一種金屬熱成型組合模具的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種金屬熱成型組合模具，其包括底板、托板、外筒、內(nèi)筒、第一側(cè)板、第二側(cè)板、第三側(cè)板、第四側(cè)板、芯棒和上板，托板與底板的上表面相接；芯棒通過(guò)通孔分別與第二側(cè)板、第四側(cè)板相連；第二側(cè)板的兩側(cè)和第四側(cè)板的兩側(cè)均設(shè)有定位銷(xiāo)孔，第一側(cè)板分別與第二側(cè)板、第四側(cè)板卡接；第三側(cè)板分別與第二側(cè)板、第四側(cè)板卡接；第一側(cè)板、第二側(cè)板、第三側(cè)板和第四側(cè)板外側(cè)均設(shè)有錐面，內(nèi)筒的內(nèi)側(cè)設(shè)有與第一側(cè)板、第二側(cè)板、第三側(cè)板和第四側(cè)板的外側(cè)錐面相適應(yīng)的錐面；內(nèi)筒的外側(cè)設(shè)有錐面，外筒的內(nèi)側(cè)設(shè)有與內(nèi)筒外側(cè)錐面相適應(yīng)的錐面；托板、第一側(cè)板、第二側(cè)板、第三側(cè)板、第四側(cè)板、芯棒和上板構(gòu)成了型腔。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種金屬熱成型組合模具
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于機(jī)械領(lǐng)域，涉及一種模具，具體涉及一種金屬熱成型組合模具。
【背景技術(shù)】
[0002]金屬材料成型技術(shù)可分為液態(tài)成型、固態(tài)成型和半固態(tài)成型三種基本模式，其中固態(tài)成型可以獲得更好的組織(均勻、細(xì)小)和更佳的性能(高強(qiáng)度和高硬度，大塑性和大韌性)。
[0003]固態(tài)塑性成型又稱(chēng)為鍛造，是高性能結(jié)構(gòu)和零部件的最佳成型方法。但是由于固態(tài)成型阻力很大，材料和鍛砧、鍛錘(即最簡(jiǎn)單的模具)摩擦力很大，鍛件的形狀必須很簡(jiǎn)單，否則易于破裂。同時(shí)經(jīng)受成型(鍛造)的金屬材料坯件(鍛件)在經(jīng)受每次擊打過(guò)程中，不直接經(jīng)受捶打的部位，垂直外表面的方向不受力(無(wú)垂直約束，也無(wú)切線方向的約束)，因此極易發(fā)生沿切向的破裂，進(jìn)而導(dǎo)致鍛件開(kāi)裂，成為廢品。因此大多數(shù)金屬材料無(wú)法進(jìn)行鍛造成型，或者只能采用很小的鍛造量，多次加熱-鍛造，生產(chǎn)效率很低。
[0004]以鎂合金、鋁合金為代表的輕金屬材料，普通鍛造條件下比較容易開(kāi)裂，因此工業(yè)上較少采用鍛件，主要采用熱擠壓件；而鎂合金幾乎沒(méi)有工業(yè)鍛件。相對(duì)于鋼鐵和鈦合金，鎂合金和鋁合金屬于低熔點(diǎn)金屬材料，鍛造溫度也較低，適合鍛造的溫度區(qū)間很窄，這也是普通自由鍛造難以進(jìn)行較復(fù)雜件成型的困難之一。在金屬或合金的熱成型溫度范圍內(nèi)，通過(guò)設(shè)計(jì)流暢而光滑的模腔，采用特定應(yīng)變速率的加載方式，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜零部件的一次性精密成型。確保這種流暢的模腔，就是本發(fā)明所述的組合熱成型模具。
