专利名称：一种汽车零件冷挤压模具的制作方法
技术领域：
本发明属于合金材料挤压成形技术领域，具体涉及一种汽车零件冷挤压模具。
背景技术：
汽车工业作业国民经济的支柱产业，发展极其迅速。如何限制能源用量，提高能源利用率，减少废气排放量，对保护生态环境和人们的生活环境尤为重要。目前，人们已能对铅、锡，铝、铜、锌及其合金、低碳钢、中碳钢、工具钢、低合金钢与不锈钢等金属进行制造零件，根据材料性质及零件的复杂程度出现的有高压、低压、重力、翻砂、熔模、陶瓷铸造、车肖IJ、钻削、铣削、磨加工等，甚至对轴承钢、高碳高铝合金工具钢、高速钢只能采用、车削、钻肖IJ、铣削、磨加工、热锻法，其加工量大加工时间过长，造成生产成本大，生产效率低下，由于 其材料性质具体的零件只能选择单一的铸造法，且模具、机台设备投入较大，表面处理及热处理等各后道工序增加，无形中增加了生产成本。
发明内容本实用新型的目的是提供一种汽车零件冷挤压模具，代替铸、锻、拉深及切削加工；温热挤压、等温挤压、静液挤压及高速挤压工艺，所用的原材料种类多，表面处理与润滑方法更理想，毛坯和制件能安全自动地进料与出件，可以批量高效生产，减少模具投入成本,减少生产工序。本发明是通过以下技术方案来实现的一种汽车零件冷挤压模具，该模具包括上模板I、上凸模2、凹模固定圈8、预应力套10和下凹模16，其特征在于上凸模2与下凹模16之间组成模腔，上凸模2设置在上模板I内，其上模板I由螺杆I、螺母7、夹板3和垫块6固定连接在上模底板5上，预应力套10内设置有下凹模16,在下凹模16下方设置有垫模17,在预应力套10上方设置有凹模固定圈8，凹模固定圈8通过双头螺杆9、螺母16连接在预应力套10上，预应力套10通过螺母11、夹板12、垫块13固定连接在下模底板14上，推杆15设置在垫模18下部，油缸20设置在下模底板14下部与推杆15连接。上述所述的上凸模2由材质为2Crl2MoV制成，其热处理后硬度达到60—64HRC。上述所述的下凹模16采用三层组合凹模方式，由模芯和两层预应力圈组合而成，预应力圈之间径向过盈装配斜角0. 5度，单位承受压力1400—2500MPa，上述所述的下凹模16两层预应力圈由材质为40Cr制成，其热处理后硬度达到45—47HRC。上述所述的预应力套10为圆形上小下大内部贯穿。上述所述的推杆15由材料为Cr 12制成，其热处理后硬度达到58—62HRC。上述所述上模底板5与下模底板14通过四个导柱19作滑动配合，在上模底板5与下模底板14上设置有能够容纳螺杆4固定装置的T型槽。本发明的有益效果[0013]采用上述结构后，本实用新型的冷挤压模具结构设计简单，所使用的专用机台为液压机，挤压零件尺寸准确表面光洁，节约原材料，生产率高，可加工形状复杂的零件，冷挤压件强度高、刚性好而重量轻，工序的更换直接更换上凸模2与下凹模17，模具更换及维护快速方便，从而减少了特种设备的投入，优化了生产工序，降低了生产工装成本。
