專利名稱：帶頂出桿的高頻顫振冷擠壓模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種冷擠壓模具。
背景技術(shù)：
由于冷擠壓具有“生產(chǎn)效率高，材料利用率高、零件性能好”等諸多優(yōu)點，因此在工業(yè)生產(chǎn)中已被廣泛應用。然而在冷擠壓加工時，由于材料在室溫下的高流動應力，在坯料成形終了時，變形抗力急劇上升，同時模具與坯料之間的摩擦力也阻礙著金屬坯料的流動，不僅如此，高的變形抗力和摩擦力對于壓力機的噸位以及模具的要求也更加嚴格。隨著對這一問題的不斷探究，人們發(fā)現(xiàn)將高頻振動加入到線材、管材拉拔等成形過程當中，可以有效的降低成形力。目前作為高頻振源主要以大功率超聲波為主，由于功率超聲波由于功率受到限制，不能提供足夠大的輸出力，因此，不能滿足大尺寸、形狀復雜的零件的擠壓要求?；谝簤候?qū)動的振動方式能提供足夠大的輸出力，但常規(guī)的液壓振動是通過液壓缸活塞往復運動產(chǎn)生振動，由于活塞具有一定的質(zhì)量再加上載荷，頻率高時加速度大，慣性力和阻尼力都很大，需要極大的回復力來克服慣性力進行振動，因此，實現(xiàn)高頻振動難度非常大。此外，由于活塞往復運動而產(chǎn)生的振動振幅通常較大，成形件的尺寸精度難以得到保證。
發(fā)明內(nèi)容為了克服已有的高頻冷擠壓模具的不能實現(xiàn)大尺寸件高頻振動以及成形件尺寸精度未能得到保證、頂出機構(gòu)復雜的不足，本實用新型提供一種能提供足夠大的振動輸出力、較高的振動頻率以及較小的振幅，在完成復雜零件振動擠壓的同時并能保證其尺寸精度、頂出機構(gòu)簡單的帶頂出桿的高頻顫振冷擠壓模具。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是—種帶頂出桿的高頻顫振冷擠壓模具,包括零件成形機構(gòu)，所述零件成形機構(gòu)包括凸模和凹模，所述凸模與模板固定連接，所述凹模位于凸模的正下方，所述凹模安裝在凹模套內(nèi)，其特征在于所述高頻顫振冷擠壓模具還包括顫振發(fā)生機構(gòu)和頂出機構(gòu)，所述顫振發(fā)生機構(gòu)包括顫振臺和高頻閥，所述顫振臺包括頂板、上板和下板，所述上板的中部設有凸臺，所述凸臺與頂板固定連接，所述頂板與凹模套固定連接，所述凸臺周圍的上板開設上下對稱的弧形環(huán)形凹槽，所述下板的上表面中部設有兩個矩形環(huán)形凹槽，所述兩個矩形環(huán)形凹槽之間的下板上表面與上板下表面之間設有間隙，所述弧形環(huán)形凹槽外的上板的下表面和下板的上表面的連接處設有密封圈；靠外側(cè)的矩形環(huán)形凹槽位于上板下表面的弧形環(huán)形凹槽的正下方，靠外側(cè)的矩形環(huán)形凹槽與油道連通，所述油道與高頻閥連通，所述下板與模座固定連接；所述頂出機構(gòu)包括頂料塊、頂桿套和頂出桿，所述頂料塊位于凹模的正下方，所述頂料塊位于凹模套的中孔內(nèi)，所述頂板、上板、下板和模座的中央均開有中孔，所述頂桿套依次穿過所述頂板、上板和下板的中孔，所述頂桿套與所述下板固定連接，所述頂桿套與上板密封連接，所述頂出桿套裝在所述頂桿套內(nèi)，所述頂出桿的上端伸入所述凹模套的中孔并頂在所述頂料塊上。進一步，所述凸模嵌套在凸模鑲塊內(nèi)，所述凸模鑲塊與凸模套固定連接，所述凸模套與模板固定連接；所述凹模外設有凹模外圈，所述凹模外圈通過凹模壓套固定在凹模套內(nèi)。再進一步，所述頂桿套與上板之間安裝O型密封圈，所述O型密封圈的上下側(cè)分別安裝擋圈。所述模板設有上導向孔，所述模座上設有下導向孔，導柱分別穿過所述上導向孔和下導向孔。本實用新型的技術(shù)構(gòu)思為零件頂出機構(gòu)中，頂料塊設置在凹模套的中心孔底部。頂出桿套與下板配合后，通過焊接固定，以保證油腔的密封性。頂出桿套與上板之間設有密 封圈，由于顫振臺的振幅微小，因此不會影響密封效果。頂出桿安裝在頂出桿套內(nèi)，上端與頂料塊底部留有一定的間隙，下端與頂出控制端連接。工作時，固定好模具與顫振臺。