專利名稱：一種汽車零件冷擠壓模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于合金材料擠壓成形技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種汽車零件冷擠壓模具。
背景技術(shù)：
汽車工業(yè)作業(yè)國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，發(fā)展極其迅速。如何限制能源用量，提高能源利用率，減少廢氣排放量，對保護(hù)生態(tài)環(huán)境和人們的生活環(huán)境尤為重要。目前，人們已能對鉛、錫，鋁、銅、鋅及其合金、低碳鋼、中碳鋼、工具鋼、低合金鋼與不銹鋼等金屬進(jìn)行制造零件，根據(jù)材料性質(zhì)及零件的復(fù)雜程度出現(xiàn)的有高壓、低壓、重力、翻砂、熔模、陶瓷鑄造、車肖IJ、鉆削、銑削、磨加工等，甚至對軸承鋼、高碳高鋁合金工具鋼、高速鋼只能采用、車削、鉆肖IJ、銑削、磨加工、熱鍛法，其加工量大加工時間過長，造成生產(chǎn)成本大，生產(chǎn)效率低下，由于 其材料性質(zhì)具體的零件只能選擇單一的鑄造法，且模具、機(jī)臺設(shè)備投入較大，表面處理及熱處理等各后道工序增加，無形中增加了生產(chǎn)成本。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種汽車零件冷擠壓模具，代替鑄、鍛、拉深及切削加工；溫?zé)釘D壓、等溫擠壓、靜液擠壓及高速擠壓工藝，所用的原材料種類多，表面處理與潤滑方法更理想，毛坯和制件能安全自動地進(jìn)料與出件，可以批量高效生產(chǎn)，減少模具投入成本,減少生產(chǎn)工序。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的一種汽車零件冷擠壓模具，該模具包括上模板I、上凸模2、凹模固定圈8、預(yù)應(yīng)力套10和下凹模16，其特征在于上凸模2與下凹模16之間組成模腔，上凸模2設(shè)置在上模板I內(nèi)，其上模板I由螺桿I、螺母7、夾板3和墊塊6固定連接在上模底板5上，預(yù)應(yīng)力套10內(nèi)設(shè)置有下凹模16,在下凹模16下方設(shè)置有墊模17,在預(yù)應(yīng)力套10上方設(shè)置有凹模固定圈8，凹模固定圈8通過雙頭螺桿9、螺母16連接在預(yù)應(yīng)力套10上，預(yù)應(yīng)力套10通過螺母11、夾板12、墊塊13固定連接在下模底板14上，推桿15設(shè)置在墊模18下部，油缸20設(shè)置在下模底板14下部與推桿15連接。上述所述的上凸模2由材質(zhì)為2Crl2MoV制成，其熱處理后硬度達(dá)到60—64HRC。上述所述的下凹模16采用三層組合凹模方式，由模芯和兩層預(yù)應(yīng)力圈組合而成，預(yù)應(yīng)力圈之間徑向過盈裝配斜角0. 5度，單位承受壓力1400—2500MPa，上述所述的下凹模16兩層預(yù)應(yīng)力圈由材質(zhì)為40Cr制成，其熱處理后硬度達(dá)到45—47HRC。上述所述的預(yù)應(yīng)力套10為圓形上小下大內(nèi)部貫穿。上述所述的推桿15由材料為Cr 12制成，其熱處理后硬度達(dá)到58—62HRC。上述所述上模底板5與下模底板14通過四個導(dǎo)柱19作滑動配合，在上模底板5與下模底板14上設(shè)置有能夠容納螺桿4固定裝置的T型槽。本發(fā)明的有益效果[0013]采用上述結(jié)構(gòu)后，本實(shí)用新型的冷擠壓模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單，所使用的專用機(jī)臺為液壓機(jī)，擠壓零件尺寸準(zhǔn)確表面光潔，節(jié)約原材料，生產(chǎn)率高，可加工形狀復(fù)雜的零件，冷擠壓件強(qiáng)度高、剛性好而重量輕，工序的更換直接更換上凸模2與下凹模17，模具更換及維護(hù)快速方便，從而減少了特種設(shè)備的投入，優(yōu)化了生產(chǎn)工序，降低了生產(chǎn)工裝成本。