图IA-图ID为本实用新型冷挤压零件的工艺流程示意图。图2为本实用新型冷挤压模具结构示意图。图3为本实用新型下凹模结构示意图。图4为本实用新型上凸模正面结构示意图。图5为本实用新型上凸模仰视图。图中，上模板I、上凸模2、夹板3、螺杆4、上模底板5、垫块6、螺母7、凹模固定圈8、双头螺杆9、预应力套10、螺母11、夹板12、垫块13、下模底板14、推杆15、螺母16、下凹模17、垫模18、导柱19、油缸20。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步描述一种汽车零件冷挤压模具，该模具包括上模板I、上凸模2、凹模固定圈8、预应力套10和下凹模16，其上凸模2与下凹模16之间组成模腔，上凸模2设置在上模板I内，所述的上凸模2由材质为2Crl2MoV制成，其热处理后硬度达到60—64HRC。其上模板I由螺杆I、螺母7、夹板3和垫块6固定连接在上模底板5上，预应力套10内设置有下凹模16，所述的下凹模16采用三层组合凹模方式，由模芯和两层预应力圈组合而成，预应力圈之间径向过盈装配斜角0. 5度，单位承受压力1400—2500MPa，下凹模16两层预应力圈由材质为40Cr制成，其热处理后硬度达到45—47HRC。在下凹模16下方设置有垫模17,在预应力套10上方设置有凹模固定圈8,凹模固定圈8通过双头螺杆9、螺母16连接在预应力套10上，上述所述的预应力套10为圆形上小下大内部贯穿，预应力套10通过螺母11、夹板12、垫块13固定连接在下模底板14上，推杆15设置在垫模18下部，所述的推杆15由材料为Crl2制成，其热处理后硬度达到58—62HRC，所述上模底板5与下模底板14通过四个导柱19作滑动配合，在上模底板5与下模底板14上设置有能够容纳螺杆固定装置的T型槽，油缸20设置在下模底板14下部与推杆15连接，油缸20上有两个接头，一个出油孔、一个进油孔，分别与机台油压部份连接。冷挤压的加工方法是利用金属材料塑性变形的原理，在室温的条件下，将冷金属毛坯放入装在压力机上的模具型腔内，在强大的压力和一定的速度作用下，迫使毛坯产生塑性流动，通过凸模与凹模的间隙或凹模的出口，挤出空心或断面比毛坯小的实心零件，可获得所需一定形状及尺寸，还具有较高力学性能挤压件的工艺技术。为了提高凹模的强度其凹模采用横向或纵向剖分结构，防止纵向裂纹产生，利用过盈配合，用一个或两个预应力圈将凹模紧套起来而制成的多层凹模结构，由于组合凹模中的内凹模与预应力圈采用过盈配合，压入后两者的接触面产生接触预应力。因此，组合凹模挤压时，内凹模所产生的切向拉应力就被抵消而减小，而预应力圈上所产生的切向拉应力被叠加而增加。这样，内凹模与预应力圈的切向应力趋于相同。如果组合凹模预应力圈的尺寸选择得适当，过盈量也足够大，甚至可以使内凹模得内壁在挤压时完全没有切向拉应力，由于单位挤压力较大，本次设计的两套模具均采用三层预应组合凹模。工作时把经过退火、表面处理后的金属毛坯先放在冷挤压模腔中，在室温下，通过压力机上固定的凸模向毛坯施加压力，使金属毛坯产生塑性变形而制得零件，其冷挤压技术的优点是1、挤压零件尺寸准确表面光洁目前我国研制的冷挤压件一般尺寸精度可达8 9级，若采用理想的润滑可达(指纯铝和紫铜零件)，仅次于精抛光表面。因此用冷挤压方法制造的零件，一般不需要再加工，少量的只需精加工(磨削)。2、节约原材料冷挤压件材料利用率通常可以达到80%以上，可以节约大量钢材和有色金属材料。3、生产率高用冷挤压方法生产机械零件的效率是非常高的，特别是生产批量大的零件，用冷挤压方法生产可比切削加工提高几倍、几十倍、甚至几百倍。一台冷挤压自动机的生产率相当于100台普通车床或10台四轴自动车床的生产率。4、可加工形状复杂的零件如异形截面、内齿、异形孔及盲孔等，这些零件采用其它加工法难以完成，用冷挤压加工却十分方便，所示的零件，能方便的挤出。