[0005]現(xiàn)有金屬材料精密成型往往采用鑄造法(精密鑄造)或粉末冶金法。鑄造法可以生產(chǎn)尺寸和形位精度較高的機(jī)器零件，但是難以克服鑄造金屬材料的根本性缺點(diǎn):組織粗大、成分偏析、孔隙率高、性能低下等問(wèn)題。粉末冶金法可以生產(chǎn)尺寸和形位精度較高的機(jī)器零件，但是難以克服其根本性缺陷:致密度低，內(nèi)部包含一定的空隙、尺寸和形位精度受到零件復(fù)雜程度的限制、生產(chǎn)效率低、成本高、零件力學(xué)性能較低等。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]發(fā)明目的:本實(shí)用新型針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)上存在的問(wèn)題做出改進(jìn)，本實(shí)用新型解決了要求具有高性能的復(fù)雜形狀結(jié)構(gòu)或機(jī)械零件在一定溫度下的一次性凈尺寸成型的問(wèn)題。本實(shí)用新型公開(kāi)了一種金屬熱成型的組合模具。
[0007]技術(shù)方案:一種金屬熱成型組合模具，包括底板、托板、外筒、內(nèi)筒、第一側(cè)板、第二側(cè)板、第三側(cè)板、第四側(cè)板、芯棒和上板，
[0008]所述托板與所述底板的上表面相接；
[0009]所述第二側(cè)板中部設(shè)有通孔，所述第四側(cè)板中部設(shè)有通孔，所述芯棒通過(guò)所述通孔分別與所述第二側(cè)板、第四側(cè)板相連；
[0010]所述第一側(cè)板兩側(cè)邊和所述第三側(cè)板兩側(cè)板均設(shè)有定位銷(xiāo)釘，所述第二側(cè)板的兩側(cè)和所述第四側(cè)板的兩側(cè)均設(shè)有定位銷(xiāo)孔，所述第一側(cè)板分別與所述第二側(cè)板、所述第四側(cè)板卡接；所述第三側(cè)板分別與所述第二側(cè)板、所述第四側(cè)板卡接；
[0011]所述第一側(cè)板、所述第二側(cè)板、所述第三側(cè)板和所述第四側(cè)板外側(cè)均設(shè)有錐面，所述內(nèi)筒的內(nèi)側(cè)設(shè)有與所述第一側(cè)板、所述第二側(cè)板、所述第三側(cè)板和所述第四側(cè)板的外側(cè)錐面相適應(yīng)的錐面；
[0012]所述內(nèi)筒的外側(cè)設(shè)有錐面，所述外筒的內(nèi)側(cè)設(shè)有與所述內(nèi)筒外側(cè)錐面相適應(yīng)的錐面，所述外筒的外側(cè)面為直圓柱面；
[0013]所述托板、所述第一側(cè)板、所述第二側(cè)板、所述第三側(cè)板、所述第四側(cè)板、所述芯棒和所述上板構(gòu)成了型腔。
[0014]作為本實(shí)用新型中一種金屬熱成型組合模具的一種優(yōu)選方案:所述第一側(cè)板、所述第二側(cè)板、所述第三側(cè)板和所述第四側(cè)板的外側(cè)面的錐面的錐度均為2.5°?30°。
[0015]作為本實(shí)用新型中一種金屬熱成型組合模具的一種優(yōu)選方案:所述內(nèi)筒的外側(cè)面的錐面的錐度為2.5°?15°，所述內(nèi)筒內(nèi)壁的錐度為2.5°?30° ;所述外筒的內(nèi)側(cè)面的錐面與所述內(nèi)筒外錐面相配合，所述外筒的內(nèi)側(cè)面的錐度為2.5°?15°。
[0016]作為本實(shí)用新型中一種金屬熱成型組合模具的一種優(yōu)選方案:所述外筒的外側(cè)面為直圓柱面。外筒的材質(zhì)為中碳調(diào)質(zhì)鋼、耐熱鋼、熱作模具鋼中的一種。
[0017]作為本實(shí)用新型中一種金屬熱成型組合模具的一種優(yōu)選方案:內(nèi)筒的材質(zhì)為熱作模具鋼或耐熱鋼。
[0018]作為本實(shí)用新型中一種金屬熱成型組合模具的一種優(yōu)選方案:所述第一側(cè)板的外側(cè)面、所述第二側(cè)板的外側(cè)面、所述第三側(cè)板的外側(cè)面和所述第四側(cè)板的外側(cè)面設(shè)有多個(gè)減重槽。所述減重槽的形狀是流線型凹槽。凹槽的深度以確保各側(cè)板模腔一側(cè)的工作厚度為5?50mm。所述第一側(cè)板、所述第二側(cè)板、所述第三側(cè)板、所述第四側(cè)板、上板、托板的材質(zhì)為熱作模具鋼或耐熱鋼。