圖IA-圖ID為本實(shí)用新型冷擠壓零件的工藝流程示意圖。圖2為本實(shí)用新型冷擠壓模具結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實(shí)用新型下凹模結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本實(shí)用新型上凸模正面結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本實(shí)用新型上凸模仰視圖。圖中，上模板I、上凸模2、夾板3、螺桿4、上模底板5、墊塊6、螺母7、凹模固定圈8、雙頭螺桿9、預(yù)應(yīng)力套10、螺母11、夾板12、墊塊13、下模底板14、推桿15、螺母16、下凹模17、墊模18、導(dǎo)柱19、油缸20。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步描述一種汽車零件冷擠壓模具，該模具包括上模板I、上凸模2、凹模固定圈8、預(yù)應(yīng)力套10和下凹模16，其上凸模2與下凹模16之間組成模腔，上凸模2設(shè)置在上模板I內(nèi)，所述的上凸模2由材質(zhì)為2Crl2MoV制成，其熱處理后硬度達(dá)到60—64HRC。其上模板I由螺桿I、螺母7、夾板3和墊塊6固定連接在上模底板5上，預(yù)應(yīng)力套10內(nèi)設(shè)置有下凹模16，所述的下凹模16采用三層組合凹模方式，由模芯和兩層預(yù)應(yīng)力圈組合而成，預(yù)應(yīng)力圈之間徑向過盈裝配斜角0. 5度，單位承受壓力1400—2500MPa，下凹模16兩層預(yù)應(yīng)力圈由材質(zhì)為40Cr制成，其熱處理后硬度達(dá)到45—47HRC。在下凹模16下方設(shè)置有墊模17,在預(yù)應(yīng)力套10上方設(shè)置有凹模固定圈8,凹模固定圈8通過雙頭螺桿9、螺母16連接在預(yù)應(yīng)力套10上，上述所述的預(yù)應(yīng)力套10為圓形上小下大內(nèi)部貫穿，預(yù)應(yīng)力套10通過螺母11、夾板12、墊塊13固定連接在下模底板14上，推桿15設(shè)置在墊模18下部，所述的推桿15由材料為Crl2制成，其熱處理后硬度達(dá)到58—62HRC，所述上模底板5與下模底板14通過四個導(dǎo)柱19作滑動配合，在上模底板5與下模底板14上設(shè)置有能夠容納螺桿固定裝置的T型槽，油缸20設(shè)置在下模底板14下部與推桿15連接，油缸20上有兩個接頭，一個出油孔、一個進(jìn)油孔，分別與機(jī)臺油壓部份連接。冷擠壓的加工方法是利用金屬材料塑性變形的原理，在室溫的條件下，將冷金屬毛坯放入裝在壓力機(jī)上的模具型腔內(nèi)，在強(qiáng)大的壓力和一定的速度作用下，迫使毛坯產(chǎn)生塑性流動，通過凸模與凹模的間隙或凹模的出口，擠出空心或斷面比毛坯小的實(shí)心零件，可獲得所需一定形狀及尺寸，還具有較高力學(xué)性能擠壓件的工藝技術(shù)。為了提高凹模的強(qiáng)度其凹模采用橫向或縱向剖分結(jié)構(gòu)，防止縱向裂紋產(chǎn)生，利用過盈配合，用一個或兩個預(yù)應(yīng)力圈將凹模緊套起來而制成的多層凹模結(jié)構(gòu)，由于組合凹模中的內(nèi)凹模與預(yù)應(yīng)力圈采用過盈配合，壓入后兩者的接觸面產(chǎn)生接觸預(yù)應(yīng)力。因此，組合凹模擠壓時，內(nèi)凹模所產(chǎn)生的切向拉應(yīng)力就被抵消而減小，而預(yù)應(yīng)力圈上所產(chǎn)生的切向拉應(yīng)力被疊加而增加。這樣，內(nèi)凹模與預(yù)應(yīng)力圈的切向應(yīng)力趨于相同。如果組合凹模預(yù)應(yīng)力圈的尺寸選擇得適當(dāng)，過盈量也足夠大，甚至可以使內(nèi)凹模得內(nèi)壁在擠壓時完全沒有切向拉應(yīng)力，由于單位擠壓力較大，本次設(shè)計(jì)的兩套模具均采用三層預(yù)應(yīng)組合凹模。工作時把經(jīng)過退火、表面處理后的金屬毛坯先放在冷擠壓模腔中，在室溫下，通過壓力機(jī)上固定的凸模向毛坯施加壓力，使金屬毛坯產(chǎn)生塑性變形而制得零件，其冷擠壓技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是1、擠壓零件尺寸準(zhǔn)確表面光潔目前我國研制的冷擠壓件一般尺寸精度可達(dá)8 9級，若采用理想的潤滑可達(dá)(指純鋁和紫銅零件)，僅次于精拋光表面。因此用冷擠壓方法制造的零件，一般不需要再加工，少量的只需精加工(磨削)。2、節(jié)約原材料冷擠壓件材料利用率通常可以達(dá)到80%以上，可以節(jié)約大量鋼材和有色金屬材料。3、生產(chǎn)率高用冷擠壓方法生產(chǎn)機(jī)械零件的效率是非常高的，特別是生產(chǎn)批量大的零件，用冷擠壓方法生產(chǎn)可比切削加工提高幾倍、幾十倍、甚至幾百倍。一臺冷擠壓自動機(jī)的生產(chǎn)率相當(dāng)于100臺普通車床或10臺四軸自動車床的生產(chǎn)率。4、可加工形狀復(fù)雜的零件如異形截面、內(nèi)齒、異形孔及盲孔等，這些零件采用其它加工法難以完成，用冷擠壓加工卻十分方便，所示的零件，能方便的擠出。