專利名稱：脹壓成形汽車橋殼用縮徑模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種管塑性成形技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種脹壓成形汽車橋殼用縮徑模具。
背景技術(shù)：
汽車驅(qū)動(dòng)橋橋殼是汽車上的主要承載構(gòu)件之一，幾何形狀較為復(fù)雜，要求具有足夠的強(qiáng)度和剛度。目前，汽車橋殼主要采用鑄造和沖壓焊接方法制造，近期有人提出了汽車橋殼的鋼管脹壓成形方法選用一定規(guī)格的無(wú)縫鋼管，先將其兩端進(jìn)行縮徑再將中部進(jìn)行一次或兩次液壓脹形，得到預(yù)成形管坯，最后進(jìn)行壓制成形得到制件。脹壓成形方法制造的橋殼，比鑄造橋殼質(zhì)量輕25%，比沖壓焊接橋殼強(qiáng)度提高30%。縮徑是使管坯通過(guò)錐形凹模以減小其外徑的成形方法，按縮徑變形方式的不同，縮徑加工分為拉拔縮徑和推壓縮徑。脹壓成形汽車橋殼工藝中，采樣推壓縮徑方式使初始 管坯兩端直徑減小。推壓縮徑時(shí)，管坯長(zhǎng)度伸長(zhǎng)的同時(shí)壁厚增加，而且管端存在翹曲；縮徑過(guò)程中，管坯中間部分被夾持不動(dòng)，其軸線應(yīng)與兩側(cè)的縮徑凹模同軸，否則縮徑部分發(fā)生彎曲，導(dǎo)致縮徑力增大，甚至管坯外表面被刮傷。脹壓成形汽車橋殼工藝中，選用GB/T8162-2008標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)縫鋼管，其外徑的上偏差、下偏差分別為直徑的1%和_1%。管坯兩端部分縮徑后，要求管坯端部無(wú)翹曲，縮徑部分與中間部分保持同軸，而且縮徑部分等長(zhǎng)。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服脹壓成形汽車橋殼工藝縮徑工序中存在的管端翹曲和管坯外表面被刮傷等問(wèn)題，本發(fā)明提供一種脹壓成形汽車橋殼用縮徑模具，該發(fā)明可在三向液壓機(jī)上使用，選用普通規(guī)格的無(wú)縫鋼管，縮徑后的管坯端部無(wú)翹曲，縮徑部分與中間部分保持同軸，而且兩端縮徑部分等長(zhǎng)。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種脹壓成形汽車橋殼用縮徑模具由左、右縮徑凹模組件、夾持模組件和滑動(dòng)導(dǎo)軌組件組成，所述左、右縮徑凹模組件中，設(shè)置用于減徑的縮徑凹模及用于消除管端翹曲的校形凹模。所述夾持模組件中設(shè)置用于夾持管坯的上模及下模，其型腔根據(jù)管坯外徑Cltl及其公差Ttl設(shè)計(jì)為五種規(guī)格，工作時(shí)，上模和下模成對(duì)使用；所述滑動(dòng)導(dǎo)軌組件由安裝在縮徑凹模下方的V型導(dǎo)軌副及安裝在縮徑凹模上方的平面導(dǎo)軌副組成，所述下模中設(shè)置頂出工件的兩個(gè)頂桿。所述左、右縮徑凹模組件結(jié)構(gòu)相同，其中，左縮徑凹模通過(guò)螺釘固定在支承筒的內(nèi)端，支承筒的外端通過(guò)螺釘I固定在側(cè)模板上。校形凹模位于支承筒內(nèi)，通過(guò)螺釘II固定在側(cè)模板上?？s徑凹模與支承筒、支承筒與側(cè)模板、校形凹模與側(cè)模板之間均采用圓柱狀止口定位。所述縮徑凹模和校形凹摸的型腔均由圓錐孔和圓柱孔組成，所述縮徑凹摸圓柱孔的直徑d2比縮徑后管坯的外徑Cl1大2 3mm，長(zhǎng)度為1^=80 120臟，圓錐孔的半錐角A1=IS0 ^20°，長(zhǎng)度L2= (0. 15^0. 