專(zhuān)利名稱(chēng)：重車(chē)轉(zhuǎn)向節(jié)半封閉擠壓模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種機(jī)械部件的鍛造模具，尤其涉及一種制造重型汽車(chē)轉(zhuǎn)向節(jié)的 模具。
背景技術(shù)：
轉(zhuǎn)向節(jié)是汽車(chē)前橋總成上的零件，也是汽車(chē)上十分重要的保安部件，為安全件，它 既支撐車(chē)體重量，又傳遞轉(zhuǎn)向力矩并承受前輪剎車(chē)制動(dòng)力矩，因此對(duì)其機(jī)械性能和形狀結(jié) 構(gòu)要求非常嚴(yán)格，產(chǎn)品外形復(fù)雜，制造難度大。在傳統(tǒng)的鍛造生產(chǎn)工藝中，為了解決鍛件截 面沿軸向變化劇烈，材料分布差異性大的困難，通常采用拔桿、劈料后立式(坯料軸線(xiàn)與分 模面垂直)機(jī)鍛或臥式(坯料軸向與分模面平行)錘鍛的工藝路線(xiàn)進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)。但以上工 藝存在鍛件精度及材料利用率低、產(chǎn)品流線(xiàn)紊亂，工人勞動(dòng)強(qiáng)度高、生產(chǎn)效率低下的問(wèn)題。 近年來(lái)，重型汽車(chē)轉(zhuǎn)向節(jié)的擠壓模鍛復(fù)合制造工藝獲得了廣泛的推廣和應(yīng)用，因此，該工藝 有效解決了傳統(tǒng)工藝存在的諸多問(wèn)題。但該工藝中，尤其是在擠壓成型階段，由于采用的擠 壓模具在上下模合模之后形成完全封閉的模腔，導(dǎo)致封閉模腔內(nèi)產(chǎn)生高溫高壓，嚴(yán)重降低 了擠壓模具的壽命。模具使用壽命短已經(jīng)成為該先進(jìn)工藝規(guī)?；瘧?yīng)用的一大阻礙。行業(yè)內(nèi) 大都通過(guò)購(gòu)置更好的模具鋼并輔以表面強(qiáng)化方法來(lái)盡可能延長(zhǎng)模具壽命，這極大的增加了 產(chǎn)品生產(chǎn)成本和模具制備周期。針對(duì)上述不足，很有必要提出一種新的擠壓模具結(jié)構(gòu)，在保證足夠好的填充能力 的同時(shí)盡可能的延長(zhǎng)模具服役壽命，以充分發(fā)揮普通模具鋼的使用潛力，降低成本。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種重車(chē)轉(zhuǎn)向節(jié)半封閉擠壓模具，能夠在保證產(chǎn)品填充 成形效果的同時(shí)獲得模具壽命的顯著提高。本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種重車(chē)轉(zhuǎn)向節(jié)半封閉擠壓模 具，包括上模和下模，上模和下模共同圍成模腔，所述下模的法蘭盤(pán)階梯面及其以下橋部外 側(cè)設(shè)置有阻力墻，下模上靠近法蘭盤(pán)階梯面一側(cè)設(shè)置有高于法蘭盤(pán)階梯面的橋部，橋部向 外延伸至下模側(cè)壁。進(jìn)一步，所述橋部高度t為4 mm彡t彡6 mm，墻前橋部寬度b為10 mm彡b彡15 mm;阻力墻的斜度a為0拔模斜度；合模時(shí)阻力墻內(nèi)側(cè)面的間隙η為2 mm彡η彡4 mm ；阻力墻高度h為40 mm彡h彡50 mm;進(jìn)一步，所述下模上與法蘭盤(pán)階梯面相對(duì)一側(cè)的分模面上設(shè)置有導(dǎo)向凸塊6，上模 1上對(duì)應(yīng)設(shè)置有導(dǎo)向槽；進(jìn)一步，導(dǎo)向凸塊的高度40 mm^h^eO mm ；導(dǎo)向凸塊與導(dǎo)向槽之間結(jié)合面的斜 度 為1°彡 彡3° ；導(dǎo)向凸塊與導(dǎo)向槽之間結(jié)合面的工作間隙叫為0.3 mm彡ηι<0. 