5、冷擠壓件強(qiáng)度高、剛性好而重量輕由于冷擠壓采用金屬材料冷變形 的冷作強(qiáng)化特性，即擠壓過程中金屬毛坯處于三向壓應(yīng)力狀態(tài)，變形后材料組織致密、且具有連續(xù)的纖維流向，因而制件的強(qiáng)度有較大提高，這樣就可用低強(qiáng)度材料代替高強(qiáng)度材料，冷擠壓法高于切削加工法制造活塞銷。由于工序設(shè)置的不同，從而需要不間斷的更換模具，上凸模2需要更換時，將上模板I上螺桿4與螺母7拆卸掉就可拆下更換上凸模2，下凹模17需要更換時，將螺母16、雙頭螺桿9拆卸掉就可更換下凹模17與墊模18，更換模具時設(shè)置在下模底板14下面的推桿15和油缸20不再拆卸，工序的更換直接更換上凸模2與下凹模17，模具設(shè)計(jì)及更換簡單，更換及維護(hù)快速方便。
權(quán)利要求1.一種汽車零件冷擠壓模具，該模具包括上模板(I)、上凸模(2)、凹模固定圈(8)、預(yù)應(yīng)力套(10)和下凹模(16)，其特征在于上凸模(2)與下凹模(16)之間組成的模腔形狀與所要成形的定套結(jié)構(gòu)吻合，上凸模(2)設(shè)置在上模板(I)內(nèi)，其上模板(I)由螺桿(I)、螺母(7)、夾板(3)和墊塊￠)固定連接在上模底板(5)上，預(yù)應(yīng)力套(10)內(nèi)設(shè)置有下凹模(16)，在下凹模(16)下方設(shè)置有墊模(17)，在預(yù)應(yīng)力套(10)上方設(shè)置有凹模固定圈(8)，凹模固定圈(8)通過雙頭螺桿(9)、螺母(16)連接在預(yù)應(yīng)力套(10)上，預(yù)應(yīng)力套(10)通過螺母(11)、夾板(12)、墊塊(13)固定連接在下模底板(14)上，推桿(15)設(shè)置在墊模(18)下部。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種汽車零件冷擠壓模具，其特征是所述的上凸模(2)由材質(zhì)為2Crl2MoV制成，其熱處理后硬度達(dá)到60—64HRC。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種汽車零件冷擠壓模具，其特征是所述的下凹模(16)采用三層組合凹模方式，由模芯和兩層預(yù)應(yīng)力圈組合而成，預(yù)應(yīng)力圈之間徑向過盈裝配斜角O.5度，單位承受壓力1400—2500MPa。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種汽車零件冷擠壓模具，其特征是所述的下凹模(16)兩層預(yù)應(yīng)力圈由材質(zhì)為40Cr制成，其熱處理后硬度達(dá)到45—47HRC。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種汽車零件冷擠壓模具，其特征是所述的預(yù)應(yīng)力套(10)為圓形上小下大內(nèi)部貫穿。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種汽車零件冷擠壓模具，其特征是所述的推桿(15)由材料為Crl2制成，其熱處理后硬度達(dá)到58—62HRC。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種汽車零件冷擠壓模具，其特征是所述上模底板(5)與下模底板(14)通過四個導(dǎo)柱(19)作滑動配合，在上模底板(5)與下模底板(14)上設(shè)置有能夠容納螺桿(4)固定裝置的T型槽。
專利摘要一種汽車零件冷擠壓模具，屬于合金材料擠壓成形技術(shù)領(lǐng)域，該模具包括上模板(1)、上凸模(2)、凹模固定圈(8)、預(yù)應(yīng)力套(10)和下凹模(16)，上凸模(2)與下凹模(16)之間組成模腔，上凸模(2)設(shè)置在上模板(1)內(nèi)，預(yù)應(yīng)力套(10)內(nèi)設(shè)置有下凹模(16)，在下凹模(16)下方設(shè)置有墊模(17)，在預(yù)應(yīng)力套(10)上方設(shè)置有凹模固定圈(8)，凹模固定圈(8)通過雙頭螺桿(9)、螺母(16)連接在預(yù)應(yīng)力套(10)上，預(yù)應(yīng)力套(10)通過螺母(11)、夾板(12)、墊塊(13)固定連接在下模底板(14)上，推桿(15)設(shè)置在墊模(18)下部，毛坯能安全自動地進(jìn)出料，批量高效生產(chǎn)，模具投入成本少。
文檔編號B21C25/02GK202506687SQ20122008857
公開日2012年10月31日 申請日期2012年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月9日
發(fā)明者張志軍 申請人:張志軍