[發(fā)明專利]三軸高頻復(fù)合顫振冷擠壓模具

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310373769.3
• 申請日: 2013-08-23
• 公開（公告）號: CN103447339A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊慶華;胡新華;王志恒;鮑官軍;孟彬;董明飛
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B21C25/02
• 分類號: B21C25/02
• 代理公司: 杭州天正專利事務(wù)所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;舒良

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種三軸高頻復(fù)合顫振冷擠壓模具。

背景技術(shù)

冷擠壓作為一種精密塑性成形技術(shù)，是代表一個國家汽車工業(yè)水平、工業(yè)化水平乃至現(xiàn)代化水平的一種重要標(biāo)志和反映。然而在冷擠壓生產(chǎn)產(chǎn)品時，毛坯在模具中受三向壓應(yīng)力而使變形抗力顯著增大，同時由于對成形精度有要求，其材料在室溫下流動應(yīng)力很大，加之本身形狀較為復(fù)雜，模具與坯料之間的摩擦力也阻礙著金屬坯料的流動，越到成形的最后階段摩擦力越大，金屬流動越困難，這樣最后階段的變形抗力往往會有一個階躍式的飛升，假使擠壓設(shè)備噸位不足，極易導(dǎo)致擠壓出來的零件形狀產(chǎn)生缺陷。同時也對模具材料提出了苛刻的要求，除需要具有高強度外，還需有足夠的沖擊韌性、耐磨性和回火穩(wěn)定性。對于被業(yè)內(nèi)稱為所謂的“難成形零件”而言，如采用冷擠壓成形，則需要大噸位的壓力機，而后者高昂的價格使得企業(yè)往往難以承受。顯然，如何降低成形過程尤其是最后階段的變形抗力，已經(jīng)成為冷擠壓技術(shù)應(yīng)用于“難成形零件”急需解決的問題。

在傳統(tǒng)的金屬塑性成形過程中，如果利用一定的裝置對被模具或工件主動施加一定方向、頻率和振幅的可控振動，不僅可以降低工件和模具之間的成形力、摩擦力以及材料的流動應(yīng)力，同時還能使得到的工件具有更好的表面質(zhì)量和更高的成形精度，這種方式稱為振動輔助加工或振動加工。目前，振動激勵形式有功率超聲、機械式、電磁式、液壓式等，其中功率超聲應(yīng)用的最為廣泛。

然而，功率超聲雖然激振頻率很高，振幅也較小，有利于保持?jǐn)D壓件的成型精度，但本身輸入功率有限，通常輸出功率為1～2kW，因此產(chǎn)生的激振力較小，只能應(yīng)用于所需擠壓力較小的塑性加工中。機械式激振裝置結(jié)構(gòu)簡單、成本低，輸出激振力大，但上限頻率較低，振幅和頻率調(diào)節(jié)困難；電磁式激振裝置能產(chǎn)生復(fù)雜的振動波形，工作頻率范圍較大，但由于受到固有磁飽和的限制，不易獲得大激振力，加之設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、振幅有限并需要輔助冷卻裝置；常規(guī)的液壓式振動雖然具有輸出力大、動態(tài)響應(yīng)高、振動頻率和幅值易于調(diào)節(jié)的特點，但難實現(xiàn)高頻振動，同時產(chǎn)生的振幅也較大，導(dǎo)致成形件的尺寸精度難以得到保證。因此，上述幾種激振裝置都不適用于“難成形零件”的振動擠壓。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有冷擠壓模具不能實現(xiàn)“難成形零件”的冷擠壓成形及尺寸精度不能滿足要求的問題，本發(fā)明提供一種能在三個方向獲得足夠大的激振力、較高的振動頻率及較小的振幅同時，并保證零件成形尺寸精度的三軸高頻復(fù)合顫振冷擠壓模具。

本發(fā)明所述的三軸高頻復(fù)合顫振冷擠壓模具，其特征在于：包括成型機構(gòu)、X軸顫振發(fā)生機構(gòu)、Y軸顫振發(fā)生機構(gòu)、Z軸顫振發(fā)生機構(gòu)，所述的成型機構(gòu)包括凸模、凹模、上模板、凸模固定圈、預(yù)應(yīng)力圈、壓緊圈、凹模墊塊、凹模墊圈、下模板，所述凸模安裝在所述的上模板的凸模固定圈內(nèi)，位于凸模的正下方的所述凹模安裝在預(yù)應(yīng)力圈內(nèi)，所述的凹模與正下方的所述凹模墊塊上端面接觸，所述凹模墊塊安裝在凹模墊圈內(nèi)；所述壓緊圈套在所述的預(yù)應(yīng)力圈的上部，所述的壓緊圈通過螺栓固定在所述的下模板上；

所述X軸顫振發(fā)生機構(gòu)包括X軸支承板、上述的連接板、第一高頻閥、X軸顫振器，上述下模板固定在X軸支承板上，所述的X軸顫振器分別與所述X軸支承板、所述的連接板固定，并且所述X軸支承板放置在所述的連接板上設(shè)置的X軸向槽內(nèi)，所述的X軸震顫器的第一油道與所述的第一高頻閥連通；所述的X軸顫振器包括振動板、與振動板緊固的固定板，所述的振動板中間開設(shè)第一弧形凹槽，所述固定板設(shè)有供液壓油進(jìn)出的第一油道，所述的第一油道的一端與所述第一弧形凹槽連通、另一端與所述的第一高頻閥連通；

所述Y軸顫振發(fā)生機構(gòu)包括Y軸支承板、上述的連接板、與上述的X軸顫振器結(jié)構(gòu)相同的Y軸顫振器、第一高頻閥，所述Y軸顫振器分別與所述的連接板、所述的Y軸支承板固定，所述的連接板放置在所述的Y軸支承板上表面設(shè)置的Y軸向槽內(nèi)；所述的Y軸震顫器的油道與所述的第一高頻閥連通；

所述Z軸顫振發(fā)生機構(gòu)包括第二高頻閥、Z軸顫振器，所述的Z軸顫振器包括上板、與上板密封連接的下板，所述Z軸顫振器的上板與上述上模板固定，所述的下板下表面開設(shè)第二弧形凹槽，所述的下板設(shè)有供液壓油進(jìn)出的第二油道，所述的第二油道的一端與所述的第二弧形凹槽連通，所述的第二油道的另一端與所述的第二高頻閥連通；

所述的第一高頻閥和所述的第二高頻閥的閥芯與伺服電機的輸出軸相連，并且所述的閥芯臺肩周向均勻開設(shè)與閥套上的窗口相配合的溝槽；所述的第一高頻閥與所述的第二高頻閥的結(jié)構(gòu)相同。

所述X軸支承板上表面設(shè)有第一T型槽，所述下模板通過緊固件固定在所述的第一T型槽內(nèi)。