作为实施本专利技术所述的旋转挤压成形方法模具的一种优选方案，其中所述冲头 的成形部分为3毫米宽的韧带，所述挤入部分的入模角为60度。 作为实施本专利技术所述的旋转挤压成形方法模具的一种优选方案，其中所述冲头 的定位部分前端设置有圆台状引导部分。 作为实施本专利技术所述的旋转挤压成形方法模具的一种优选方案，其中所述冲头 套内设置有向心球轴承与冲头相配合。 作为实施本专利技术所述的旋转挤压成形方法模具的一种优选方案，其中所述冲头 套上部设置有推力球轴承，其内部设置有向心球轴承和推力球轴承与冲头的导向部分相配 合，所述凹模外径与保持架配合安装在下模套内，下端由推力球轴承支承，上端通过一组滚 珠与旋转压板相连，所述下模设置有退料器。 采用本专利技术所述旋转挤压成形方法及其模具，由于在冲头上增加了韧带，该韧带 可以抵消工件受挤压后的一部分弹性变形量，从而减少挤压时的摩擦力，进一步减小挤压 力，使工件与冲头不至于因为摩擦力过大而拉毛损坏；同时韧带的设置还进一步减小挤压 完成后冲头退出时所遇到的摩擦力，这点至关重要，其使得冲头直接退出工件成为可能，明 显简化了工序。退让量，即韧带与修整部分之间A的数值范围在挤压黑色金属时一般取 0. 008-0. Oldl，有色金属时一般取O. 05-0. 15dl，韧带挤压黑色金属时H取2-3mm，挤压有色 金属H取0. 5-1. 5mm。冲头入模角度a为60度左右，选取此等角度则挤入部分较短，有利于 减少废料。冲头的引导部分具有当冲头与工件内孔有细小偏差时自动定位的功能。冲头套 内部与冲头的导向部分相配合的多个向心球轴承的目的是使冲头在工作过程中保持良好 的同轴度，使得冲头的稳定性得到改善，防止在挤压时发生偏移而使冲头折断。设置推力球 轴承，能够使得冲头挤压下行或上行时摩擦力更小，运行更加平滑。 将本专利技术的旋转挤压成形方法与传统的拉削加工进行比较效率方面，拉削一般 为80件/小时，旋转挤压为240件/小时；粗糙度方面，拉削为Ra 6.3，旋转挤压为Ra 1.0; 花键精度方面，拉削12级，旋转挤压为8级；刀具模具寿命方面，拉刀l万件左右，旋转挤压 冲头为5万件左右，且冲头的成本比拉刀的成本还低。附图说明 下面结合附图和实施方式对本专利技术做进一步详细的说明。5 图1为本专利技术所述模具中冲头的结构示意图。 图2为本专利技术所述模具中冲头的成形部分局部放大示意图。 图3为本专利技术一种冲头可旋转模具的结构示意图。 图4为本专利技术另一种凹模可旋转模具的结构示意图。具体实施例方式图1为本专利技术所述模具中冲头的结构示意图，其中冲头主要有以下七个部份组 成引导部份A、定位部份B、挤入部份C、成形部分D、修整部份E、导向部份F、夹紧部份G。 冲头各部分的主要功能引导部份A为使冲头自动进入工件孔中；定位部份B主要为使工 件自动定位；挤入部份C，主要参数为入模角，入模角一般取30-70度；成形部份D，即工作 韧带部份，一般长度取l-5mm，主要为减少磨擦力，防止模具产生拉毛现象；修整部份E，即 坯料进入修整部份后，在修整部份螺旋角控制下，毛坯工件完全按螺旋角的形状作稳定运 动；导向部份F，主要固定整个冲头的方向，与正常反挤冲头的功能相同；G夹紧部份，为挤 压退料时夹持冲头。 旋转挤压成形方法，包括冲头的制备、毛坯工件的准备及挤压花键与退出步骤，其 模具又可分为冲头可旋转模具与凹模可旋转模具两种不同结构，分别用图3及图4表示。图 3及图4中的模具主要由上模I与下模II组成，具体各部件为上模板1、推力球轴承2、上 模套3、上压力块4、定位套5、冲头套6、向心球轴承7、冲头8、工件9、下模内套10、下模外 套11、凹模12、退料器13、下模套14、退料滑块15、压力块16、中圈17、下模接套18、下模板 19、下压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转挤压成形方法，包括冲头的制备、毛坯工件的准备及挤压花键步骤，其特征在于还包含以下步骤：ａ．冲头的制备步骤，对冲头毛坯进行车削加工，沿冲头（８）轴向依次加工成定位部分（Ｂ）、挤入部分（Ｃ）、成形部分（Ｄ）、修整部分（Ｅ）及夹紧部分（Ｇ），其中将成形部分（Ｄ）加工成韧带；ｂ．毛坯工件的准备步骤，按冲头（８）定位部分（Ｂ）尺寸加工工件（９）的内孔；ｃ．挤压花键步骤，将工件（９）固定在下模（Ⅱ）内凹模（１２）中，将冲头（８）安装在上模（Ⅰ）的冲头套（６）中，上模（Ⅰ）带动冲头（８）下行，将冲头（８）的定位部分（Ｂ）插入工件（９）内孔中，继续下行，所述冲头（８）的挤入部分（Ｃ）、成形部分（Ｄ）及修整部分（Ｅ）依次挤入工件（９）内孔中，冲头（８）在与之配合的推力球轴承（２）作用下旋转下压前进，直至挤至所需花键有效长度；ｄ．冲头退出步骤，上模（Ⅰ）上行，带动冲头（８）上行，冲头（８）随花键螺旋角旋转退出。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈爱华，蔡永辉，杨进，
申请(专利权)人：江苏森威集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]