径向分办组合热成形模具制造技术

一种径向分办组合热成形模具，涉及热成形模具，适用于汽车、摩托车等实心结构零件的批量加工。本发明专利技术包括分办组合凹模、凸模、凸模压板、取模器、模外套、模座和模柄。分办组合凹模由柱体和与柱体连为一体的且有锥度的台形体组成，其台形体的外侧面与模外套内的锥形孔的锥度相同且相互配合，模外套的下端内有通孔与模外套内的锥形孔连通；模外套的外锥形面与模座内的锥形孔过盈配合。本发明专利技术实现了凹模的自然定位、封模及被加工产品的脱模。模具简单、结构紧凑、适用性强、成形性好、可一次成形、加工方便，显著地提高了被加工产品的材料利用率、精化程度及内在质量。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及热成形模具。特别适用于异形零件的热挤压成形加工。为实现上述专利技术的目的，本专利技术的技术方案是径向分办组合热成形模具包括分办组合凹模内的成形腔，与该成形腔连通且可与凸模活动配合的孔，凸模压板与模柄下端固定连接并固定凸模上端，取模器装在分办组合凹模的上端，模柄、凸模、分办组合凹模的中心线依次在同一直线上，分办组合凹模由柱体和与该柱体连为一体且有锥度的台形体组成，其柱体位于模外套外，其有锥度的台形体的外侧面与模外套内的锥形孔的锥度相同且相互配合，在分办组合凹模成形腔的最后成形处有余料孔，在分办组合凹模下端面相对的模外套内有通孔与模外套内的锥形孔相通，模外套的外锥形面与模座内的锥形孔过盈配合。本专利技术与现有技术相比，具有以下技术效果采用热挤压成形技术，利用热挤压成形力小，材料容易充满异形形腔的特点。利用分办组合凹模外锥形面与模外套内的锥形面实现凹模的自然定位，在成形过程中，凸模的压力使凹模外锥形面与模外套的内锥面相互作用，完全将凹模径向封死并实现成形。产品加工后，分办组成凹模能方便地从模外套中取出，使被加工产品顺利地从凹模中脱模。解决了成形过程中的自然定位、封模及被加工产品的脱模问题。它可取代传统的模锻加工，拓宽了热挤压的加工范围，提高了被加工产品的成形程度，大大地改善被加工产品工艺水平。解决了采用冷挤压加工困难的问题。与模锻加工相比，加工工序少，被加工产品的飞边小，显著地提高了毛坯的精化程度，提高了产品质量及生产效率，从而降低了生产成本，适用于大批量生产。模具结构紧凑、简单、可靠、适用性强、成形性好、可一次成形，加工方便，它可大大地节约模具材料、缩短模具加工时间。图45是按一般方法加工的凸模图；图46是凸模再用线切割加工应力槽及应力孔图；图47是凸模以定位销为基准，加工出成形(顶端面)形状图；图48是凸模经使用后的复修图；图49是图50中的O-O剖视图；图50是模座及模外套冷压合装配前的俯视图；图51是图53的P-P剖视图； 图52是修复夹具右视图；图53是修复夹具的俯视图； 图54是磨夹具的左视图；图55是磨夹具的剖视图； 图56是图57中粘结夹具的Q-Q剖视图；图57是图56中粘结夹具的R-R剖视图。图45～图48是凸模成形端面的加工流程图。在附图说明图15、图16、图19、图20、图22、图24中1-模座，2-模外套，3-分办组合凹模，4-凸模，5-模柄，6-凸模压板，7-螺钉，8-螺钉，9-压簧，10-应力圈确定被加工产品加热温度，当被加工产品的变形率、长径比及变形复杂系数等越高，所需的加热温度越高。对黑色金属而言，其加热温度控制在740C°～1200C°。在能满足成形的条件下，加热温度越低越好。确定成形次数，成形难度高或主要成形工序作为前工序，后序只能安排辅助的其它成形方式，多采用一次成形的方式。确定被加工产品成形形状、放坯余量及余料口位置。成形的形状应能满足所有工艺条件及产品自身的要求。余料孔位置放在被加工产品的最后成形处，形状顺延，但余料的断面积应缩小1/3以上。确定原材料规格及模口尺寸。被加工产品的原材料规格一般为圆棒(丝)料，其长径比在1～5之间，在能满足产品成形相应部位能被凹模形腔包容，以及凸模受力较好的前提下，尽可能大。凹模的模口为导向孔，也是被加工产品材料的进料口，其值应比材料直径大0.40～1mm。确定凹模的分办位置及办数。是根据被加工产品的特点及产品被加工后的脱模要求而定，分办是为了解决被加工产品的脱模。分办组合凹模由2-6个办模组合而成。二分办模见图15——倒挡拨叉成形模，它是根据被加工产品的特点——倒挡拨叉(见图1)，其形状从中线对称，凹模每隔180°分办，凹模被分成二办模。二分办轴向压应力模见图19——换挡拨叉成形模，它是根据被加工产品的特点——换挡拨叉(见图7)，其形状从中线对称，凹模具采用二分办且轴向施加压应力，以减小凹模的轴向应力。三分办模见图22——三叉轴成形模，它是根据被加工产品的特点——三叉轴(见图9)，它有三个轴，凹模每隔120°分办，凹模被分成三办模。四分办模见图24——万向节成形模，它是根据被加工产品的特点——万向节(见图13)，它有四个对称轴，凹模每隔90°分办，凹模被分成四办模。确定凹模的成形形状及尺寸。