本發(fā)明屬于擠壓成形的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種內(nèi)孔雙面凸臺(tái)復(fù)合擠壓成形模具及成形方法。
背景技術(shù)：
為了增加齒輪嵌合到軸上的強(qiáng)度，一般在齒輪兩側(cè)采用雙面凸臺(tái)結(jié)構(gòu)，針對(duì)內(nèi)孔雙面凸臺(tái)結(jié)構(gòu)，業(yè)內(nèi)人士一直在探索，但至今為止仍未得出成形質(zhì)量好、易于實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)的加工方法。一些學(xué)者試圖按照最簡(jiǎn)單的工藝方法進(jìn)行雙面拉深，但是只憑普通的模具和簡(jiǎn)單的工藝過(guò)程控制是達(dá)不到要求的，往往會(huì)造成材料變形量過(guò)大，產(chǎn)品在成形過(guò)程中就發(fā)生斷裂，最終難以成形理想的結(jié)構(gòu)。如果用帶孔的圓鋼板采取旋壓的方法來(lái)產(chǎn)生內(nèi)孔雙面凸臺(tái)，也會(huì)出現(xiàn)很多不良后果，因?yàn)閷?duì)這種形狀材料的旋壓會(huì)改變并破壞材料原有的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)和金屬流線(xiàn)，從而極大的降低金屬的原有強(qiáng)度；同時(shí)，用這種制品做坯料加工出來(lái)的凸臺(tái)表面極其粗糙，很不美觀(guān)。如果采用最簡(jiǎn)潔的焊接工藝，將凸臺(tái)結(jié)構(gòu)直接焊接在帶孔板料兩側(cè)，可以快速形成內(nèi)孔雙面凸臺(tái)結(jié)構(gòu)，但此種成形方法存在很大的局限性。采用焊接成形，由于局部加熱導(dǎo)致被焊工件各部位溫度不均勻，在冷卻后由于熱脹冷縮和塑性變形情況的差異，焊接結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力與變形，并且可能有裂紋、氣孔夾渣、未焊透等缺陷。其中，最危險(xiǎn)的缺陷是裂紋，它嚴(yán)重影響焊接件的安全性及使用性能。因此，采用焊接工藝，雖簡(jiǎn)化了零件結(jié)構(gòu)，但會(huì)帶來(lái)焊接質(zhì)量問(wèn)題從而造成事故發(fā)生，并且焊縫影響產(chǎn)品的美觀(guān)，因而這種工藝方法實(shí)際上并不可行。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述存在的問(wèn)題，提供一種內(nèi)孔雙面凸臺(tái)復(fù)合擠壓成形模具及成形方法，成形工藝簡(jiǎn)潔，成形過(guò)程易于控制，凸臺(tái)高度易于控制，成形件內(nèi)部組織致密，表面質(zhì)量好。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種內(nèi)孔雙面凸臺(tái)復(fù)合擠壓成形模具，其特征在于，包括凸模組件、凹模組件和導(dǎo)向組件，所述凸模組件包括頂板和凸模，凸模頂部與頂板底部中心相連，所述凹模組件包括底座、凹模、中心軸和反頂裝置，凹模與底座的中心凹槽相配置定位，中心軸豎直設(shè)于底座中心，凹模中心設(shè)有第一定位孔，凸模中心設(shè)有第二定位孔，中心軸頂部穿過(guò)第一定位孔插入第二定位孔，反頂裝置包括數(shù)根反頂桿和反頂盤(pán)，數(shù)根反頂桿沿周向均勻間隔設(shè)于反頂盤(pán)上，反頂桿頂部依次穿過(guò)底座及凹模上的通孔，并可沿通孔滑動(dòng)，所述導(dǎo)向組件兩端分別與頂板底部及底座頂部相連，頂板可沿導(dǎo)向組件移動(dòng)。
按上述方案，所述導(dǎo)向組件包括導(dǎo)向套和導(dǎo)向桿，導(dǎo)向套豎直固定于所述頂板底部?jī)蓚?cè)，導(dǎo)向桿豎直固定于底座頂部?jī)蓚?cè)，導(dǎo)向桿與導(dǎo)向套套接配置。
按上述方案，所述凸模與頂板通過(guò)連接套相連，所述連接套兩側(cè)與頂板底部相連，連接套內(nèi)壁設(shè)有止口，凸模外壁設(shè)有凸耳，止口與凸耳卡合配置。