對于顫振臺，當液壓油通過右路進入顫振缸體上下板之間的空隙時，內(nèi)部壓強增大，使得上板圓環(huán)凹槽內(nèi)側(cè)部分向上偏移；當油流出上下板之間的空隙時，其壓強回到原態(tài)，上板圓環(huán)凹槽內(nèi)側(cè)部分回到初始位置。通過液壓閥控制液壓油進入與流出的頻率，以及液壓油的壓強，即可實現(xiàn)顫振臺以一定的頻率和振幅進行振動。而成形部分，凹模套固定在顫振臺頂板上，因此將隨著頂板進行周期性顫振，從而實現(xiàn)了零件的高頻顫振擠壓。對于完成的零件，控制頂出桿上移，從而帶動頂料塊將零件頂出凹模內(nèi)。頂出桿回復到原始位置，便可進行下一零件的擠壓工作。本實用新型的有益效果主要表現(xiàn)在能提供足夠大的振動輸出力、較高的振動頻率以及較小的振幅，在完成復雜零件振動擠壓的同時并能保證其尺寸精度、頂出機構(gòu)簡單。

圖I為帶頂出桿的高頻顫振冷擠壓模具的結(jié)構(gòu)圖。圖2為顫振臺結(jié)構(gòu)圖。圖3為顫振臺俯視圖。圖4為I部分結(jié)構(gòu)圖。圖5為II部分結(jié)構(gòu)圖。圖6為頂出裝置結(jié)構(gòu)圖。圖7為液壓閥進油狀態(tài)示意圖。圖8為液壓閥出油狀態(tài)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步描述。圖I為帶頂出桿的高頻顫振冷擠壓模具整體結(jié)構(gòu)圖。凸模2嵌套在凸模鑲塊3內(nèi)，再由凸模套5和螺栓4固定在模板I上，凹模部分采用組合凹模形式，凹模6以及凹模外圈7通過凹模壓套8固定在凹模套10內(nèi)。凹模套內(nèi)圈設有頂料塊9。凹模套10與頂板12連接，將模具成形部分固定在顫振臺上。顫振臺固定在模座16上。[0024]參考圖2-5，顫振臺為組合式結(jié)構(gòu)。頂板12固定在上板13的凸臺部分。上板13的凸臺周圍設有上下對稱的弧形圓環(huán)凹槽22。由于凹槽的存在，使得上板凹槽內(nèi)側(cè)部分在受力情況下具有一定的彈性。上板與頂桿套11對應位置設有凹槽，用以密封圈的安裝。下板的上表面設有兩個截面為矩形的環(huán)形凹槽19，使得上下板之間存在一定的空隙，作為工作時的油腔。在兩個凹槽之間有凸臺，凸臺與上板之間留有微小的空隙20，以限制顫振臺工作時的振動幅值。在下板的一側(cè)開設油道24，其一端與上下板之間的空隙連通，一端與油源連接。頂桿套11與下板14配合好后通過焊接21固定。在頂桿套與上板對應位置裝有O型密封圈18，由于頂出桿套11與上板13存在相對運動，且上下板空隙內(nèi)壓強較大，因此在O型圈兩側(cè)分別裝有擋圈17。上下板間位于凹槽外側(cè)部分亦裝有密封圈23，保證了油腔良好的密封性。工作時，液壓油通過油道進入油腔，使得內(nèi)部壓強增大，迫使上板凹槽內(nèi)側(cè)部分向上偏移微小距離；當液壓油流出油腔后，內(nèi)部壓強回到原態(tài)，則凹槽內(nèi)側(cè)部分又回到初始位置。通過液壓閥控制液壓油流入和流出的頻率，以及液壓油的壓強，即可實現(xiàn)顫振臺以一定周期和振幅的振動。圖6為頂出機構(gòu)結(jié)構(gòu)圖。頂料塊9位于凹模套10中心孔內(nèi)。頂出桿套11與下板14配合并通過焊接固定。頂出桿套與上板13之間設有密封O型圈，由于顫振振幅微小，因此不會影響密封效果。頂出桿15安裝在頂出桿套11內(nèi)，頂出桿上端與頂料塊9留有一定間隙，下端與頂出控制端連接。當零件擠壓成形后，控制頂出桿15上頂，從而帶動頂料塊9將零件頂出模具內(nèi)。頂出桿15回復到初始位置時即可進行下一零件的擠壓工作。整個頂出機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，與顫振臺的連接也較為合理。由于頂出機構(gòu)的存在，使得本顫振擠壓模具的應用范圍也大大的增加圖7-8為顫振器進出油狀態(tài)示意圖，系統(tǒng)由液壓油源、高頻閥III和振動臺IV組成。液壓閥中閥芯25的旋轉(zhuǎn)由伺服電機驅(qū)動，使得沿閥芯臺肩周向均勻開設的溝槽與閥套26上的窗口相配合的閥口面積大小成周期性變化，由于相鄰臺肩上的溝槽相互錯位，因而使得進出顫振缸的流量大小及方向發(fā)生周期性的變化。