專利名稱：一種分形旋壓模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及旋壓成形加工領(lǐng)域，具體是一種分形旋壓模具。
背景技術(shù)：
分形旋壓是成形整體車輪、輪轂以及整體式V形槽皮帶輪的先進工藝方法。在目前的分形旋壓工藝中，主動芯模大端與機床主軸通過機械方式聯(lián)接，從動芯模大端與尾頂也通過機械方式聯(lián)接,尾頂中心線與主軸中心線重合,毛坯的一個表面與主動芯模小端面配合，毛坯的另一個表面與從動芯模小端面配合。旋壓成形時，僅僅通過主動芯模施加給工件的摩擦力和工件施加給從動芯模的摩擦力，實現(xiàn)主動芯模、工件和從動芯模隨主軸的轉(zhuǎn)動。隨著分形旋壓過程的進行，旋輪的徑向進給深度不斷增加，而通過機床尾頂和主軸 施加作用于主動芯模和從動芯模的壓力基本不變，因而主動芯模和從動芯模與工件間的摩擦力也基本不變，而工件所受旋輪力不斷增大，工件轉(zhuǎn)動的阻力也不斷增大，因此導(dǎo)致摩擦力難以繼續(xù)帶動工件與從動芯模隨主軸同步轉(zhuǎn)動，并使工件產(chǎn)生滑動和偏心，甚至卡死不能轉(zhuǎn)動，從而影響旋壓加工過程的正常進行。迄今為止，對于分形旋壓成形技術(shù)的研究較少。報道的只有部分國外學(xué)者在二維的平面變形和大量簡化的三維變形基礎(chǔ)上，對分形旋壓成形機理、分形旋壓力能參數(shù)計算和材料流動規(guī)律等分形旋壓成形過程中的問題進行了少量研究，主要研究的失效方式為開裂及凸緣失穩(wěn)，對于分形旋壓工件滑動和偏心現(xiàn)象的提出及問題解決方法尚未見報道。
發(fā)明內(nèi)容為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的摩擦力難以繼續(xù)帶動工件與從動芯模隨主軸同步轉(zhuǎn)動，并使工件產(chǎn)生滑動和偏心，甚至卡死不能轉(zhuǎn)動，從而影響旋壓加工過程的正常進行的不足，本發(fā)明提出了一種分形旋壓模具。本發(fā)明包括主動芯模和從動芯模。所述主動芯模和從動芯模為回轉(zhuǎn)體，其縱截面呈梯形。所述主動芯模的小端面與從動芯模小端面分別與毛坯的一個表面配合。在主動芯模與毛坯配合的小端面和從動芯模與毛坯配合的小端面均有鍵，所述的鍵為十字形鍵或一對平鍵。當(dāng)所述鍵為十字形鍵時，該十字形鍵的幾何中心與所在端面的幾何中心重合。當(dāng)所述鍵為一對平鍵時，該一對平鍵位于所在端面的中部并對稱于該主動芯模小端面中心；所述位于主動芯模的小端面對稱分布的一對平鍵與位于從動芯模小端面對稱分布的一對平鍵之間90°交錯。在主動芯模的大端面中心有與機床主軸固聯(lián)的連接插桿。使用時，主動芯模上的十字形鍵或平鍵與從動芯模上的十字形鍵或平鍵分別插入毛坯的兩面與主動芯模和從動芯模端面配合的鍵槽中；鍵槽幾何中心與工件幾何中心重
口 o在本發(fā)明中，機床主軸施加給主動芯模的轉(zhuǎn)矩通過主動芯模上的鍵傳遞給工件，再通過工件和從動芯模配合的鍵實現(xiàn)工件與從動芯模隨主軸的轉(zhuǎn)動，從而使主動芯模、工件和從動芯模隨主軸同步轉(zhuǎn)動，防止工件相對芯模滑動；由于主動芯模和從動芯模上的鍵插入毛坯上分布的鍵槽中，對毛坯可以起到定位作用，防止偏心。因此，通過本發(fā)明可防止分形旋壓工件滑動和偏心，使旋壓加工過程順利進行。

圖I是有十字形鍵的主動芯模、毛坯與從動芯模的分形旋壓示意圖，其中圖Ia是主視圖，圖Ib是圖Ia的A向視圖；圖2是有平鍵的主動芯模、毛坯與從動芯模的分形旋壓示意圖，其中圖2a是主視圖，圖2b是圖2a的A向視圖；其中I.主動芯模2.毛坯3.從動芯模4.鍵