30)^ ;所述校形凹模圓柱孔的直徑d3等于縮徑后管坯的外徑Cl1，圓錐孔的半錐角A2=13° 16°，長(zhǎng)度L3= (0.05、. 10) Cl1。所述夾持模組件包括上模、下模及上模板、下模墊板、下模板、導(dǎo)柱、導(dǎo)套等，其中，上模通過(guò)圓柱銷I、螺釘III連接上模板，上模板安裝在三向液壓機(jī)的垂直滑塊；下模、下模墊板和下模板由螺釘IV、圓柱銷II將三者連接在一起，并安裝在三向液壓機(jī)的工作臺(tái)上。上模上安裝導(dǎo)套，下模上安裝導(dǎo)柱，上模下模之間由導(dǎo)柱、導(dǎo)套保證合模位置。所述夾持模組件中設(shè)置的上模及下模的型腔根據(jù)初始管坯理論外徑Cltl及其公差Ttl設(shè)計(jì)為五種規(guī)格，下模型腔截面為半圓形，圓心在其上平面上，其半徑R1依次為d0/2-0. 15T0,d0/2-0. 05T0,d0/2+0. 05T0,d0/2+0. 15T0,d0/2+0. 25T0 ;上模型腔的截面為圓弧，圓心在其下平面上，其半徑 R2 依次為 dQ/2-0. 25T。、d0/2-0. 15T。、d0/2-0. 05T。、d0/2+0. 05T0、dg/2+0. 15Tgo所述滑動(dòng)導(dǎo)軌組件包括左、右滑動(dòng)導(dǎo)軌組件，左、右滑動(dòng)導(dǎo)軌組件的結(jié)構(gòu)相同。其中，左滑動(dòng)導(dǎo)軌組件由V型導(dǎo)軌副和平面導(dǎo)軌副組成，V型導(dǎo)軌副的凸V型導(dǎo)板安裝在下模 墊板上，V型導(dǎo)軌副的凹V型導(dǎo)板安裝在縮徑凹模的下方；平面導(dǎo)軌副的平面導(dǎo)板I安裝在縮徑凹模的上方，平面導(dǎo)軌副的平面導(dǎo)板II安裝在上模板上。所述縮徑模具安裝后，下模的上平面到下模板上平面的距離為H1，上模的下平面到上模板下平面的距離為H2 ;縮徑凹模組件的軸線到下模板上平面的距離H3,到上模板下平面的距離H4，應(yīng)保證H1= H3+0. 05T0, H2= H40針對(duì)本發(fā)明涉及的縮徑模具，縮徑前將兩端涂覆潤(rùn)滑劑的初始管坯放到下模型腔，液壓機(jī)左、右滑塊帶動(dòng)左、右縮徑凹模組件同步進(jìn)給到預(yù)定位置，即左、右縮徑凹模端面間距為B1時(shí)停下，通過(guò)縮徑凹模型腔保證初始管坯水平對(duì)中。縮徑時(shí)，液壓機(jī)左、右滑塊帶動(dòng)左、右縮徑凹模組件同步工進(jìn)到指定位置，即左、右縮徑凹模端面間距為B2時(shí)停下，完成縮徑，保證管坯兩端的縮徑部分長(zhǎng)度相等。本發(fā)明涉及的三向液壓機(jī)上使用的縮徑模具，與普通的縮徑模具比較具有以下優(yōu)
占-
^ \\\
I、在縮徑凹摸組件中設(shè)置校形凹模，保證縮徑后的管坯端部無(wú)翹曲。2、將初始管坯外徑分為5組，設(shè)計(jì)5種規(guī)格型腔的上模、下模，成對(duì)使用，保證縮徑部分與中間未縮徑部分同軸。3、通過(guò)三向液壓機(jī)的同步，保證初始管坯位置對(duì)中，以及縮徑后兩端部分等長(zhǎng)。


圖I是脹壓成形汽車橋殼用縮徑模具縮徑后管坯的示意 圖2是脹壓成形汽車橋殼用縮徑模具的主視 圖3是脹壓成形汽車橋殼用縮徑模具的主視圖中C-C截面 圖4是脹壓成形汽車橋殼用縮徑模具的主視圖中D-D截面 圖5是脹壓成形汽車橋殼用縮徑模具縮徑凹模的示意 圖6是脹壓成形汽車橋殼用縮徑模具校形凹模的示意 圖7是脹壓成形汽車橋殼用縮徑模具下模的示意 圖8是脹壓成形汽車橋殼用縮徑模具上模的示意圖。在上述附圖中，l、r .側(cè)模板，2、2'.螺釘1，3、3'.螺釘11，4、4'.支承筒，5、5'.校形凹模，6、6' 縮徑凹模，7 上模板，8.上模，9.頂桿，10.下模，11.下模墊板，
