[實用新型]一種冷擠壓用二維高頻顫振模具

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520281970.3
• 申請日: 2015-05-04
• 公開（公告）號: CN204735550U
• 公開（公告）日: 2015-11-04
• 發(fā)明（設計）人: 楊慶華;占偉濤;王志恒;鮑官軍;胡新華;張培帥
• 申請（專利權）人: 浙江工業(yè)大學;浙江工業(yè)大學義烏科學技術研究院有限公司
• 主分類號: B21C23/21
• 分類號: B21C23/21;B21C25/02;B06B1/10
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 吳秉中

技術領域

本實用新型涉及振動擠壓模具，尤其涉及一種冷擠壓用二維高頻顫振方法及其模具。

背景技術

冷擠壓是在不破壞金屬的前提下使金屬體積作出塑性轉移，達到少無切屑或無切削而使金屬成形，相比于傳統(tǒng)的機械加工方式，冷擠壓具有材料消耗少、生產效率高，力學性能優(yōu)越，可成形復雜形狀零件等優(yōu)點。隨著汽車制造業(yè)的飛速發(fā)展，對高精度、形狀復雜的汽車零部件需求量越來越大，特別是一些機加工比較困難、加工成本較高的零件，如圓柱直齒輪、圓柱螺旋齒輪和花鍵軸等，也要求直接通過冷擠壓成形方式實現；然而，在冷擠壓此類零件時，由于其本身形狀較為復雜，材料在室溫下流動應力又較高，同時模具與坯料之間的摩擦力也阻礙著金屬坯料的流動，導致齒形充填不飽滿以及最后階段的擠壓力過高，使得對壓力機的噸位以及模具壽命等要求更加嚴苛。

為了降低摩擦力和變形抗力，人們嘗試著在金屬塑性成形中引入振動，也就是對被成形坯料或者模具施加一定頻率和振幅的軸向振動，在振動中使材料產生塑性變形。國內外學者對此做過大量研究，發(fā)現振動塑性加工能大幅度降低成形過程中的變形抗力并附帶其他對產品有利的影響,如降低材料的流動應力，減少模具與工件間的摩擦力以及獲得更好的表面質量和更高的尺寸精度等。因此這一技術所蘊含的經濟價值是顯而易見的。

目前，振動激勵的主要形式有：功率超聲、機械式、電磁式、液壓式等，其中功率超聲應用最廣泛。然而功率超聲具有輸出功率有限，通常為1～2kW，因此產生的激振力小，不適合冷擠壓加工；機械式激振結構簡單，輸出激振力大，但上限頻率低，振幅和頻率調節(jié)困難；電磁式激振裝置能產生復雜的振動波形，同時受到固有磁飽和限制，不易獲得較大激振力，加之設備結構復雜，振幅有限和需要額外的冷卻裝置。因此，所述幾種裝置均不適用于“難成形零件”的振動擠壓。

基于液壓驅動的振動方式能提供足夠大的激振力，其中一種冷擠壓用二維高頻顫振模具的顫振施加方式為在同一平面上分別沿X軸、Y軸分別施加顫振，這種方式的兩個方向上的顫振運動易造成干擾，這對冷擠壓振動加工的實際研究和應用造成一定的阻礙和限制。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服已有的冷擠壓模具不能實現“難成形零件”的冷擠壓成形、尺寸精度不能滿足要求及現有的二維高頻顫振冷擠壓模具的顫振施加方式易在兩個方向上造成干擾等問題，本實用新型提供能夠提供足夠大的激振力、較高的振動頻率、兩個方向互不干擾的一種新型的冷擠壓用二維高頻顫振方法及其模具。

本實用新型通過以下技術方案來實現所述目的：一種冷擠壓用二維高頻顫振模具，包括成型機構、X軸顫振發(fā)生機構和Y軸顫振發(fā)生機構；

所述成型機構包括上模板、凸模法蘭連接塊、凸模固定塊、凸模、凹模、下凸模、凹模固定塊、凹模座、凹模法蘭連接塊、下模板、頂料片和頂料桿，所述凸模安裝在所述凸模固定塊內，所述凸模固定塊通過螺栓與正上方的凸模法蘭連接塊和上模板連接；所述凹模安裝在所述凸模正下方的凹模固定塊內，所述凹模與正下方的所述凹模座接觸，所述凹模座與正下方的凹模法蘭連接塊接觸，所述凹模固定塊通過螺栓與正下方的凹模法蘭連接塊和下模板連接；所述頂料片為截面為圓弧形的長條，所述頂料片安裝在下凸模和凹模座的通孔內，所述頂料桿安裝在凹模法蘭連接塊和下模板的中心孔內，所述頂料桿的上端與所述頂料片連接；

所述X軸顫振發(fā)生機構和Y軸顫振發(fā)生機構固定在所述下模座上，所述X軸顫振發(fā)生機構包括左X軸顫振發(fā)生器和右X軸顫振發(fā)生器，所述Y軸顫振發(fā)生機構包括前Y軸顫振發(fā)生器和后Y軸顫振發(fā)生器，所述左X軸顫振發(fā)生器、右X軸顫振發(fā)生器對稱分布在頂料桿左右兩側的下模座上，所述前Y軸顫振發(fā)生器和后Y軸顫振發(fā)生器對稱分布頂料桿前后兩側的下模座上；所述左X軸顫振發(fā)生器、右X軸顫振發(fā)生器、前Y軸顫振發(fā)生器和后Y軸顫振發(fā)生器的顫振頭均與下模板連接；所述左X軸顫振發(fā)生器、右X軸顫振發(fā)生器、前Y軸顫振發(fā)生器和后Y軸顫振發(fā)生器的底部均通過螺栓固定在下模座上。

進一步的，每個所述顫振發(fā)生器均包括缸筒底座、缸筒、活塞、活塞桿和缸筒頂蓋，所述缸筒底座和缸筒頂蓋焊接在缸筒的上下兩端，所述活塞桿穿過所述缸筒頂端，所述活塞桿與活塞的上端靠軸肩定位，所述活塞桿與活塞的下端通過焊接固定；所述缸筒底座通過螺栓固定在下模座上，所述活塞桿的上端連接下模板。

進一步的，所述活塞桿和缸筒頂蓋之間依次設有防塵圈、組合密封圈和支撐環(huán)。采用該方法實現了動密封，當然也可以采取其他密封方式。