一種扭轉(zhuǎn)振動(dòng)復(fù)合冷擠壓模具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種冷擠壓模具，更具體的說，涉及一種扭轉(zhuǎn)振動(dòng)復(fù)合冷擠壓模具。
【背景技術(shù)】
[0002]冷擠壓技術(shù)作為一種精密塑性成形技術(shù)，具有“優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗、低成本”等優(yōu)點(diǎn)，是一個(gè)國(guó)家汽車工業(yè)水平、工業(yè)化水平乃至現(xiàn)代化水平的一種重要標(biāo)志和反映。然而在冷擠壓生產(chǎn)產(chǎn)品時(shí)，毛坯受三向壓應(yīng)力作用使變形力顯著增大，同時(shí)由于對(duì)成形精度有要求，其材料在室溫下流動(dòng)應(yīng)力很大，加之本身形狀較為復(fù)雜，模具與坯料之間的摩擦力也阻礙著金屬坯料的流動(dòng)，越到成形的最后階段摩擦力越大，金屬流動(dòng)越困難，這樣最后階段的變形抗力往往會(huì)有一個(gè)階躍式的飛升，假使擠壓設(shè)備噸位不足，極易導(dǎo)致擠壓出來的零件形狀產(chǎn)生缺陷，同時(shí)巨大的變形抗力對(duì)模具材料和壽命也提出了更嚴(yán)酷的要求。因此，對(duì)于業(yè)內(nèi)稱為所謂的“難成形零件”而言，冷擠壓這些零部件需要大噸位的壓力機(jī)，而后者高昂的價(jià)格使得企業(yè)往往難以承受。顯然，如何降低成形過程尤其是最后階段的摩擦力和變形抗力，已經(jīng)成為冷擠壓技術(shù)應(yīng)用于“難成形零件”急需解決的問題。
[0003]在材料成形或加工過程中，如果對(duì)被加工材料(或模具)主動(dòng)施加一定方向的、頻率和振幅可控的振動(dòng)，則有可能得到一些有利于加工的結(jié)果，這種方式稱為振動(dòng)輔助加工或振動(dòng)加工。目前，振動(dòng)激勵(lì)的主要形式有:功率超聲、機(jī)械式、電磁式、液壓式等，其中功率超聲應(yīng)用最廣泛。
[0004]然而功率超聲具有輸出功率有限，通常為I?2kW，因此產(chǎn)生的激振力小，不適合冷擠壓加工；機(jī)械式激振結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，輸出激振力大，但上限頻率低，振幅和頻率調(diào)節(jié)困難；電磁式激振裝置能產(chǎn)生復(fù)雜的振動(dòng)波形，同時(shí)受到固有磁飽和限制，不易獲得較大激振力，加之設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)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(dòng)擠壓。
[0005]基于液壓驅(qū)動(dòng)的振動(dòng)方式能提供足夠大的激振力，其中一種形式是通過油液壓力迫使顫振缸頂板發(fā)生彈性變形來實(shí)現(xiàn)振動(dòng)，但由于金屬的彈性變形量無法精確控制，導(dǎo)致振動(dòng)的振幅無法預(yù)測(cè)和控制，這對(duì)于冷擠壓振動(dòng)加工的實(shí)際研究和應(yīng)用造成一定的阻礙和限制。同時(shí)，現(xiàn)有的基于液壓驅(qū)動(dòng)的振動(dòng)冷擠壓模具以軸向振動(dòng)為主，在振動(dòng)的同時(shí)需克服液壓機(jī)的擠壓力，所需激振力大。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]為克服已有的基于液壓驅(qū)動(dòng)的振動(dòng)擠壓模具，振幅和頻率無法精確控制，且顫振形式單一的缺陷，本實(shí)用新型提供了一種能夠提供扭轉(zhuǎn)顫振和軸向顫振的復(fù)合高頻顫振冷擠壓模具，在保證成形零件精度的同時(shí)促進(jìn)金屬流動(dòng)，降低成形擠壓力。
[0007]本實(shí)用新型所述扭轉(zhuǎn)振動(dòng)復(fù)合冷擠壓模具，包括成型機(jī)構(gòu)、軸向顫振發(fā)生機(jī)構(gòu)和扭轉(zhuǎn)顫振發(fā)生機(jī)構(gòu)，所述成型機(jī)構(gòu)包括上凸模、凹模、上模板、凸模固定圈、預(yù)應(yīng)力圈、壓緊圈、下凸模、凹模墊圈、凹模固定板、下模板，所述上凸模安裝在所述上模板的凸模固定圈內(nèi)，位于上凸模的正下方的所述凹模安裝在預(yù)應(yīng)力圈內(nèi)，所述凹模與正下方的所述凹模墊圈上端面接觸；所述下凸模安裝在凹模墊圈內(nèi)；所述壓緊圈套在所述預(yù)應(yīng)力圈的上部，所述壓緊圈通過螺栓固定在所述凹模固定板上；所述凹模固定板通過螺栓固定在下模板上；