[0019]使用時(shí)，先將托板放置在裝配用的臨時(shí)臺(tái)板上，再將底板對(duì)中置于托板之上。將外筒固定在模具底板上，再依次將內(nèi)筒垂直放入，使外筒的內(nèi)錐面和內(nèi)筒的外錐面緊密配合，再將第二側(cè)板、第四側(cè)板和第一側(cè)板、第三側(cè)板逐個(gè)垂直放入，在進(jìn)入內(nèi)筒前對(duì)接好定位銷(xiāo)，并在第二側(cè)板和第四側(cè)板之間安裝芯棒。第一側(cè)板兩側(cè)的銷(xiāo)釘與第二側(cè)板、第四側(cè)板的銷(xiāo)孔位置相配合，第三側(cè)板兩側(cè)的銷(xiāo)釘與第二側(cè)板、第四側(cè)板的銷(xiāo)孔位置相配合。
[0020]在這個(gè)組合模具的外側(cè)套上保溫套，插入熱電偶測(cè)溫元件并調(diào)整其位置；設(shè)置需要的溫度；在保溫套上面加蓋；保溫套通電加熱一定時(shí)間，使上述模具達(dá)到指定的溫度；打開(kāi)蓋子，在上述四個(gè)側(cè)板圍成的型腔上部放入需要成型的、經(jīng)過(guò)預(yù)熱到設(shè)定溫度的金屬坯料；將上板放置在坯料上并對(duì)中，且使其型面與坯料相接觸；將該裝配體移動(dòng)到壓力機(jī)臺(tái)板上的指定位置；開(kāi)啟壓力機(jī)，通過(guò)壓力機(jī)上臺(tái)板上安裝的壓力桿，以一定的加載速度向上板施加壓力，將坯料壓入內(nèi)模側(cè)板包圍成的模腔里。壓力桿壓下至設(shè)定的位移量，使坯料在模腔內(nèi)完成充型。
[0021]充型完成后升起壓力機(jī)臺(tái)板和壓力桿；移除保溫套；用壓力機(jī)的頂出機(jī)構(gòu)頂起底板中央的托板，使內(nèi)模各個(gè)側(cè)板和已經(jīng)成型的毛坯件上移、松開(kāi)，取出毛坯件，拔出芯棒；將裝配體移出壓力機(jī)臺(tái)板，依次取出內(nèi)模具諸側(cè)板、內(nèi)筒，完成脫模。
[0022]有益效果:本實(shí)用新型的一種金屬熱成型組合模具具有以下有益效果:
[0023]1.第一側(cè)板外壁、第二側(cè)板外壁、第三側(cè)板外壁、第四側(cè)板外壁帶有錐度，外筒內(nèi)壁錐度和內(nèi)筒外壁錐度相配合；內(nèi)筒內(nèi)壁錐度和四個(gè)側(cè)板外壁實(shí)現(xiàn)錐面配合，從而保證自動(dòng)對(duì)中，裝配位置精確，型腔形狀不變，成型的零件尺寸和形狀一次到位；
[0024]2.采用錐面配合，保證了模具的強(qiáng)度與剛度；
[0025]3.該模具采用拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)方法，雙層模筒保證了強(qiáng)度、剛度和長(zhǎng)壽命地多次使用；
[0026]4.模塊間配合采用軸向銷(xiāo)釘定位、徑向由模筒的圓錐面自動(dòng)定位模式，實(shí)現(xiàn)高效率安裝和使用。
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1為本實(shí)用新型的一種金屬熱成型組合模具的整體示意圖；
[0028]圖2為外筒的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖3為內(nèi)筒的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖4為本實(shí)用新型的一種金屬熱成型組合模具的爆炸圖；
[0031]其中:
[0032]1-底板2-內(nèi)筒
[0033]3-上板4-第一側(cè)板
[0034]5-第二側(cè)板6-第三側(cè)板
[0035]7-第四側(cè)板8-芯棒
[0036]9-外筒10-托板
【具體實(shí)施方式】
:
[0037]下面結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】詳細(xì)說(shuō)明。
[0038]具體實(shí)施例1
[0039]如圖1?4所示，一種金屬熱成型組合模具，包括底板1、托板10、外筒9、內(nèi)筒2、第一側(cè)板4、第二側(cè)板5、第三側(cè)板6、第四側(cè)板7、芯棒8和上板3,
[0040]托板10與底板1的上表面相接；
[0041]第二側(cè)板5中部設(shè)有通孔，第四側(cè)板7中部設(shè)有通孔，芯棒8通過(guò)通孔分別與第二側(cè)板5、第四側(cè)板7相連；
[0042]第一側(cè)板4兩側(cè)邊和第三側(cè)板6的兩側(cè)板均設(shè)有定位銷(xiāo)釘,第二側(cè)板5的兩側(cè)和第四側(cè)板7的兩側(cè)均設(shè)有定位銷(xiāo)孔，第一側(cè)板4分別與第二側(cè)板5、第四側(cè)板7卡接；第三側(cè)板6分別與第二側(cè)板5、第四側(cè)板7卡接；
[0043]第一側(cè)板4、第二側(cè)板5、第三側(cè)板6和第四側(cè)板7外側(cè)均設(shè)有錐面，內(nèi)筒2的內(nèi)側(cè)設(shè)有與第一側(cè)板4、第二側(cè)板5、第三側(cè)板6和第四側(cè)板7的外側(cè)錐面相適應(yīng)的錐面；
[0044]內(nèi)筒2的外側(cè)設(shè)有錐面，外筒9的內(nèi)側(cè)設(shè)有與內(nèi)筒2外側(cè)錐面相適應(yīng)的錐面，外筒9的外側(cè)面為直圓柱面；
[0045]托板10、第一側(cè)板4、第二側(cè)板5、第三側(cè)板6、第四側(cè)板7、芯棒8和上板3構(gòu)成了型腔。
[0046]本實(shí)施例中，第一側(cè)板4、第二側(cè)板5、第三側(cè)板6和第四側(cè)板7的外側(cè)面的錐面的錐度均為2.5°。
[0047]本實(shí)施例中，內(nèi)筒2的外側(cè)面的錐面的錐度為2.5°，內(nèi)筒2內(nèi)壁的錐度為2.5° ；外筒9的內(nèi)側(cè)面的錐面與內(nèi)筒2外錐面相配合，外筒9的內(nèi)側(cè)面的錐度為2.5°。
[0048]本實(shí)施例中，外筒9的外側(cè)面為直圓柱面。外筒9的材質(zhì)為中碳調(diào)質(zhì)鋼、耐熱鋼、熱作模具鋼中的一種。
[0049]本實(shí)施例中，內(nèi)筒2的材質(zhì)為熱作模具鋼或耐熱鋼。
[0050]本實(shí)施例中，第一側(cè)板4的外側(cè)面、第二側(cè)板5的外側(cè)面、第三側(cè)板6的外側(cè)面和第四側(cè)板7的外側(cè)面設(shè)有多個(gè)減重槽。減重槽的形狀是流線型凹槽。凹槽的深度以確保各側(cè)板模腔一側(cè)的工作厚度為5?50mm。第一側(cè)板4、第二側(cè)板5、第三側(cè)板6、第四側(cè)板7、上板3、托板10的材質(zhì)為熱作模具鋼或耐熱鋼。
[0051]具體實(shí)施例2
[0052]與具體實(shí)施例1大致相同，區(qū)別在于
[0053]1.第一側(cè)板4、第二側(cè)板5、第三側(cè)板6和第四側(cè)板7的外側(cè)面的錐面的錐度均為
30。。
[0054]2.本實(shí)施例中，內(nèi)筒2的外側(cè)面的錐面的錐度為15°，內(nèi)筒2內(nèi)壁的錐度為30° ;外筒9的內(nèi)側(cè)面的錐面與內(nèi)筒2外錐面相配合，外筒9的內(nèi)側(cè)面的錐度為15°。
[0055]具體實(shí)施例3
[0056]與具體實(shí)施例1大致相同，區(qū)別在于
[0057]1.第一側(cè)板4、第二側(cè)板5、第三側(cè)板6和第四側(cè)板7的外側(cè)面的錐面的錐度均為10。。
