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：
本發(fā)明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(yīng)用。然而在冷擠壓加工時，由于材料在室溫下的高流動應(yīng)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(jī)的噸位以及模具的要求也更加嚴(yán)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(dāng)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(fù)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(fù)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(fù)力來克服慣性力進(jìn)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(fù)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(jī)構(gòu)復(fù)雜的不足，本發(fā)明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(fù)雜零件振動擠壓的同時并能保證其尺寸精度、頂出機(jī)構(gòu)簡單的帶頂出桿的高頻顫振冷擠壓模具。本發(fā)明解決其技術(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(jī)構(gòu)，所述零件成形機(jī)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(jī)構(gòu)和頂出機(jī)構(gòu)，所述顫振發(fā)生機(jī)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(shè)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(shè)上下對稱的弧形環(huán)形凹槽，所述下板的上表面中部設(shè)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(shè)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(shè)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(jī)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(jìn)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(shè)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(jìn)一步，所述頂桿套與上板之間安裝0型密封圈，所述0型密封圈的上下側(cè)分別安裝擋圈。所述模板設(shè)有上導(dǎo)向孔，所述模座上設(shè)有下導(dǎo)向孔，導(dǎo)柱分別穿過所述上導(dǎo)向孔和下導(dǎo)向孔。本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思為零件頂出機(jī)構(gòu)中，頂料塊設(shè)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(shè)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(dāng)液壓油通過右路進(jìn)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(dāng)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(fù)到原始位置，便可進(jìn)行下一零件的擠壓工作。本發(fā)明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(fù)雜零件振動擠壓的同時并能保證其尺寸精度、頂出機(jī)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為定出裝置結(jié)構(gòu)圖。
圖7為液壓閥進(jìn)油狀態(tài)示意圖。
圖8為液壓閥出油狀態(tài)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)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(shè)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。
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(shè)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(yīng)位置設(shè)有凹槽，用以密封圈的安裝。下板的上表面設(shè)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(shè)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(yīng)位置裝有 0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0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(jìn)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(dāng)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(jī)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(shè)有密封0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(dāng)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(fù)到初始位置時即可進(jìn)行下一零件的擠壓工作。整個頂出機(jī)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(jī)構(gòu)的存在，使得本顫振擠壓模具的應(yīng)用范圍也大大的增加圖7-8為顫振器進(jìn)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(jī)驅(qū)動，使得沿閥芯臺肩周向均勻開設(shè)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(jìn)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(dāng)閥芯轉(zhuǎn)至圖7所示的位置時，P-A導(dǎo)通，壓力油進(jìn)入振動臺，振動臺上板凸臺部分變形突出；當(dāng)閥芯轉(zhuǎn)至圖8所示的位置時，A-T導(dǎo)通，液壓油流出振動臺，上板凸臺部分彈性端回復(fù)。高頻顫振器的工作頻率 f等于交流閥的閥心轉(zhuǎn)速n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(jī)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(jī)構(gòu)，所述零件成形機(jī)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(jī)構(gòu)和頂出機(jī)構(gòu)，所述顫振發(fā)生機(jī)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(shè)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(shè)上下對稱的弧形環(huán)形凹槽，所述下板的上表面中部設(shè)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(shè)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(shè)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(jī)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(shè)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(shè)有上導(dǎo)向孔，所述模座上設(shè)有下導(dǎo)向孔，導(dǎo)柱分別穿過所述上導(dǎo)向孔和下導(dǎo)向孔。
全文摘要
一種帶頂出桿的高頻顫振冷擠壓模具，包括零件成形機(jī)構(gòu)、顫振發(fā)生機(jī)構(gòu)和頂出機(jī)構(gòu)，所述顫振發(fā)生機(jī)構(gòu)包括振動臺和高頻閥，所述振動臺包括頂板、上板和下板，所述頂出機(jī)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。本發(fā)明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(fù)雜零件振動擠壓的同時并能保證其尺寸精度、頂出機(jī)構(gòu)簡單。
文檔編號B21C25/02GK102581054SQ201210050580
公開日2012年7月18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(xué)