[發明專利]一種制造超薄壁微小圓筒件的模具與方法

有效

• 申請號: 201310657043.2
• 申請日: 2013-12-09
• 公開（公告）號: CN103639227A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發明（設計）人: 王春舉;徐杰;單德彬;郭斌
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B21C25/02
• 分類號: B21C25/02;B21C23/20
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 高媛

技術領域

本發明涉及一種制造圓筒件的模具及方法，具體涉及一種制造超薄壁微小圓筒件的模具與方法。

背景技術

超薄壁微小圓筒件是微機電系統中常用的支架構件或容器構件，其結構特點是側壁厚度很小，而底部壁厚要比側壁壁厚大數倍。目前該類構件主要采用超精密切削加工等制造工藝，加工效率低、廢品率高，已遠遠不能滿足實際應用的需要。模具結構設計外殼反擠壓件的好壞與反擠壓模具的設計質量有直接的關系，合理的模具結構型式是制造合格反擠壓件的關鍵技術之一。因此，根據具體的零件形狀、尺寸及材料，必須要正確、合理地設計模具結構。反擠壓成形具有效率高、材料利用率高和成形件機械性能高等優點。為此，提出采用基于活動式反擠壓法制造超薄壁圓筒件，不但能夠成形出高質量的超薄壁側壁，而且也可以很容易獲得相對較厚的底部。在擠壓成形中，采用活動式擠壓凹模，能夠顯著降低擠壓成形力，提高擠壓成形件的高度。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有加工技術存在加工效率低、廢品率高的問題。進而提供一種制造超薄壁微小圓筒件的模具與方法。

本發明的技術方案是：一種制造超薄壁微小圓筒件的模具，其包括上模座、下模座、沖頭固定板、上沖頭、凹模固定板、活動凹模、下沖頭、凸模墊板、加熱圈、凹模墊板、多個導套和多根導柱，所述上模座和下模座上下平行設置，上模座的四周沿上模座的厚度方向穿設有多個導套，每根導柱的一端均穿設在下模座的底端面上，每根導柱的另一端均可滑動設置在對應的導套內，上沖頭的上端與凸模墊板相連接，凸模墊板固定在沖頭固定板內，沖頭固定板固定在上模座的底端面上，凹模固定板固定在下模座上，所述凹模固定板上設有凹模安放孔,活動凹模設置在凹模安放孔內，下沖頭設置在活動凹模內且底部與凹模墊板相接，凹模墊板位于下模座和活動凹模之間且兩端嵌入凹模固定板內，所述加熱圈設置在凹模固定板的外側面，上沖頭與下沖頭的中心線重合。

本發明還提供了一種使用上述模具制造超薄壁微小圓筒件的方法，具體步驟為：

步驟一：將經過體積不變原理計算所加工的坯料放入活動凹模的型腔內，并通過加熱圈將模具和坯料加熱到100-600℃；

步驟二：在該溫擠壓溫度下，通過壓力機向下運行驅動上沖頭向下運動，坯料在上沖頭的作用下產生塑性變形，通過反擠在上沖頭與活動凹模之間充填形成超薄壁結構；

步驟三：壓力機達到預先設定的載荷時，保壓1-5分鐘，然后卸去設備壓力，此時薄壁微小圓筒件的工件成形完畢；

步驟四：將模具和步驟三中成形的工件進行冷卻，當模具和工件冷卻到50℃以下時，開始取樣；首先，上移上沖頭使其與工件分離，再通過向上移動下沖頭將工件從活動凹模的型腔中取出。

本發明與現有技術相比具有以下效果：

本發明所采用的反擠壓技術是一項少無切屑的金屬塑性成形工藝。采用反擠壓工藝代替多道變薄拉伸工藝生產超薄壁圓筒件，可以明顯提高制件的表面質量，節約材料。與正向擠壓相比，所需的擠壓力可以減小25％-30％。由于擠壓力全部用于擠壓，因此可以擠壓更小截面的型材，使用更低的擠壓溫度和允許更高的擠壓速度。沖頭中心的金屬與相鄰的金屬沒有相對位移，擠壓力只受擠壓筒長度所需的模軸長度和穩定性的限制。在擠壓過程中沖頭表面的溫升小，制品表面和棱邊不易產生裂紋，因此可以使用更高的擠壓速度。且整個沖頭任何一個橫截面的變形都是均勻的，幾乎沒有形成擠壓缺陷和晶粒粗大的趨勢。

附圖說明

圖1是本發明制造超薄壁微小圓筒件的模具的主剖視圖。

圖2是本發明制造超薄壁微小圓筒件的模具中凹模的局部放大圖。

圖3是本發明制造超薄壁微小圓筒件的模具中凸模的結構圖。

圖4是本發明制造超薄壁微小圓筒件的模具中凸模的局部放大圖。

本發明裝置中各部件名稱以及標號如下：

上模座1、下模座2、沖頭固定板3、上沖頭4、工作帶4-1、凹模固定板5、凹模安放孔5-1、活動凹模6、下沖頭7、凸模墊板8、加熱圈9、導套10、導柱11、凹模墊板12。

具體實施方式