5、冷挤压件强度高、刚性好而重量轻由于冷挤压采用金属材料冷变形 的冷作强化特性，即挤压过程中金属毛坯处于三向压应力状态，变形后材料组织致密、且具有连续的纤维流向，因而制件的强度有较大提高，这样就可用低强度材料代替高强度材料，冷挤压法高于切削加工法制造活塞销。由于工序设置的不同，从而需要不间断的更换模具，上凸模2需要更换时，将上模板I上螺杆4与螺母7拆卸掉就可拆下更换上凸模2，下凹模17需要更换时，将螺母16、双头螺杆9拆卸掉就可更换下凹模17与垫模18，更换模具时设置在下模底板14下面的推杆15和油缸20不再拆卸，工序的更换直接更换上凸模2与下凹模17，模具设计及更换简单，更换及维护快速方便。
权利要求1.一种汽车零件冷挤压模具，该模具包括上模板(I)、上凸模(2)、凹模固定圈(8)、预应力套(10)和下凹模(16)，其特征在于上凸模(2)与下凹模(16)之间组成的模腔形状与所要成形的定套结构吻合，上凸模(2)设置在上模板(I)内，其上模板(I)由螺杆(I)、螺母(7)、夹板(3)和垫块￠)固定连接在上模底板(5)上，预应力套(10)内设置有下凹模(16)，在下凹模(16)下方设置有垫模(17)，在预应力套(10)上方设置有凹模固定圈(8)，凹模固定圈(8)通过双头螺杆(9)、螺母(16)连接在预应力套(10)上，预应力套(10)通过螺母(11)、夹板(12)、垫块(13)固定连接在下模底板(14)上，推杆(15)设置在垫模(18)下部。
2.根据权利要求I所述的一种汽车零件冷挤压模具，其特征是所述的上凸模(2)由材质为2Crl2MoV制成，其热处理后硬度达到60—64HRC。
3.根据权利要求I所述的一种汽车零件冷挤压模具，其特征是所述的下凹模(16)采用三层组合凹模方式，由模芯和两层预应力圈组合而成，预应力圈之间径向过盈装配斜角O.5度，单位承受压力1400—2500MPa。
4.根据权利要求I所述的一种汽车零件冷挤压模具，其特征是所述的下凹模(16)两层预应力圈由材质为40Cr制成，其热处理后硬度达到45—47HRC。
5.根据权利要求I所述的一种汽车零件冷挤压模具，其特征是所述的预应力套(10)为圆形上小下大内部贯穿。
6.根据权利要求I所述的一种汽车零件冷挤压模具，其特征是所述的推杆(15)由材料为Crl2制成，其热处理后硬度达到58—62HRC。
7.根据权利要求I所述的一种汽车零件冷挤压模具，其特征是所述上模底板(5)与下模底板(14)通过四个导柱(19)作滑动配合，在上模底板(5)与下模底板(14)上设置有能够容纳螺杆(4)固定装置的T型槽。
专利摘要一种汽车零件冷挤压模具，属于合金材料挤压成形技术领域，该模具包括上模板(1)、上凸模(2)、凹模固定圈(8)、预应力套(10)和下凹模(16)，上凸模(2)与下凹模(16)之间组成模腔，上凸模(2)设置在上模板(1)内，预应力套(10)内设置有下凹模(16)，在下凹模(16)下方设置有垫模(17)，在预应力套(10)上方设置有凹模固定圈(8)，凹模固定圈(8)通过双头螺杆(9)、螺母(16)连接在预应力套(10)上，预应力套(10)通过螺母(11)、夹板(12)、垫块(13)固定连接在下模底板(14)上，推杆(15)设置在垫模(18)下部，毛坯能安全自动地进出料，批量高效生产，模具投入成本少。
文档编号B21C25/02GK202506687SQ20122008857
公开日2012年10月31日 申请日期2012年3月9日 优先权日2012年3月9日
发明者张志军 申请人:张志军