12.下模板，13.縮徑管坯，14.導(dǎo)套，15.導(dǎo)柱，16.圓柱銷I，17.螺釘III，18.螺釘IV，19.圓柱銷II，20.螺釘V，21.凸V型導(dǎo)板，22.凹V型導(dǎo)板，23.螺釘VI，24.平面導(dǎo)板I，25.平面導(dǎo)板II，26.螺釘VL 27.螺釘VIL
具體實(shí)施例方式實(shí)施例
圖I為本發(fā)明實(shí)施例的縮徑后管坯的示意圖，選用GB/T8162-2008的無(wú)縫鋼管，理論外徑dQ=180mm、壁厚tQ= 8mm,外徑公差TQ=3. 6mm,其中上、下偏差分別等于I. 8mm和-I. 8mm。管坯兩端縮徑后，外徑(^=162^，縮徑管坯長(zhǎng)度Ltl為1459mm，其中兩側(cè)直臂部分長(zhǎng)度Ltll為382mm。本發(fā)明實(shí)施例的脹壓成形汽車橋殼用縮徑模具，由左、右縮徑凹模組件、夾持模組 件、滑動(dòng)導(dǎo)軌組件組成(見(jiàn)圖2、圖3、圖4)。左、右縮徑凹模組件結(jié)構(gòu)相同，分別安裝在三向液壓機(jī)的作用滑塊上。其中左縮徑凹模組件由縮徑凹模6、校形凹模5、支承筒4、側(cè)模板I組成?？s徑凹模6通過(guò)螺釘固定在支承筒4的內(nèi)端，支承筒4的外端通過(guò)螺釘I 2固定在側(cè)模板I上。校形凹模5位于支承筒4的內(nèi)側(cè)，通過(guò)螺釘II 3固定在側(cè)模板I上?？s徑凹模6與支承筒4、支承筒4與側(cè)模板I、校形凹模5與側(cè)模板I之間均采用圓柱狀的止口定位來(lái)保證同軸度?？s徑凹模6、校形凹摸5的型腔均由圓錐孔和圓柱孔組成。所述縮徑凹模6的圓柱孔直徑d2=164mm，較縮徑后管還的外徑(I1大2mm,長(zhǎng)度L1=I 10mm。圓錐孔的半錐角A1=IV ,長(zhǎng)度LHSmm。所述校形凹模5，圓柱孔的直徑d3=162mm，圓錐孔的半錐角A2=15°，長(zhǎng)度L3=20mm。所述夾持模組件，由上模8、上模板7、下模10、下模墊板11、下模板12以及導(dǎo)柱15、導(dǎo)套14等組成。上模8、上模板7之間由圓柱銷I 16定位由螺釘III 17聯(lián)接，安裝在三向液壓機(jī)的垂直滑塊上。下模10、下模墊板11、下模板12三者之間由圓柱銷II 19定位由螺釘IV 18聯(lián)接，安裝在三向液壓機(jī)的工作臺(tái)上。上模8、下模10之間由導(dǎo)柱15、導(dǎo)套14保證合模導(dǎo)向。下模10中設(shè)置用來(lái)頂出工件的兩個(gè)頂桿9。本實(shí)施例中，選用的無(wú)縫鋼管的理論外徑dQ=180mm、公差TQ=3.6mm。實(shí)測(cè)管坯的外徑，將初始管坯分成5組，外徑范圍依次為[178. 20，178.92]、[178.92，179.64]、[179.64，180. 36], [180. 36, 181. 08], [181. 08, 181. 80]。相應(yīng)的上模 8、下模 10 的型腔設(shè)計(jì)為5種規(guī)格，成對(duì)使用。所述下模10，其型腔截面為半圓形，圓心在下模的上平面上，型腔的半徑R1依次為89. 46mm、89. 82mm、90. 18mm、90. 54mm、90. 90mm。與下模10對(duì)應(yīng)使用的上模8，其型腔的截面亦為圓弧，圓心在上模的下平面上，半徑R2依次為89. 10mm、89. 46mm、89. 82mm、90. 18mm、90. 54mm。所述滑動(dòng)導(dǎo)軌組件包括左、右滑動(dòng)導(dǎo)軌組件，左、右滑動(dòng)導(dǎo)軌組件的結(jié)構(gòu)相同。