5 mm ；進(jìn)一步，所述下模的桿部型腔向下延伸形成通孔結(jié)構(gòu)；[0010]進(jìn)一步，所述上模沖頭為半橢球形。本實(shí)用新型的有益效果本實(shí)用新型的重車(chē)轉(zhuǎn)向節(jié)半封閉擠壓模具，相比現(xiàn)有擠 壓模具而言，合模后上下模并不構(gòu)成完全的封閉型腔，而是在下模法蘭階梯面及其以下橋 部外側(cè)設(shè)置有阻力墻，下模上靠近法蘭盤(pán)階梯面一側(cè)設(shè)置有高于法蘭盤(pán)階梯面的橋部，橋 部向外延伸至下模側(cè)壁構(gòu)成局部開(kāi)放的半封閉結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)一方面可保證叉形大頭和桿部 等需要較多材料填充的區(qū)域仍然有足夠的側(cè)向阻力，同時(shí)也可保證型腔內(nèi)部的壓力不至于 過(guò)大。當(dāng)型腔內(nèi)的力、熱等綜合負(fù)載超過(guò)一定極限后，可以沿橋部以飛邊外流的形式向外耗 散，從而保證了擠壓模具的負(fù)載情況不至于變得惡劣，有效延長(zhǎng)了模具的使用壽命。同時(shí)在 法蘭階梯面對(duì)側(cè)設(shè)置導(dǎo)向凸塊，可在模具精確導(dǎo)向防止錯(cuò)移的同時(shí)有效平衡階梯分模導(dǎo)致 的巨大錯(cuò)移力，防止模具破壞性失效。另外，上模沖頭設(shè)置為半橢球形可在保證局部強(qiáng)度的 同時(shí)有效降低擠壓載荷。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明


圖1為本實(shí)用新型下模的立體圖；圖2為本實(shí)用新型下模的俯視圖；圖3為合模后圖2中A-A向階梯剖視(旋轉(zhuǎn))圖；圖4為圖2中B-B向剖視圖；圖5為圖3中A部放大圖。
具體實(shí)施方式
圖1為本實(shí)用新型下模的立體圖；圖2為本實(shí)用新型下模的俯視圖；圖3 為圖2中A-A向階梯剖視(旋轉(zhuǎn))圖；圖4為圖2中B-B向剖視圖；圖5為圖3中A部放大 圖。如圖所示，本實(shí)用新型的重車(chē)轉(zhuǎn)向節(jié)半封閉擠壓模具，包括上模1和下模2，上模1和 下模2共同圍成模腔3，所述下模2的法蘭盤(pán)階梯面及其以下橋部外側(cè)設(shè)置有阻力墻4，下 模2上靠近法蘭盤(pán)階梯面一側(cè)設(shè)置有高于法蘭盤(pán)階梯面的橋部5，橋部5向外延伸至下模側(cè) 壁。由于法蘭盤(pán)階梯面以上不設(shè)置阻力墻，而設(shè)置加長(zhǎng)型橋部且延伸至模具側(cè)壁構(gòu)成局部 開(kāi)放的半封閉結(jié)構(gòu)。與傳統(tǒng)閉式擠壓模具中沖頭完全進(jìn)入凹模型腔，構(gòu)成封閉空間有顯著 區(qū)別。這種設(shè)置能夠在模具局部構(gòu)造強(qiáng)阻力區(qū)，促使大叉形頭部及桿部的填充，又可保證型 腔內(nèi)部的壓力不至于過(guò)大。當(dāng)型腔內(nèi)的力、熱等綜合負(fù)載超過(guò)一定極限后，可以以飛邊外流 的形式向擠壓系統(tǒng)外耗散，從而保證了擠壓模具的負(fù)載情況不至于變得惡劣，有效延長(zhǎng)了 模具的使用壽命。本實(shí)施例中，所述橋部5高度t為4 mm彡t彡6 mm，墻前橋部寬度b為10 mm彡b彡15 mm ；阻力墻4的斜度a為0 < a彡拔模斜度；合模時(shí)阻力墻4內(nèi)側(cè)面的間 隙η為2 mm彡η彡4匪；阻力墻4高度h為40 mm彡h彡50 mm。