工作時，當閥芯轉(zhuǎn)至圖7所示的位置時，P-A導通，壓力油進入振動臺，振動臺上板凸臺部分變形突出；當閥芯轉(zhuǎn)至圖8所示的位置時，A-T導通，液壓油流出振動臺，上板凸臺部分彈性端回復。高頻顫振器的工作頻率f等于交流閥的閥心轉(zhuǎn)速η與閥心槽口和閥套窗口之間的每轉(zhuǎn)通斷次數(shù)m的乘積。若閥心槽口數(shù)Z1與閥套窗口數(shù)Z2相等，全部閥口同時開閉，稱之為全開口型，閥心每轉(zhuǎn)的通斷次數(shù)即為閥心槽口數(shù)21，通流面積為全部閥口面積之和，可以通過較大的流量。若閥心槽口數(shù)Z1與閥套窗口數(shù)Z2不相等，閥芯轉(zhuǎn)過一定角度時，部分閥口打開，為部分開口型。部分開口型的流通面積比全開口要小，但通過增大槽口寬度能夠滿足顫振器的振幅要求。顫振器的振幅可通過閥心的軸向驅(qū)動機構(gòu)實現(xiàn)的調(diào)節(jié)。
權(quán)利要求1.一種帶頂出桿的高頻顫振冷擠壓模具，包括零件成形機構(gòu)，所述零件成形機構(gòu)包括凸模和凹模，所述凸模與模板固定連接，所述凹模位于凸模的正下方，所述凹模安裝在凹模套內(nèi)，其特征在于所述高頻顫振冷擠壓模具還包括顫振發(fā)生機構(gòu)和頂出機構(gòu)，所述顫振發(fā)生機構(gòu)包括顫振臺和高頻閥，所述顫振臺包括頂板、上板和下板，所述上板的中部設有凸臺，所述凸臺與頂板固定連接，所述頂板與凹模套固定連接，所述凸臺周圍的上板開設上下對稱的弧形環(huán)形凹槽，所述下板的上表面中部設有兩個矩形環(huán)形凹槽，所述兩個矩形環(huán)形凹槽之間的下板上表面與上板下表面之間設有間隙，所述弧形環(huán)形凹槽外的上板的下表面和下板的上表面的連接處設有密封圈；靠外側(cè)的矩形環(huán)形凹槽位于上板下表面的弧形環(huán)形凹槽的正下方，靠外側(cè)的矩形環(huán)形凹槽與油道連通，所述油道與高頻閥連通，所述下板與模座固定連接；所述頂出機構(gòu)包括頂料塊、頂桿套和頂出桿，所述頂料塊位于凹模的正下方，所述頂料塊位于凹模套的中孔內(nèi)，所述頂板、上板、下板和模座的中央均開有中孔，所述頂桿套依次穿過所述頂板、上板和下板的中孔，所述頂桿套與所述下板固定連接，所述頂桿套與上板密封連接，所述頂出桿套裝在所述頂桿套內(nèi)，所述頂出桿的上端伸入所述凹模套的中孔并頂在所述頂料塊上。
2.如權(quán)利要求I所述的帶頂出桿的高頻顫振冷擠壓模具，其特征在于所述凸模嵌套在凸模鑲塊內(nèi)，所述凸模鑲塊與凸模套固定連接，所述凸模套與模板固定連接；所述凹模外設有凹模外圈，所述凹模外圈通過凹模壓套固定在凹模套內(nèi)。
3.如權(quán)利要求I或2所述的帶頂出桿的高頻顫振冷擠壓模具，其特征在于所述頂桿套與上板之間安裝O型密封圈，所述O型密封圈的上下側(cè)分別安裝擋圈。
4.如權(quán)利要求I或2所述的帶頂出桿的高頻顫振冷擠壓模具，其特征在于所述模板設有上導向孔，所述模座上設有下導向孔，導柱分別穿過所述上導向孔和下導向孔。
專利摘要一種帶頂出桿的高頻顫振冷擠壓模具，包括零件成形機構(gòu)、顫振發(fā)生機構(gòu)和頂出機構(gòu)，顫振發(fā)生機構(gòu)包括振動臺和高頻閥，振動臺包括頂板、上板和下板，頂出機構(gòu)包括頂料塊、頂桿套和頂出桿，所述頂料塊位于凹模的正下方，頂料塊位于凹模套的中孔內(nèi)，頂板、上板、下板和模座的中央均開有中孔，頂桿套依次穿過所述頂板、上板和下板的中孔，頂桿套與所述下板固定連接，頂桿套與上板密封連接，頂出桿套裝在所述頂桿套內(nèi)，頂出桿的上端伸入所述凹模套的中孔并頂在所述頂料塊上。本實用新型能提供足夠大的振動輸出力、較高的振動頻率以及較小的振幅，在完成復雜零件振動擠壓的同時并能保證其尺寸精度、頂出機構(gòu)簡單。
文檔編號B21C25/02GK202539245SQ20122007002
公開日2012年11月21日 申請日期2012年2月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月29日
發(fā)明者孟彬, 楊慶華, 林瓊, 陳鑫 申請人:浙江工業(yè)大學