[發(fā)明專利]一種不等厚中空零件板鍛造成形方法及模具

在審

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• 申請日: 2022-03-18
• 公開（公告）號: CN114515811A
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 董文正;趙傲宇;林啟權(quán);王鎮(zhèn)柱
• 申請（專利權(quán)）人: 湘潭大學(xué)
• 主分類號: B21J13/02
• 分類號: B21J13/02;B21J13/14;B21K7/12;B21J5/00;B23P23/00
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• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供一種不等厚中空零件板鍛造成形模具，包括成形凸模，外側(cè)凹模，凹模墊板，浮動芯軸，可拆卸型芯，本發(fā)明還提供一種不等厚中空零件板鍛造成形方法，第一步將外徑與目標(biāo)件外徑相等的原始管坯的一端放置于凹模中，然后凸模緩慢下行，墩擠出所需小端外形的零件，然后由壓力機推動浮動型芯向上將零件頂出；第二步將該零件的另一端放置于凹模墊板上，成形凸模緩慢下行，擴孔完成后進(jìn)行頂件脫模；第三步將上一步所擴孔完的零件放置于凹模中，然后凸模緩慢下行，使零件上端內(nèi)增厚，隨后零件由壓力機下方頂件裝置頂出。第四步將上一步所成形的零件放入凹模中，凸模緩慢下行，使增厚的部分向中間縮口，隨后零件由壓力機下方頂件裝置頂出。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬塑性成形技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種不等厚中空零件板鍛造成形方法及模具。

背景技術(shù)

汽車排氣管所使用的金屬管對連接處有強度要求，故連接處的部分需要進(jìn)行增厚加工，其他部分的壁厚為原始管材的壁厚，這種兩端厚中間薄的金屬管在其一端用冷擠壓成形之后，另一端由于無法插入型芯而成形困難，這為金屬塑性成形領(lǐng)域帶來新的挑戰(zhàn)。

目前，人們普遍采用輥軋法成形具有不等壁厚的金屬管，但輥軋設(shè)備占地面積大，成本高，不適合小批量生產(chǎn)，同時還易產(chǎn)生縮孔，氣孔，疲勞裂紋等缺陷。

因此，如何改變現(xiàn)有技術(shù)中，不等厚中空零件成形困難的現(xiàn)狀，成為了本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種不等厚中空零件板鍛造成形模具，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提高成形零部件的圓角填充飽滿性和力學(xué)性能。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：本發(fā)明提供一種不等厚中空零件板鍛造成形模具，包括成形凸模，外側(cè)凹模，凹模墊板，浮動芯軸，可拆卸型芯，所述第一步成形凸模、外側(cè)凹模和浮動芯軸同軸放置，所述第二步成形凸模、外側(cè)凹模和凹模墊板同軸放置，所述第三步成形凸模、芯軸和外側(cè)凹模同軸放置，所述第四步成形凸模和外側(cè)凹模同軸放置，其中，所述第一步外側(cè)凹模的內(nèi)孔和浮動芯軸之間具有間隙，且上端的間隙大于下端，所述第二步成形凸模與凹模、凹模墊板之間具有間隙，所述第三步芯軸與凹模之間具有間隙，且上述工作模具限位元件都為壓力機上的限位塊。

優(yōu)選地，所述第二步成形凸模錐形角應(yīng)保證α＝50°，所述凸模和凹模上端間隙應(yīng)保持在1.1t₀至1.5t₀之間。

優(yōu)選地，所述第四步成形凸模錐形角應(yīng)保證β＝20°、所述凹模高度應(yīng)盡量靠近擴孔處。

本發(fā)明還提供一種不等厚中空零件板鍛造成形方法，利用上述的不等厚中空零件板鍛造成形模具，包括如下步驟：

步驟一、將外徑與目標(biāo)件外徑相等的原始管坯的一端放置于凹模中，然后凸模緩慢下行，迫使金屬材料緩慢填充至凹模和型芯所形成的開放型腔中，墩擠出所需小端外形的零件，然后由壓力機推動浮動型芯向上將零件頂出；

步驟二、將該零件的另一端放置于凹模墊板上，成形凸模緩慢下行，迫使金屬材料向兩邊擴孔，擴孔完成后進(jìn)行頂件脫模；

步驟三、將上一步所擴孔完的零件放置于凹模中，然后凸模緩慢下行，使零件上端金屬材料向內(nèi)流動進(jìn)行內(nèi)增厚，隨后零件由壓力機下方頂件裝置頂出。

步驟四、將上一步所成形的零件放入凹模中，液壓缸帶動滑塊使凸模緩慢下行，使增厚的部分向中間縮口，隨后零件由壓力機下方頂件裝置頂出。縮口后的外徑為目標(biāo)零件的外徑，也為原始管坯的外徑。

優(yōu)選地，所述步驟二擴孔時擴孔系數(shù)應(yīng)保證K≤1.6。