所述左滑動(dòng)導(dǎo)軌組件，由V型導(dǎo)軌副、平面導(dǎo)軌副組成，其中V型導(dǎo)軌副起導(dǎo)向作用，平面導(dǎo)軌副起輔助導(dǎo)向作用。所述V型導(dǎo)軌副，包括安裝在下模墊板11兩側(cè)的凸V型導(dǎo)板21、安裝在縮徑凹模6下方的凹V型導(dǎo)板22。所述平面導(dǎo)軌副，包括安裝在縮徑凹模6上方的平面導(dǎo)板I 24、安裝在上模板8兩側(cè)的平面導(dǎo)板II 25組成?？s徑模具安裝后，下模10的上平面到下模板12上平面的距離故=280. 2mm,上模8的下平面到上模板7下平面的距離為H2=150mm，縮徑凹模組件的軸線到下模板12上平面的距離H3=280mm,到上模板7下平面的距離H4=150mm,即滿足H1= H3+0. 2mm, H2= H4。針對(duì)本實(shí)施例涉及的縮徑模具，縮徑前將管坯兩側(cè)涂覆潤(rùn)滑劑(1:5的皂化液)，然后放到下模型腔，液壓機(jī)左、右滑塊帶動(dòng)左、右縮徑凹模組件同步進(jìn)給到預(yù)定位置，即左、右縮徑凹模端面間距為B1=MOSmm時(shí)停下，通過(guò)縮徑凹模(6、6')的型腔保證初始管坯水平對(duì)中?？s徑時(shí)，液壓機(jī)左、右滑塊帶動(dòng)左、右凹模組件同步工進(jìn)到指定位置，即左、右縮徑凹模(6、6')端面間距為B2=592mm時(shí)停下，完成縮徑，保證縮徑管坯13的兩端縮徑部分長(zhǎng)度相
坐寸o
權(quán)利要求
1.一種脹壓成形汽車橋殼用縮徑模具，其特征是所述縮徑模具由左、右縮徑凹模組件、夾持模組件和左、右滑動(dòng)導(dǎo)軌組件組成，所述左、右縮徑凹模組件中，設(shè)置用于減徑的縮徑凹模(6、6')及用于消除管端翹曲的校形凹模(5、5');所述夾持模組件中設(shè)置用于夾持管坯的上模(8)及下模(10)，其型腔根據(jù)管坯外徑も及其公差Ttl設(shè)計(jì)為五種規(guī)格，工作時(shí)，上模(8)和下模(10)成對(duì)使用；所述左、右滑動(dòng)導(dǎo)軌組件由安裝在縮徑凹模(6、6')下方的V型導(dǎo)軌副及安裝在縮徑凹模(6、6')上方的平面導(dǎo)軌副組成，所述下模(10)中設(shè)置頂出エ件的兩個(gè)頂桿(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的脹壓成形汽車橋殼用縮徑模具，其特征是所述左、右縮徑凹模組件結(jié)構(gòu)相同，其中，左縮徑凹模(6)通過(guò)螺釘固定在支承筒(4)的內(nèi)端，支承筒(4)的外端通過(guò)螺釘I (2 )固定在側(cè)模板(I)上；校形凹模(5 )位干支承筒(4 )內(nèi)側(cè)，通過(guò)螺釘II (3 )固定在側(cè)模板(I)上；縮徑凹模(6)與支承筒(4)、支承筒(4)與側(cè)模板(I)、校形凹模(5)與側(cè)模板(I)之間均采用圓柱狀止ロ定位。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的脹壓成形汽車橋殼用縮徑模具，其特征是所述縮徑凹模(6)和校形凹摸(5)的型腔均由圓錐孔和圓柱孔組成，所述縮徑凹摸(6)圓柱孔的直徑d2與縮徑后管坯的外徑Cl1大2 3mm，長(zhǎng)度為Ι^=8(Γ 20πιπι，圓錐孔的半錐角A1=13° ^20°，長(zhǎng)度L2=(O. 15^0. 30)^ ;所述校形凹模(5)圓柱孔的直徑d3等于縮徑后管坯的外徑Cl1，圓錐孔的半錐角 A2=13。 16。，長(zhǎng)度 L3= (O. 05 O. 10)も。