以制造MAN系列重 車(chē)轉(zhuǎn)向節(jié)為例，具體取值為橋部5高度t取5 mm，墻前橋部寬度b取10 mm，阻力墻4斜 度a取5°，合模時(shí)阻力墻4內(nèi)側(cè)面的間隙η取2. 5 _，阻力墻高度h取45 _時(shí)可獲得較 好的填充性能與模具壽命的平衡。本實(shí)施例中，所述下模上與法蘭盤(pán)階梯面相對(duì)一側(cè)的分模面上設(shè)置有導(dǎo)向凸塊6，上模1上對(duì)應(yīng)設(shè)置有導(dǎo)向槽。該導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)置，其作用在于一方面可平衡擠壓時(shí)由于 產(chǎn)品階梯分模導(dǎo)致的巨大側(cè)移力，防止模具在過(guò)大側(cè)向力作用下發(fā)生斷裂等過(guò)早失效的問(wèn) 題，有效提高模具壽命；另一方面可起到精確導(dǎo)向的作用，克服通用鍛造設(shè)備上無(wú)導(dǎo)向裝置 導(dǎo)致最終轉(zhuǎn)向節(jié)鍛件錯(cuò)模的問(wèn)題。本實(shí)施例中，導(dǎo)向凸塊6的高度40 mm ^ h! ^ 60 mm ；導(dǎo)向凸塊與導(dǎo)向槽之間結(jié) 合面的斜度 為1°彡 彡3° ；導(dǎo)向凸塊與導(dǎo)向槽之間結(jié)合面的工作間隙
mm彡Ii1彡0.5 mm。具體可取值為導(dǎo)向凸塊6的高度為45 mm，寬95 mm，長(zhǎng)度為下模寬度， 導(dǎo)向凸塊與導(dǎo)向槽之間結(jié)合面的斜度％為3°，導(dǎo)向凸塊與導(dǎo)向槽之間結(jié)合面的工作間隙 Ii1為0.3 mm。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)具體尺寸也可結(jié)合產(chǎn)品法蘭盤(pán)階梯面高度對(duì)階梯面強(qiáng)度校核 后在上述范圍內(nèi)適當(dāng)確定。本實(shí)施例中，所述下模2的桿部型腔7向下延伸形成通孔結(jié)構(gòu)。該通孔結(jié)構(gòu)的優(yōu) 勢(shì)在于第一、便于擠壓過(guò)程中壓入型腔的氣體排出，避免了傳統(tǒng)擠壓模具局部封閉形成高 壓力區(qū)，導(dǎo)致材料向桿部型腔深處填充困難的問(wèn)題。第二、便于擠壓加工中形成的氧化皮、 潤(rùn)滑及冷卻液形成的雜質(zhì)顆粒的排出，避免了以上雜質(zhì)壓入鍛件本體形成折傷或落入封閉 桿部型腔底部不利于清理的問(wèn)題。本實(shí)施例中，所述上模沖頭8為半橢球形。上模沖頭10在保證工藝性及強(qiáng)度的前 提下，棱角部位以大圓弧和大斜面過(guò)渡，該形狀的沖頭對(duì)類(lèi)似轉(zhuǎn)向節(jié)正反擠壓成形時(shí)成形 載荷的降低效果顯著。采用本實(shí)用新型所述的重車(chē)轉(zhuǎn)向節(jié)半封閉擠壓模具可在保證轉(zhuǎn)向節(jié) 產(chǎn)品填充效果的同時(shí)獲得擠壓模具壽命的有效提升。據(jù)統(tǒng)計(jì)，擠壓模具平均增壽約45%，有 益效果十分顯著。最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參 照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本 實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的宗旨和范 圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.