凹模经组合后的内形(成形形腔)形状为被加工产品的形状，其尺寸应考虑热膨胀量，其值为该材料被加热到工艺设计温度再减去模具的温度之差时的膨胀量，模温一般按250C°考虑。确定组合凹模形腔其它尺寸，成形的形状应被组合凹模外形所包围。分办组合凹模内的成形腔的最底壁距该凹模下端面的距离为5-30mm；分办组合凹模外锥形面距成形形腔的最侧壁为该处被加工产品的径向尺寸的1.2～2倍；分办组合凹模的上端面距成形形腔的距离，是当被加工产品的材料放入组合凹模后(成形的初始位置)，应能满足凸模与凹模的模口——成形的初始导向距离为凸模直径的0.25-1。凸模与凹模模口导向间隙0.02～0.08mm。确定组合凹模的外形形状及尺寸。分办凹模经组合后的外形为圆柱与圆台体连为一体且同为一中心线。其圆台体的侧面双边锥度为24°～30°，并与模外套的内锥面按H8/h7相配合。根据模具取出的不同要求，在外圆柱面(大端)端面沿周边轴向或外圆径向(接近大端)作M6～M10的螺孔，每一办上至少作一个螺孔，以安装取模器，该取模器为手柄螺钉。圆柱直径为圆台体的大端直径，其高度为10-100mm，该高度应能满足被加工产品的封模要求(尽可能小)，但同时又能满足组合凹模经修复后，也能方便地从模外套中取出，圆台体的小端直径为20-150mm，其高度为50-500mm。确定凸模形状及要求。凸模(顶端面)的成形形状，应能满足被加工产品的形状要求，必要时在凸模表面上开应力槽及打应力孔。确定对分办组合凹模轴向施加压应力要求。根据凹模形状及受力的特点，可在分办凹模上端面，轴向施加不同形式及大小的压应力。确定模具的冷却方式。对黑色金属而言，当被加工的产品重量大于100克、加热温度大于1000C°时，需要考虑模具的冷却。凸模的冷却一般都采取压缩空气冷却。而凹模的冷却可采用压缩空气或水两种方式冷却，在模座上的冷却方式是，在模座与模外套的(过盈)配合锥面上，通气或水冷却，加工过程中，分办凹模取出后直接放在钢板上，同样用压缩空气冷却。确定模具的安装及结构要求。模具不采用导柱导套的导向方式。它主要分为两大部份一是凸模部份，凸模与模柄的定位采用鞍位定位，它是通过凸模压板将其固定在模柄上，而模柄直接与压力机相连接；二是凹模部份，凹模的外锥面与模外套的内锥面定位(它由人工自由装卸)。而模外套与模座是以(双边)2°～5°的锥度过盈装配，大小头方向都与凹模外形一致，其取值如下模外套大端外径为模外套大端内径×1.5～1.8；模座小端外径为模外套大端外径×1.7～2；模外套与模座的(双边)过盈量＝模外套(大端)外径×0.008～0.0095。凹模部份的装配过程是先将模外套冷压合入模座；将分办组合凹模放入模外套中；(压力机调整好装模高度，)将凹模(整体)部份放到安装位置后，对凸模与凹模进行合模，在压力机下死点位置固定模座。模外套为圆台体，其下端内与模外套内圆台形孔相通的孔为圆孔，该孔直径为凹模的圆台体的小端直径。模外套本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种径向分办组合热成形模具，包括分办组合凹模内的成形腔，与该成形腔连通且可与凸模活动配合的孔，凸模压板与模柄下端固定连接并固定凸模上端，取模器装在分办组合凹模的上端，模柄、凸模、分办组合凹模的中心线依次在同一直线上；其特征在于分办组合凹模由柱体和与该柱体连为一体且有锥度的台形体组成，其柱体位于模外套外，其有锥度的台形体的外侧面与模外套内的锥形孔的锥度相同且相互配合，在分办组合凹模成形腔的最后成形处有余料孔，在分办组合凹模下端面相对的模外套内有通孔与模外套内的锥形孔相通，模外套的外锥形面与模座内的锥形孔过盈配合。

【技术特征摘要】
1.一种径向分办组合热成形模具，包括分办组合凹模内的成形腔，与该成形腔连通且可与凸模活动配合的孔，凸模压板与模柄下端固定连接并固定凸模上端，取模器装在分办组合凹模的上端，模柄、凸模、分办组合凹模的中心线依次在同一直线上；其特征在于分办组合凹模由柱体和与该柱体连为一体且有锥度的台形体组成，其柱体位于模外套外，其有锥度的台形体的外侧面与模外套内的锥形孔的锥度相同且相互配合，在分办组合凹模成形腔的最后成形处有余料孔，在分办组合凹模下端面相对的模外套内有通孔与模外套内的锥形孔相通，模外套的外锥形面与模座内的锥形孔过盈配合。2.根据权利要求1所述的径向分办组合热成形模具，其特征在于分办组合凹模由2-6办模组合而成，组合后，其柱体为圆柱体，其有锥度的台形体为圆台体，圆柱的直径为圆台体大端直径，圆柱的高度为10-100mm，圆台体的小端直径为20-150mm，圆台体的高度为50-500mm，其双边锥度为24°-30°，分办组合凹模内的成形腔的最底壁到该凹模下端端面的距离为5-30mm，该成形腔的最侧壁到凹模外锥形面距离为该处被加工产品的径向尺寸的1.2-2倍。3.根据权利要求1所述的径向分办组合热成形模具，其特征在于被加工产品成形的初始导向距离为凸模直径的0.25...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦明全，
申请(专利权)人：秦明全，
类型：发明
国别省市：85[中国|重庆]