按上述方案，所述中心軸外徑與成形件的凸臺(tái)內(nèi)徑相等，所述第一、第二定位孔的孔徑與成形件的凸臺(tái)外徑相等。
一種內(nèi)孔雙面凸臺(tái)復(fù)合擠壓成形方法，其特征在于，包括如下步驟：
s1)坯料制備，在圓鋼板坯料上預(yù)沖孔，孔的直徑等于成形件的凸臺(tái)的內(nèi)徑；
s2)模具安裝，將凸模和凹模中心對(duì)正安裝，將帶孔的圓鋼板坯料通過(guò)中心軸定位放置在凹模上；
s3)擠壓成形，頂板帶動(dòng)凸模下行，通過(guò)導(dǎo)向套沿導(dǎo)向桿下移，凸模慢速擠壓坯料成形，形成雙面凸臺(tái)；
s4)成形件頂出，凸模上行，反頂桿上行，頂出成形零件。
本發(fā)明的有益效果是：提供一種內(nèi)孔雙面凸臺(tái)復(fù)合擠壓成形模具及成形方法，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，成形方案簡(jiǎn)單可靠、易于操作，與雙面拉深工藝相比，成形步驟減少，過(guò)程易于控制，且凸臺(tái)結(jié)構(gòu)中最為核心的凸臺(tái)高度可根據(jù)板料的厚度自行控制，極大的解決了現(xiàn)有技術(shù)中凸臺(tái)高度受限的問(wèn)題，與焊接工藝相比，采用復(fù)合擠壓成形的零件表面質(zhì)量好，內(nèi)部組織均勻，不會(huì)產(chǎn)生裂紋等明顯缺陷，成形件內(nèi)部組織致密，表面質(zhì)量好，且成本較低，可批量生產(chǎn)。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的成形過(guò)程剖視圖。
其中：1-凸模；2-頂板；3-凹模；4-反頂桿；5-反頂盤(pán)；6-底座；7-中心軸；8-坯料；9-連接套；10-導(dǎo)向套；11-導(dǎo)向桿；12-凸臺(tái)。
具體實(shí)施方式
為更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
如圖1所示，一種內(nèi)孔雙面凸臺(tái)復(fù)合擠壓成形模具，包括凸模組件、凹模組件和導(dǎo)向組件，凸模組件包括頂板2和凸模1，凸模頂部與頂板底部中心通過(guò)連接套9相連，連接套兩側(cè)與頂板底部相連，連接套內(nèi)壁設(shè)有止口，凸模外壁設(shè)有凸耳，止口與凸耳卡合配置；凹模組件包括底座6、凹模3、中心軸7和反頂裝置，凹模與底座的中心凹槽相配置定位，中心軸豎直設(shè)于底座中心，凹模中心設(shè)有第一定位孔，凸模中心設(shè)有第二定位孔，中心軸頂部穿過(guò)第一定位孔插入第二定位孔，反頂裝置包括數(shù)根反頂桿4和反頂盤(pán)5，數(shù)根反頂桿沿周向均勻間隔設(shè)于反頂盤(pán)上，其頂部依次穿過(guò)底座及凹模上的通孔，并可沿通孔滑動(dòng)；導(dǎo)向組件包括導(dǎo)向套10和導(dǎo)向桿11，導(dǎo)向套豎直固定于頂板底部?jī)蓚?cè)，導(dǎo)向桿豎直固定于底座頂部?jī)蓚?cè)，導(dǎo)向桿與導(dǎo)向套套接配置。
中心軸外徑與成形件的凸臺(tái)12內(nèi)徑相等，第一、第二定位孔的孔徑與成形件的凸臺(tái)外徑相等。
采用上述模具進(jìn)行成形加工包括如下步驟：
1)坯料制備，在圓鋼板坯料8上預(yù)沖孔，孔的直徑等于成形件的凸臺(tái)的內(nèi)徑；
2)模具安裝，將凸模和凹模中心對(duì)正安裝，將帶孔的圓鋼板坯料通過(guò)中心軸定位放置在凹模上；
3)擠壓成形，頂板帶動(dòng)凸模下行，通過(guò)導(dǎo)向套沿導(dǎo)向桿下移，凸模慢速擠壓坯料成形，形成雙面凸臺(tái)；
4)成形件頂出，凸模上行，反頂桿上行，頂出成形零件。
實(shí)施例一：
針對(duì)于一個(gè)外徑d1為40mm、內(nèi)徑d3為15mm、厚度t為6mm的坯料，需要形成內(nèi)孔雙面凸臺(tái)，凸臺(tái)的外徑d2為20mm，凸臺(tái)內(nèi)徑與坯料內(nèi)徑d3相等為15mm，高度h為8mm。
根據(jù)體積不變?cè)恚髁虾穸确较驕p少的體積等于凸臺(tái)的體積總和：