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的脹壓成形汽車橋殼用縮徑模具，其特征是所述夾持模組件的上模(8)通過(guò)圓柱銷I (16)、螺釘111(17)連接上模板(7)，上模板(7)安裝在三向液壓機(jī)的垂直滑塊；下模(10)、下模墊板(11)和下模板(12)由螺釘IV (18)、圓柱銷II (19)將三者連接在一起，并安裝在三向液壓機(jī)的工作臺(tái)上；上模(8)上安裝導(dǎo)套(14)，下模(10)上安裝導(dǎo)柱(15)，導(dǎo)套(14)，上模(8)下模(10)之間由導(dǎo)柱(15)、導(dǎo)套(14)保證合模位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的脹壓成形汽車橋殼用縮徑模具，其特征是所述夾持模組件中設(shè)置的上模(8)及下模(10)的型腔根據(jù)初始管坯理論外徑も及其公差Ttl設(shè)計(jì)為五種規(guī)格，下模(10)型腔截面為半圓形，圓心在其上平面上，其半徑R1依次為も/2-0. 15T。、d0/2-0. 05T0、d0/2+0. 05T0、d0/2+0. 15Τ0、d0/2+0. 25Τ0 ;上模(8)型腔的截面為圓弧，圓心在其下平面上，其半徑 R2 依次為 d0/2-0. 25T。、d0/2-0. 15T0、d0/2_0· 05T0、d0/2+0. 05T0、dg/2+0. 15T0o
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的脹壓成形汽車橋殼用縮徑模具，其特征是所述左、右滑動(dòng)導(dǎo)軌組件的結(jié)構(gòu)相同，其中，左滑動(dòng)導(dǎo)軌組件由V型導(dǎo)軌副和平面導(dǎo)軌副組成，V型導(dǎo)軌副的凸V型導(dǎo)板(21)安裝在下模墊板(11)上，V型導(dǎo)軌副的凹V型導(dǎo)板(22)安裝在縮徑凹模(6)的下方；平面導(dǎo)軌副的平面導(dǎo)板II (25)安裝在上模板(7)的下方，平面導(dǎo)軌副的平面導(dǎo)板I (24)安裝在縮徑凹模(6)的上方。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的脹壓成形汽車橋殼用縮徑模具，其特征是所述縮徑模具安裝后，下模(10)的上平面到下模板(12)上平面的距離為H1，上模(8)的下平面到上模板(7)下平面的距離為H2 ;縮徑凹模組件的軸線到下模板(12)上平面的距離H3,到上模板(7)下平面的距離H4，應(yīng)保證H1= H3+0. 05T0, H2= H40
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種脹壓成形汽車橋殼用縮徑模具，所述縮徑模具由左、右縮徑凹模組件、夾持模組件、滑動(dòng)導(dǎo)軌組件組成，所述左、右縮徑凹模組件中，設(shè)置用于減徑的縮徑凹模(6、6′)及用于消除管端翹曲的校形凹模(5、5′)。所述夾持模組件中設(shè)置用于夾持管坯的上模(8)及下模(10)，其型腔根據(jù)管坯外徑d0及其公差T0設(shè)計(jì)為五種規(guī)格，成對(duì)使用。所述滑動(dòng)導(dǎo)軌組件由安裝在縮徑凹模(6、6′)下方的V型導(dǎo)軌副及安裝在縮徑凹模(6、6′)上方的平面導(dǎo)軌副組成。使用該縮徑模具，選用普通規(guī)格的無(wú)縫鋼管，縮徑后的管坯端部無(wú)翹曲，縮徑部分與中間部分保持同軸，而且兩端縮徑部分等長(zhǎng)。
文檔編號(hào)B21D41/04GK102825140SQ201210348509
公開(kāi)日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月19日
發(fā)明者王連東, 崔亞平, 王建國(guó), 梁晨, 馬雷 申請(qǐng)人:燕山大學(xué)