[0008]所述軸向顫振發(fā)生機(jī)構(gòu)包括支撐板、連接板和軸向顫振發(fā)生器，上述的下模板通過螺栓與所述連接板相連，所述連接板通過一圈均布的螺栓與所述軸向顫振發(fā)生器連接，所述軸向顫振發(fā)生器通過螺栓固定在所述支撐板上；所述軸向顫振發(fā)生器由活塞、活塞桿焊接件、缸筒、上、下法蘭組成，所述活塞、活塞桿通過焊接的方式固定在一起，位于缸筒的中心。所述上、下法蘭分別通過螺栓固定在缸筒上，所述上、下法蘭上均開有油口 ；
[0009]所述扭轉(zhuǎn)顫振發(fā)生機(jī)構(gòu)包括扭轉(zhuǎn)顫振發(fā)生器，所述扭轉(zhuǎn)顫振發(fā)生器由兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的顫振缸組成，所述顫振缸與上述軸向顫振發(fā)生器結(jié)構(gòu)相同；所述兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的顫振缸位于同一平面上，且對(duì)稱設(shè)置于位于上述下模板的左右兩側(cè)；所述顫振缸通過活塞桿上的螺紋與下模板相連，并通過螺栓固定在支撐板上。
[0010]進(jìn)一步的，所述顫振發(fā)生器的活塞、活塞桿之間采用焊接形式固定，組成活塞、活塞桿焊接件。
[0011]進(jìn)一步的，所述顫振發(fā)生器的活塞、活塞桿焊接件與缸筒之間采用支撐環(huán)、格萊圈組成的組合密封，活塞、活塞桿焊接件與上、下法蘭之間采用防塵圈、斯特封、支撐環(huán)的組合密封形式，上、下法蘭和缸筒之間采用O型圈密封。
[0012]進(jìn)一步的，軸向顫振發(fā)生器、扭轉(zhuǎn)顫振發(fā)生器的兩個(gè)顫振缸采用獨(dú)立的高頻閥控制，且扭轉(zhuǎn)顫振發(fā)生器的兩個(gè)顫振缸的控制存在相位差。
[0013]所述軸向顫振發(fā)生器、扭轉(zhuǎn)顫振發(fā)生器的兩個(gè)顫振缸分別采用獨(dú)立的高頻閥控制。
[0014]所述活塞與缸筒、上、下法蘭與缸筒之間均采用組合密封的形式，由于振動(dòng)幅度較低，在顫振運(yùn)動(dòng)發(fā)生時(shí)不會(huì)破壞其密封性。
[0015]工作原理:以軸向顫振為例，通過高頻閥控制油液通過軸向顫振發(fā)生器上、下法蘭上的兩個(gè)油口進(jìn)油、出油，軸向顫振發(fā)生器的活塞將缸筒分割成上、下兩個(gè)油腔，通過對(duì)高頻閥輸入指定參數(shù)的振動(dòng)信號(hào)，可調(diào)控缸筒上下油腔內(nèi)的油液壓力，活塞與活塞桿在上下油腔壓力差的作用下，在缸筒內(nèi)進(jìn)行微幅的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，由于下模部分通過下模板、連接板直接與軸向顫振發(fā)生器相連，可實(shí)現(xiàn)凹模部分的微幅軸向顫振運(yùn)動(dòng)。扭轉(zhuǎn)顫振發(fā)生器的兩個(gè)顫振缸采用獨(dú)立的高頻閥控制，但控制相位不同，使兩個(gè)顫振缸的運(yùn)動(dòng)不同步，一個(gè)顫振缸的活塞伸出運(yùn)動(dòng)，一個(gè)顫振缸的活塞收縮運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)與其相連的下模板沿模具軸線作微幅扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，由于下模部分固定在下模板上，凹模隨下模板發(fā)生扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。通過控制兩個(gè)顫振缸的相位差和振幅可以調(diào)節(jié)扭轉(zhuǎn)顫振的幅值和頻率。
[0016]本實(shí)用新型的有益效果是:能分別提供軸向顫振、扭轉(zhuǎn)顫振，且振動(dòng)輸出力大、振動(dòng)頻率和幅值可控且相互獨(dú)立，在保證成形件精度的同時(shí)，促進(jìn)金屬流動(dòng)，避免成形件出現(xiàn)零件填充不滿等缺陷，并顯著降低成形擠壓力。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實(shí)用新型三維高頻顫振冷擠壓模具的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2是本實(shí)用新型三維高頻顫振冷擠壓模具的結(jié)構(gòu)示意圖俯視圖。
[0019]圖中，1-上模板；2-凸模固定圈；3_上凸模；4-凹模；5-預(yù)應(yīng)力圈；6_壓緊圈；7-凹模墊圈；8_凹模固定板；9_下模板；10-連接板；11-上法蘭；12_缸筒；13-活塞活塞桿焊接件；14-下法蘭；15-支撐板；16-扭轉(zhuǎn)顫振發(fā)生機(jī)構(gòu)；161-第一扭轉(zhuǎn)顫振缸；162-第二扭轉(zhuǎn)顫振缸；17-下凸模。
【具體實(shí)施方式】