采用擠壓方法制造內(nèi)外雙管中間帶隔筋工件的模具和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種采用擠壓方法制造內(nèi)外雙管中間帶隔筋工件的模具和方法。是一種應(yīng)用于輕合金、黑色金屬和有色金屬成形領(lǐng)域，針對無焊縫要求、外管呈喇叭形、隔筋端面成形飽滿、內(nèi)外管高度可控、外形復(fù)雜、隔筋橫截面可變的雙管帶筋件的擠壓成形方法和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)代輕合金塑性成形方法中，帶隔筋33的內(nèi)外管形件(外管31與內(nèi)管32兩端平齊，見圖1和圖2)—般采用臥式擠壓而成，但是臥式擠壓需使用蛇形?；蛘咂矫娣至髂?，擠壓時，錠坯材料在強大的壓力作用下被模子上橋分流成7段金屬流入焊合室，金屬在焊合室中被重新高壓焊合后流出?？仔纬慑懠?，最后切割分段成為產(chǎn)品。因此，這樣制品表面有多條焊縫，無法適應(yīng)強度要求高的場所；模具加工復(fù)雜，制造成本高；擠壓時工作應(yīng)力較高，所需要的設(shè)備的噸位大，模具易損壞。臥式擠壓的局限性就是要求擠壓件橫截面尺寸必須一致，不能變化。如果加工如圖5和圖6的工件，即內(nèi)管32、外管31的壁形狀是變化的、隔筋33的厚度也是變化的、內(nèi)管32與外管31高度不一致，臥式擠壓就沒有辦法制造。
因此，迫切需要一種一次成形、成形中無焊縫的高質(zhì)量、高精度、高效益的先進制造方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的是提供一種采用擠壓方法制造內(nèi)外雙管中間帶隔筋工件的方法和模具，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的制品表面有多條焊縫，無法適應(yīng)強度要求高的場所；模具加工復(fù)雜，制造成本高；擠壓時工作應(yīng)力較高，所需要的設(shè)備的噸位大，模具易損壞，經(jīng)濟效益低，且擠壓件橫截面圖形必須一致，臥式擠壓的局限性就是要求擠壓件橫截面尺寸必須一致，不能變化的問題。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種采用擠壓方法制造內(nèi)外雙管中間帶隔筋工件的模具，其特征在于，包括上下同軸設(shè)置的凸模和凹模，凸模的頂端固定在上模板的下面，凹模固定在下模板的上面，在該下模板的中部的通孔內(nèi)滑動安裝頂桿；
在該凸模的底端中部設(shè)有內(nèi)管成型槽，在該內(nèi)管成型槽外周設(shè)有數(shù)個徑向的隔筋成型槽，在該隔筋成型槽的兩側(cè)設(shè)有外周凸模頭，在該內(nèi)管成型槽內(nèi)為對應(yīng)內(nèi)管底部的中心凸模頭；
所述的凹模的底端設(shè)有凹模底板，在該凹模底板的上面設(shè)有與所述的工件底端形狀對應(yīng)的凹凸結(jié)構(gòu)；在該凹模底板的中心設(shè)有脫模通孔，并穿過所述的頂桿；
所述的凸模與凹模組合后，在兩者之間形成與所述的工件對應(yīng)的工件成型空腔。
[0005]所述的凸模的外周設(shè)有至少四條軸向的U形導(dǎo)槽；在所述的凹模的頂端裝有圓環(huán)形的導(dǎo)板，該導(dǎo)板的內(nèi)周面與凸模導(dǎo)向面滑動配合；在該導(dǎo)板的下面沿圓周均布有與U形導(dǎo)槽對應(yīng)的徑向的刮板導(dǎo)向槽，在每一刮板導(dǎo)向槽內(nèi)安裝有個可滑動刮板，刮板的內(nèi)端形狀與U形導(dǎo)槽對應(yīng)，并用刮板緊固螺釘穿過導(dǎo)板的螺孔緊固。
[0006]在所述的凸模的頂端設(shè)有外凸緣；所述的凸模的頂端通過固定板和墊板與上模板連接，墊板的上面與上模板的下面連接，在該墊板的下面中部設(shè)有與凸模頂端外凸緣配合的圓形凹槽，凸模頂端外凸緣嵌入該圓形凹槽內(nèi)并用圓環(huán)形的固定板套在外凸緣下面，用螺釘緊固。
[0007]所述的凸模的中心凸模頭的底面高于外周凸模頭的底面一個高度差h。
