[發明專利]輪轂軸承外圈多工位精密成形工藝及其實現裝置

有效

• 申請號: 201910211021.0
• 申請日: 2019-03-20
• 公開（公告）號: CN109926532B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 施衛兵;龔愛軍;管仁蔚;施雷磊;胡成亮
• 申請（專利權）人: 江蘇森威精鍛有限公司
• 主分類號: B21J5/00
• 分類號: B21J5/00;B21J13/02;B21K1/04
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

1.一種輪轂軸承外圈的優化實現方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：從最終目標產品反向設計各工位形狀，依次遞推設計得到沖孔、成形、雙杯擠壓、壓扁工位產品形狀；

步驟2：設計成形工位飛邊形狀：按照常規模具設計模具圖紙，然后建立成形單元上模、下模三維模型，使用三維模型進行仿真并模擬得到最終產品最先充滿位置F及其對應的飛邊寬度X，將此寬度設 至 為最小飛邊寬度；根據最小飛邊寬度值X對產品飛邊形狀進行修改調整，繪制優化后的飛邊形狀，按照產品原有輪廓沿形放大X值，得到優化縮小后的飛邊形狀；

步驟3：根據設計完成的多工位形狀進行模具設計，模具設計時使用缸體式氮氣彈簧，結合頂出運動曲線，設計完成全部工位閉式模具裝配圖；

步驟4：根據模具圖紙設計制造模具部件時按照上模外形直徑比下模內腔直徑小0.15mm/單邊要求執行，實現各單元導向作用；

步驟5：通過閉式多工位成形模具對毛坯依次進行獨立的壓扁、雙杯擠壓、成形、沖孔、切邊工藝，實現軸承外圈的優化成形，其中：

所述的壓扁是指：將其高度降低的同時直徑放大至比正擠單元直徑小0.5mm～1mm范圍內，并通過壓扁工序去除加熱后產生的氧化皮；

所述的雙杯擠壓是指：通過預成形單元的上模、下模將壓扁后的半成品頭部直徑放大，從而減小成形工位的模具成形載荷，同時將產品形狀擠壓為接近成形單元產品形狀，實現成形單元產品成形過程中的流線分布優化；

所述的成形是指：通過上模、下模對半成品進行成形處理至所需要的形狀尺寸，成形過程中通過使用缸體式氮氣彈簧，結合頂出運動曲線實現頂出過程中產品相對模具靜態平穩頂出下模；

所述的缸體式氮氣彈簧包括：缸體、缸蓋和缸底組成的殼體部分以及設置于殼體部分內的活塞桿，其中殼體部分內部通過充氣機構注入高壓氮氣，在成形過程時活塞桿受載荷力作用伸入缸體內并壓縮缸體內氣體，變形完成后，載荷力釋放，活塞桿受缸體內高壓氣體作用伸出缸體，并作用于上模結構上與下模同時對產品施加反方向載荷，實現產品與上下模相對靜止；

所述的閉式多工位成形模具包括：依次排列的壓扁單元、雙杯擠壓單元、成形單元、沖孔單元和切邊單元，其中：每個單元的上模及其對應的下模分別設置于模架上模板和模架下模板上，該模架上模板中設有缸體式氮氣彈簧，能夠根據設備頂出運動曲線設計成形模具，實現成形生產過程中無跳料模式；

所述的缸體式氮氣彈簧包括：缸體、缸蓋和缸底組成的殼體部分以及設置于殼體部分內的活塞桿，其中殼體部分內部通過充氣機構注入高壓氮氣，在成形過程時活塞桿受載荷力作用伸入缸體內并壓縮缸體內氣體，變形完成后，載荷力釋放，活塞桿受缸體內高壓氣體作用伸出缸體，并作用于上模結構上與下模同時對產品施加反方向載荷，實現產品與上下模相對靜止；

所述的成形工位的成形上模的外形直徑比成形單元的成形下模的內腔直徑小0.15mm/單邊，實現成形過程中的導向作用達到產品高精度的要求；

所述的成形單元的成形下模的飛邊外輪廓部位的尺寸，通過以下方式得到：通過三維模擬方式獲得最先充填完全形成飛邊位置，并得到此位置的飛邊寬度；然后根據最小飛邊寬度值對產品飛邊形狀進行修改調整，得到縮小后的飛邊形狀；根據縮小后的飛邊形狀將成形工位關鍵模具設計為閉式模具；當成形處理完成后，通過控制下頂料桿頂出成形工位的完成品的同時，控制模架上模板向上移動，此時位于模具上模板內的氮氣彈簧作相對運動，即頂出成形上模中頂桿以穩定產品；當成形下模的內腔內氣體排空后，控制下頂桿繼續向上移動并將成形工位的完成品機械剛性頂出成形下模的內腔，當下頂出桿移動到末端后，啟動下模板中液壓裝置將成形工位的完成品頂出，從而繼續保持產品平穩移動。