一種重車(chē)轉(zhuǎn)向節(jié)半封閉擠壓模具，包括上模(1)和下模(2)，上模(1)和下模(2)共 同圍成模腔(3)，其特征在于所述下模(2)的法蘭盤(pán)階梯面及其以下橋部外側(cè)設(shè)置有阻力 墻(4)，下模(2)上靠近法蘭盤(pán)階梯面一側(cè)設(shè)置有高于法蘭盤(pán)階梯面的橋部(5)，橋部(5)向 外延伸至下模側(cè)壁。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重車(chē)轉(zhuǎn)向節(jié)半封閉擠壓模具，其特征在于所述橋部(5)高度 t為4 mm彡t彡6 mm，墻前橋部寬度b為10 mm彡b彡15 mm ；阻力墻(4)的斜度a為0拔模斜度；合模時(shí)阻力墻(4)內(nèi)側(cè)面的間隙η為2 mm ^ η ^ 4 mm;阻力墻(4)高 度h為40 mm彡h彡50 mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的重車(chē)轉(zhuǎn)向節(jié)半封閉擠壓模具，其特征在于所述下模上與法 蘭盤(pán)階梯面相對(duì)一側(cè)的分模面上設(shè)置有導(dǎo)向凸塊(6)，上模(1)上對(duì)應(yīng)設(shè)置有導(dǎo)向槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的重車(chē)轉(zhuǎn)向節(jié)半封閉擠壓模具，其特征在于導(dǎo)向凸塊(6)的高 度40 mm彡Ill彡60 mm ；導(dǎo)向凸塊與導(dǎo)向槽之間結(jié)合面的斜度 為1°彡 彡3° ；導(dǎo)向 凸塊與導(dǎo)向槽之間結(jié)合面的工作間隙Ii1為0. 3 mm彡Ii1彡0. 5 mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的重車(chē)轉(zhuǎn)向節(jié)半封閉擠壓模具，其特征在于所述下模(2)的桿 部型腔(7)向下延伸形成通孔結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的重車(chē)轉(zhuǎn)向節(jié)半封閉擠壓模具，其特征在于所述上模沖頭(8) 為半橢球形。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供了一種重車(chē)轉(zhuǎn)向節(jié)半封閉擠壓模具，適用于重車(chē)轉(zhuǎn)向節(jié)的擠壓-模鍛復(fù)合制造工藝，包括上模和下模，上模和下模共同圍成模腔，所述下模的法蘭盤(pán)階梯面及其以下橋部外側(cè)設(shè)置有阻力墻，下模上靠近法蘭盤(pán)階梯面一側(cè)設(shè)置有高于法蘭盤(pán)階梯面的橋部，橋部向外延伸至下模側(cè)壁。合模后上下模并不構(gòu)成完全的封閉型腔，該結(jié)構(gòu)一方面可保證叉形大頭和桿部等需要較多材料填充的區(qū)域仍然有足夠的側(cè)向阻力，同時(shí)也可保證型腔內(nèi)部的壓力不至于過(guò)大。當(dāng)型腔內(nèi)的力、熱等綜合負(fù)載超過(guò)一定極限后，可以沿橋部以飛邊外流的形式向外耗散，從而保證了擠壓模具的負(fù)載情況不至于變得惡劣，有效延長(zhǎng)了模具的使用壽命。
文檔編號(hào)B21J13/02GK201855910SQ20102056720
公開(kāi)日2011年6月8日 申請(qǐng)日期2010年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月19日
發(fā)明者李路 申請(qǐng)人:西南大學(xué)