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        閉塞內(nèi)擠壓成形模具設(shè)計(jì)

        2015-12-02 01:37:02江蘇森威集團(tuán)有限責(zé)任公司大豐224100蔡永輝
        金屬加工(冷加工) 2015年22期
        關(guān)鍵詞:凹模凸模內(nèi)孔

        ■江蘇森威集團(tuán)有限責(zé)任公司(大豐 224100)蔡永輝

        傳統(tǒng)的閉塞鍛造裝置如圖1所示,通常其成形上凸模8和成形下凸模3的直徑D+ΔD與毛坯直徑D相近(見(jiàn)圖2),圖2中毛坯段長(zhǎng)h大于鍛件段長(zhǎng)h1。改裝置雖可以成形復(fù)雜零件的外形,但由于上凸模8與下凸模3在完成擠壓的同時(shí)還需要退料,所以凸臺(tái)較短,成形零件心部材料較厚,原材料消耗較多,且內(nèi)孔也無(wú)法成形,將增加后續(xù)切削加工的余量。

        圖1 傳統(tǒng)閉塞鍛造裝置

        圖2 閉塞鍛造成形示意圖

        為克服現(xiàn)有閉塞鍛造裝置的不足,本文設(shè)計(jì)了一種閉塞內(nèi)擠壓成形模具,使得鍛件在復(fù)雜外形成形的同時(shí),內(nèi)孔部分也達(dá)到近凈成形,大幅提高了材料利用率,減少了后續(xù)內(nèi)孔的切削加工余量。

        1.閉塞內(nèi)擠壓成形模具結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)

        圖3 閉塞內(nèi)擠壓成形模具結(jié)構(gòu)

        圖3所示為閉塞內(nèi)擠壓成形模具結(jié)構(gòu),將現(xiàn)有閉塞鍛造裝置成形上凸模與成形下凸模改為分體結(jié)構(gòu),將成形上凸模分割為上凸模芯9與上凸模8,成形下凸模分割為下凸模芯3與下凸模2。上凸模芯9與下凸模芯3在閉塞成形時(shí)作為擠壓凸模,上凸模8在閉塞成形時(shí)作為上凹模7的一部分,起到封閉材料的作用,在退料時(shí)上凸模8與下凸模2起到退料作用。

        如圖3所示,上液壓缸10、壓板11、墊塊12、壓力塊13、退料桿14及上凸模芯9固定在壓力機(jī)滑塊下面,下液壓缸1、壓板18、墊塊17、壓力塊16、退料桿15及下凸模芯3固定在壓力機(jī)工作臺(tái)上,上凹模7、上凸模8與上液壓缸10的活塞連為一體,下凹模5、下凸模2與下液壓缸1連為一體,中間板4與下凹模5、下凸模2連為一體,速比機(jī)構(gòu)通過(guò)鉸鏈座與上、下底板鉸接,并與中間板相接觸。

        2.閉塞內(nèi)擠壓成形模具工作原理

        擠壓前,當(dāng)上液壓缸10、上凸模芯9、上凸模8、壓板11、墊塊12、壓力塊13、退料桿14及上凹模7隨壓力機(jī)滑塊處于上死點(diǎn)位置時(shí),通過(guò)液壓泵和蓄勢(shì)器供給的壓力油分別使上凹模7、上凸模8處于下限位置,使下凹模5、下凸模2及中間板4處于上限位置,將坯料置于下凹模5與下凸模2及下凸模芯3所形成的下模模膛中。

        擠壓中,壓力機(jī)滑塊帶動(dòng)上凹模7、上凸模芯9及上凸模8下行,當(dāng)上凹模7同下凹模5接觸時(shí)形成整體凹模模膛,滑塊繼續(xù)下行時(shí),上凹模7、上凸模8、下凹模5及下凸模2處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài),而上凸模芯9、下凸模芯3產(chǎn)生對(duì)向移動(dòng),迫使坯料產(chǎn)生塑性變形充滿(mǎn)凹模膛而形成所需鍛件,其合模壓緊力是通過(guò)上、下液壓缸的背壓油產(chǎn)生,其壓力大小通過(guò)排油管道上溢流閥調(diào)節(jié)。同時(shí)由于此擠壓為上凸模芯9與下凸模芯3擠壓內(nèi)孔使材料產(chǎn)生塑性變形,擠壓變形面積較小,可以增加壓力機(jī)滑塊的調(diào)節(jié)量,使鍛件外形易于控制,防止坯料過(guò)度充滿(mǎn)模膛而損壞模具。

        擠壓后,壓力機(jī)滑塊上行,帶動(dòng)上、下凹?;謴?fù)到上限位置,此時(shí),壓力機(jī)上打料機(jī)構(gòu)推動(dòng)退料桿14下行,退料桿14推動(dòng)上凸模8,由于上凸模芯9被壓板11、墊塊12及壓力塊13固定,所以上凸模8推動(dòng)成形鍛件退出上凸模芯9與上凹模7,使鍛件與模膛分離。圖4所示為閉塞內(nèi)擠壓成形鍛件示意圖,其中D為毛坯直徑,h為毛坯段長(zhǎng),D+ΔD為擠壓成形鍛件直徑,h+Δh為擠壓成形鍛件段長(zhǎng)。

        圖4 閉塞內(nèi)擠壓成形鍛件示意圖

        3.結(jié)語(yǔ)

        本文設(shè)計(jì)的閉塞內(nèi)擠壓成形裝置,在閉塞內(nèi)擠壓成形使閉塞成形鍛件外形的同時(shí)成形了內(nèi)孔,并且閉塞內(nèi)擠壓成形使坯料段長(zhǎng)與鍛件段長(zhǎng)相近,外形未產(chǎn)生相對(duì)移動(dòng),只有坯料心部擠壓產(chǎn)生塑性變形,使鍛件外形減少了因磨擦產(chǎn)生的缺陷,鍛件質(zhì)量得到提高。由于閉塞內(nèi)擠壓成形為擠壓內(nèi)孔分流成形外形,成形凸模面積相對(duì)較小,更易于控制壓力機(jī)滑塊行程,可以防止坯料充填過(guò)滿(mǎn)而造成模具損壞。

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