[0008]所述的隔筋成型槽的頂端從外管至內(nèi)管的軌跡形狀為水滴形。
[0009]所述的凹模的外周裝有圓筒狀的應(yīng)力圈，在所述的下模板的上面裝有下墊板，應(yīng)力圈與凹模之間的接觸面是1.5°倒錐面，應(yīng)力圈靠該倒錐面緊緊向下壓住凹模的外周面，下模板、下墊板與應(yīng)力圈由螺釘連接，下模板在使用時固定在液壓機的工作臺上靜止不動。
[0010]一種使用所述的模具采用擠壓方法制造內(nèi)外雙管中間帶隔筋工件的方法，其特征在于，包括以下步驟:
(1)鋸切下料:將圓柱形原料鋸切分段；
(2)—次加熱:將分段后的原料加熱；
(3)鐓粗預(yù)成型:將加熱后的原料預(yù)成型為與成型模具的凹模配合的圓錐臺形工件毛坯；
(4)二次加熱:再次加熱到適于擠壓的溫度；
(5)一次立式擠壓成形:將加熱后的工件毛坯置入凹模內(nèi)，并使工件毛坯懸空，然后啟動沖壓機，使凸模下行與凹模合攏將毛坯工件擠壓成型。
[0011 ] 所述的步驟(5)的具體操作方法是:
A、開啟液壓機，將凸模下移到凹模內(nèi)；
B、將刮板向中心移動，使其內(nèi)端移到與凸模的U形導(dǎo)槽底面的位置；然后上移凸模；
C、在模具上涂抹潤滑劑，然后將加熱后的工件毛坯置入凹模內(nèi)；
D、啟動液壓機，使凸模下行與凹模合攏將毛坯工件擠壓成型為擠壓件成品；
E、提起凸模，擠壓件成品的外管的頂端被刮板壓住，防止被涂抹帶出；
F、冷卻后，將刮板向外周移動，使其內(nèi)端移出凹模的內(nèi)周面；
G、用頂桿將擠壓件成品向上頂出凹模，完成脫模。
[0012]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比較，具有以下技術(shù)效果:
1、該技術(shù)生產(chǎn)的零件具有整體性、封閉性，擠壓過程中材料無分流，零件無焊合點、強度高；
2、通過設(shè)計凸模內(nèi)外型腔的高度，內(nèi)外管高度可控；臥式擠壓無法達到
3、該技術(shù)生產(chǎn)的雙管帶隔筋件的隔筋上端面飽滿，無需加工，而普通擠壓隔筋上端面不齊，需要后續(xù)加工，鑄造和焊接達不到所需的強度；
4、通過凸凹模同時擠壓材料，把連皮留在中間，保證了通孔管形件上下部位的工作強度，中間連皮可去；
5、該技術(shù)可以推廣到內(nèi)外管高低，喇叭度的變化，隔筋的橫斷面形狀、數(shù)量的改變成形，
6、水滴形的隔筋解決了上端面水平部分折疊問題，
7、心部凸模頭上抬一定距離h解決了內(nèi)管高出隔筋H部分的成形 8、本零件擠壓毛坯是懸空放置形成毛坯先彎后擠壓的變形形式，解決了毛坯在凹模中的放置對中問題，降低了擠壓力，擠壓件制成后容易脫模。
[0013]9、傳統(tǒng)模具結(jié)構(gòu)有導(dǎo)柱、導(dǎo)套不能加熱；本發(fā)明增加導(dǎo)板和刮板、凸模開U型十字槽的結(jié)構(gòu)解決了凸凹模對中、導(dǎo)向、卸料、加熱問題、正反面圖形對應(yīng)問題。
【附圖說明】
[0014]圖1是用傳統(tǒng)臥式擠壓制造的帶內(nèi)隔筋的內(nèi)外管工件的結(jié)構(gòu)示意圖(圖2的A-A剖視圖);
圖2是圖1的俯視圖；
圖3是一種內(nèi)隔筋端面平直，且比內(nèi)管端面位置低的工件的結(jié)構(gòu)示意圖(圖4的B-B剖視圖)；
圖4是圖3的俯視圖；
圖5是采用本發(fā)明加工的工件結(jié)構(gòu)示意圖(圖6的C-C剖視圖)；
圖6是圖5的俯視圖；
圖7是本發(fā)明終擠壓成型模具的終擠壓成形模具裝配圖(軸向剖視圖)；
圖8是圖7所示的模具的凸模與凹模分開時的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖9是圖7中凸模與凹模部分的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖10是圖9的D-D剖視圖；