[0058]2.本實(shí)施例中，內(nèi)筒2的外側(cè)面的錐面的錐度為10°，內(nèi)筒2內(nèi)壁的錐度為10° ;外筒9的內(nèi)側(cè)面的錐面與內(nèi)筒2外錐面相配合，外筒9的內(nèi)側(cè)面的錐度為10°。
[0059]上面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式做了詳細(xì)說(shuō)明。但是本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式，在所屬【技術(shù)領(lǐng)域】普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本實(shí)用新型宗旨的前提下做出各種變化。
【權(quán)利要求】
1.一種金屬熱成型組合模具，其特征在于，包括底板、托板、外筒、內(nèi)筒、第一側(cè)板、第二側(cè)板、第三側(cè)板、第四側(cè)板、芯棒和上板， 所述托板與所述底板的上表面相接； 所述第二側(cè)板中部設(shè)有通孔，所述第四側(cè)板中部設(shè)有通孔，所述芯棒通過(guò)所述通孔分別與所述第二側(cè)板、第四側(cè)板相連； 所述第一側(cè)板兩側(cè)邊和所述第三側(cè)板兩側(cè)板均設(shè)有定位銷(xiāo)釘，所述第二側(cè)板的兩側(cè)和所述第四側(cè)板的兩側(cè)均設(shè)有定位銷(xiāo)孔，所述第一側(cè)板分別與所述第二側(cè)板、所述第四側(cè)板卡接；所述第三側(cè)板分別與所述第二側(cè)板、所述第四側(cè)板卡接； 所述第一側(cè)板、所述第二側(cè)板、所述第三側(cè)板和所述第四側(cè)板外側(cè)均設(shè)有錐面，所述內(nèi)筒的內(nèi)側(cè)設(shè)有與所述第一側(cè)板、所述第二側(cè)板、所述第三側(cè)板和所述第四側(cè)板的外側(cè)錐面相適應(yīng)的錐面； 所述內(nèi)筒的外側(cè)設(shè)有錐面，所述外筒的內(nèi)側(cè)設(shè)有與所述內(nèi)筒外側(cè)錐面相適應(yīng)的錐面，所述外筒的外側(cè)面為直圓柱面； 所述托板、所述第一側(cè)板、所述第二側(cè)板、所述第三側(cè)板、所述第四側(cè)板、所述芯棒和所述上板構(gòu)成了型腔。
2.如權(quán)利要求1所述的一種金屬熱成型組合模具，其特征在于，所述第一側(cè)板、所述第二側(cè)板、所述第三側(cè)板和所述第四側(cè)板的外側(cè)面的錐面的錐度均為2.5°?30°。
3.如權(quán)利要求1所述的一種金屬熱成型組合模具，其特征在于，所述內(nèi)筒的外側(cè)面的錐面的錐度為2.5°?15°。
4.如權(quán)利要求1所述的一種金屬熱成型組合模具，其特征在于，所述外筒的內(nèi)側(cè)面為圓錐面，所述圓錐面的錐度為2.5°?15°。
5.如權(quán)利要求1所述的一種金屬熱成型組合模具，其特征在于，所述第一側(cè)板的外側(cè)面、所述第二側(cè)板的外側(cè)面、所述第三側(cè)板的外側(cè)面和所述第四側(cè)板的外側(cè)面設(shè)有多個(gè)減重槽。
6.如權(quán)利要求1所述的一種金屬熱成型組合模具，其特征在于，所述內(nèi)筒的內(nèi)側(cè)面的錐面的錐度為2.5°?30°。
【文檔編號(hào)】B21C25/02GK204135098SQ201420597934
【公開(kāi)日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年10月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月15日
【發(fā)明者】張乾, 任凌寶, 蘇鑫鑫, 黨景濤, 羅征志, 權(quán)高峰, 尹冬弟 申請(qǐng)人:成都天智輕量化科技有限公司