具體實施方式實施例一本實施例是一種用于整體式輪轂分形旋壓的有十字形鍵的分形旋壓模具。所述輪轂分形旋壓模具用于成形安裝面直徑為120mm的輪轂。本實施例采用圓形LF21M鋁合金為毛還材料，該毛還直徑為200臟、毛還厚度& = IOmm ;由于所成形輪轂安裝面直徑為120mm,所以主動芯模和從動芯模小端面的直徑d均為120mm。本實施例包括主動芯模I和從動芯模3。所述主動芯模I為縱截面呈倒梯形的回轉(zhuǎn)體，該主動芯模I的圓周表面為輪轂的成形面。在所述主動芯模I的大端面中心有與機床主軸固聯(lián)的連接插桿，在主動芯模I的小端面中心有鍵4，本實施例中，主動芯模I的中心的鍵為十字形鍵，該十字形鍵幾何中心與該小端面幾何中心重合。從動芯模為縱截面正呈梯形的回轉(zhuǎn)體，該從動芯模3的圓周表面為輪轂的成形面；在從動芯模3的小端面中心有鍵4，本實施例中，從動芯模3的小端面中心的鍵為十字形鍵。使用時，通過主動芯模中心的連接插桿將主動芯模與機床主軸固聯(lián)，從動芯模3位于主動芯模I的下方。毛坯2位于主動芯模I和從動芯模3之間，并且在該毛坯的上表面和下表面分別加工有與主動芯模I和從動芯模3上的十字形鍵配合的十字形鍵槽。將主動芯模上的十字形鍵與從動芯模上的十字形鍵分別插入毛坯2上分布的十字形鍵槽中。機床上的尾頂頂在從動芯模3大端面中心，將從動芯模3與毛坯2和主動芯模I固緊。實施例二本實施例是一種用于整體式輪轂分形旋壓的有平鍵的分形旋壓模具，所述輪轂分形旋壓模具用于成形安裝面直徑為120mm的輪轂。本實施例采用圓形LF21M鋁合金為毛坯材料，該毛坯直徑為200mm、毛坯厚度tQ = IOmm ;由于所成形輪轂安裝面直徑為120mm，所以主動芯模和從動芯模小端的直徑d均為120mm。本實施例包括主動芯模I和從動芯模3。所述主動芯模I為縱截面呈倒梯形的回轉(zhuǎn)體，該主動芯模I的圓周表面為輪轂的成形面。在所述主動芯模I的大端面中心有與機床主軸固聯(lián)的連接插桿，在主動芯模I的小端面有鍵4，本實施例中，所述主動芯模I小端面的鍵4為一對平鍵。所述的一對平鍵位于所在端面的中部并對稱于該主動芯模小端面中心。從動芯模為縱截面正呈梯形的回轉(zhuǎn)體，該從動芯模3的圓周表面為輪轂的成形面；在從動芯模3的小端面有鍵4，本實施例中，所述從動芯模3小端面的鍵4為一對平鍵。所述的一對平鍵位于所在端面的中部并對稱于該主動芯模小端面中心。所述位于主動芯模I的下表面對稱分布的一對平鍵與位于從動芯模3小端面對稱分布的一對平鍵之間90°交錯。使用時，通過主動芯模中心的連接插桿將主動芯模與機床主軸固聯(lián)，從動芯模3位于主動芯模I的下方，并使位于主動芯模小端面的一對平鍵與從動芯模上表面的一對平鍵之間90°交錯。毛坯2位于主動芯模I和從動芯模3之間，并且主 動芯模上的平鍵與從動芯模上的平鍵插入毛坯2上分布的各鍵槽中。機床上的尾頂頂在從動芯模3大端面中心，將從動芯模3與毛坯和主動芯模I固緊。
權(quán)利要求1.一種分形旋壓模具，包括主動芯模和從動芯模；所述主動芯模和從動芯模均為縱截面呈倒梯形的回轉(zhuǎn)體，該主動芯模和從動芯模的圓周表面均為輪轂的成形面；在所述主動芯模的大端面中心有與機床主軸固聯(lián)的連接插桿；其特征在于，在主動芯模與毛坯配合的小端面和從動芯模與毛坯配合的小端面均有鍵，所述的鍵為十字形鍵或一對平鍵；當(dāng)所述鍵為十字形鍵時，該十字形鍵的幾何中心與所在端面的幾何中心重合；當(dāng)所述鍵為一對平鍵時，該一對平鍵位于所在端面的中部并對稱于該主動芯模小端面中心；所述位于主動芯模的小端面對稱分布的一對平鍵與位于從動芯模小端面對稱分布的一對平鍵之間90°交錯。
專利摘要一種分形旋壓模具。所述的分形旋壓模具包括主動芯模和從動芯模。在主動芯模和從動芯模與毛坯配合的表面有十字形鍵或一對平鍵。使用時，主動芯模上的十字形鍵或一對平鍵與從動芯模上的十字形鍵或一對平鍵分別插入毛坯的兩面與主動芯模和從動芯模小端面配合的鍵槽中，使機床主軸施加給主動芯模的轉(zhuǎn)矩通過主動芯模上的十字形鍵或平鍵傳遞給工件，再通過工件和從動芯模配合的十字形鍵或平鍵實現(xiàn)工件與從動芯模隨主軸的轉(zhuǎn)動，從而使主動芯模、工件和從動芯模隨主軸同步轉(zhuǎn)動，防止工件相對芯?；瑒樱挥捎谥鲃有灸：蛷膭有灸Ｉ系氖中捂I或平鍵插入毛坯上分布的鍵槽中，對毛坯起到定位作用，防止偏心。
文檔編號B21D37/00GK202570977SQ201220171359
公開日2012年12月5日 申請日期2012年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月21日
發(fā)明者詹梅, 王巧玲, 石豐, 翟華東, 楊合 申請人:西北工業(yè)大學(xué)