圖11是本發(fā)明的凸模的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖12是本發(fā)明的導(dǎo)板的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖13是本發(fā)明擠壓方法中在圖8所示的凹模內(nèi)放入毛坯材料的示意圖；
圖14是本發(fā)明模具擠壓后狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖15是本發(fā)明凸模完全脫離擠壓件的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖16是本發(fā)明擠壓件脫模后的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]附圖標記說明:1、上模板，2、凸模，3、固定板，4、墊板，5、導(dǎo)板，51、刮板導(dǎo)向槽，52、凸模導(dǎo)向面，53、刮板緊固螺孔，6、刮板，7、凹模，8、應(yīng)力圈，9、凹模底板，10、下墊板，11、下模板，12、頂桿，13、螺釘，14、螺釘，15、平鍵，16、U形導(dǎo)槽，17、擠壓件毛坯，18、擠壓件成品，19、刮板與擠壓件接觸面，20、工件成型空腔，21、隔筋兩側(cè)的外周凸模頭；22、對應(yīng)內(nèi)管底部的中心凸模頭；23、凸模的內(nèi)管成型槽；24凸模的隔筋成型槽，25、刮板緊固螺釘，31、外管，32、內(nèi)管，33、隔筋。
[0016]
【具體實施方式】
[0017]參見圖1?圖16，本發(fā)明一種采用擠壓方法制造內(nèi)外雙管中間帶隔筋工件的模具，其特征在于，包括上下同軸設(shè)置的凸模2和凹模7，凸模2的頂端固定在上模板I的下面，凹模7固定在下模板11的上面，在該下模板11的中部的通孔內(nèi)滑動安裝頂桿12。
[0018]在該凸模的底端中部設(shè)有內(nèi)管成型槽23，在該內(nèi)管成型槽23外周設(shè)有數(shù)個徑向的隔筋成型槽24，在該隔筋成型槽24的兩側(cè)設(shè)有外周凸模頭21，在該內(nèi)管成型槽23內(nèi)為對應(yīng)內(nèi)管底部的中心凸模頭22。
[0019]所述的凹模7的底端設(shè)有凹模底板9，在該凹模底板9的上面設(shè)有與所述的工件底端形狀對應(yīng)的凹凸結(jié)構(gòu)；在該凹模底板9的中心設(shè)有脫模通孔，并穿過所述的頂桿12。所述的凹模7的外周裝有圓筒狀的應(yīng)力圈8，在所述的下模板11的上面裝有下墊板10，應(yīng)力圈8與凹模7之間的接觸面是1.5°倒錐面，應(yīng)力圈8靠該倒錐面緊緊向下壓住凹模7的外周面，下模板11、下墊板10與應(yīng)力圈8由螺釘連接，下模板11在使用時固定在液壓機的工作臺上靜止不動。
[0020]在凹模7和凹模底板9的底端與下墊板10之間，以及下墊板10與下模板11之間用平鍵15控制水平方向自由度，鍵比銷子抗剪力大的多，容易裝配，互換性強。
[0021]所述的凸模2與凹模7組合后，在兩者之間形成與所述的工件對應(yīng)的工件成型空腔20。
[0022]所述的凸模2鼠標的外周設(shè)有至少兩條軸向的U形導(dǎo)槽16 ;在所述的凹模7的頂端裝有圓環(huán)形的導(dǎo)板5，該導(dǎo)板的內(nèi)周面為與所述的凸模上部的外周面滑動配合的凸模導(dǎo)向面52 ;在該導(dǎo)板的下面設(shè)有沿圓周均布的與所述的U形導(dǎo)槽16對應(yīng)的徑向的刮板導(dǎo)向槽51，在每一刮板導(dǎo)向槽51內(nèi)滑動安裝一刮板6，刮板6的內(nèi)端與U形導(dǎo)槽16對應(yīng)，并用刮板緊固螺釘穿過導(dǎo)板5的導(dǎo)板緊固螺孔53緊固。
[0023]在所述的凸模2的頂端設(shè)有外凸緣；所述的凸模2的頂端通過固定板3和墊板4與上模板I連接，墊板4的上面與上模板I的下面連接，在該墊板4的下面中部設(shè)有與凸模2頂端外凸緣配合的圓形凹槽，凸模2頂端外凸緣嵌入該圓形凹槽內(nèi)并用圓環(huán)形的固定板3套在外凸緣下面，用螺釘緊固。
[0024]所述的凸模2的中心凸模頭22的底面高于外周凸模