专利名称：带顶出杆的高频颤振冷挤压模具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种冷挤压模具。
背景技术：
由于冷挤压具有“生产效率高，材料利用率高、零件性能好”等诸多优点，因此在工业生产中已被广泛应用。然而在冷挤压加工时，由于材料在室温下的高流动应力，在坯料成形终了时，变形抗力急剧上升，同时模具与坯料之间的摩擦力也阻碍着金属坯料的流动，不仅如此，高的变形抗力和摩擦力对于压力机的吨位以及模具的要求也更加严格。随着对这一问题的不断探究，人们发现将高频振动加入到线材、管材拉拔等成形过程当中，可以有效的降低成形力。目前作为高频振源主要以大功率超声波为主，由于功率超声波由于功率受到限制，不能提供足够大的输出力，因此，不能满足大尺寸、形状复杂的零件的挤压要求。基于液压驱动的振动方式能提供足够大的输出力，但常规的液压振动是通过液压缸活塞往复运动产生振动，由于活塞具有一定的质量再加上载荷，频率高时加速度大，惯性力和阻尼力都很大，需要极大的回复力来克服惯性力进行振动，因此，实现高频振动难度非常大。此外，由于活塞往复运动而产生的振动振幅通常较大，成形件的尺寸精度难以得到保证。
发明内容
为了克服已有的高频冷挤压模具的不能实现大尺寸件高频振动以及成形件尺寸精度未能得到保证、顶出机构复杂的不足，本发明提供一种能提供足够大的振动输出力、较高的振动频率以及较小的振幅，在完成复杂零件振动挤压的同时并能保证其尺寸精度、顶出机构简单的带顶出杆的高频颤振冷挤压模具。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是—种带顶出杆的高频颤振冷挤压模具,包括零件成形机构，所述零件成形机构包括凸模和凹模，所述凸模与模板固定连接，所述凹模位于凸模的正下方，所述凹模安装在凹模套内，其特征在于所述高频颤振冷挤压模具还包括颤振发生机构和顶出机构，所述颤振发生机构包括颤振台和高频阀，所述颤振台包括顶板、上板和下板，所述上板的中部设有凸台，所述凸台与顶板固定连接，所述顶板与凹模套固定连接，所述凸台周围的上板开设上下对称的弧形环形凹槽，所述下板的上表面中部设有两个矩形环形凹槽，所述两个矩形环形凹槽之间的下板上表面与上板下表面之间设有间隙，所述弧形环形凹槽外的上板的下表面和下板的上表面的连接处设有密封圈；靠外侧的矩形环形凹槽位于上板下表面的弧形环形凹槽的正下方，靠外侧的矩形环形凹槽与油道连通，所述油道与高频阀连通，所述下板与模座固定连接；所述顶出机构包括顶料块、顶杆套和顶出杆，所述顶料块位于凹模的正下方， 所述顶料块位于凹模套的中孔内，所述顶板、上板、下板和模座的中央均开有中孔，所述顶杆套依次穿过所述顶板、上板和下板的中孔，所述顶杆套与所述下板固定连接，所述顶杆套与上板密封连接，所述顶出杆套装在所述顶杆套内，所述顶出杆的上端伸入所述凹模套的中孔并顶在所述顶料块上。进一步，所述凸模嵌套在凸模镶块内，所述凸模镶块与凸模套固定连接，所述凸模套与模板固定连接；所述凹模外设有凹模外圈，所述凹模外圈通过凹模压套固定在凹模套内。再进一步，所述顶杆套与上板之间安装0型密封圈，所述0型密封圈的上下侧分别安装挡圈。所述模板设有上导向孔，所述模座上设有下导向孔，导柱分别穿过所述上导向孔和下导向孔。本发明的技术构思为零件顶出机构中，顶料块设置在凹模套的中心孔底部。顶出杆套与下板配合后，通过焊接固定，以保证油腔的密封性。顶出杆套与上板之间设有密封圈，由于颤振台的振幅微小，因此不会影响密封效果。顶出杆安装在顶出杆套内，上端与顶料块底部留有一定的间隙，下端与顶出控制端连接。工作时，固定好模具与颤振台。对于颤振台，当液压油通过右路进入颤振缸体上下板之间的空隙时，内部压强增大，使得上板圆环凹槽内侧部分向上偏移；当油流出上下板之间的空隙时，其压强回到原态，上板圆环凹槽内侧部分回到初始位置。通过液压阀控制液压油进入与流出的频率，以及液压油的压强，即可实现颤振台以一定的频率和振幅进行振动。 而成形部分，凹模套固定在颤振台顶板上，因此将随着顶板进行周期性颤振，从而实现了零件的高频颤振挤压。对于完成的零件，控制顶出杆上移，从而带动顶料块将零件顶出凹模内。顶出杆回复到原始位置，便可进行下一零件的挤压工作。本发明的有益效果主要表现在能提供足够大的振动输出力、较高的振动频率以及较小的振幅，在完成复杂零件振动挤压的同时并能保证其尺寸精度、顶出机构简单。
图I为带顶出杆的高频颤振冷挤压模具的结构图。
图 2为颤振台结构图。
图3为颤振台俯视图。
图4为I部分结构图。
图5为II部分结构图。
图6为定出装置结构图。
图7为液压阀进油状态示意图。
图8为液压阀出油状态示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步描述。图I为带顶出杆的高频颤振冷挤压模具整体结构图。凸模2嵌套在凸模镶块3内， 再由凸模套5和螺栓4固定在模板I上，凹模部分采用组合凹模形式，凹模6以及凹模外圈 7通过凹模压套8固定在凹模套10内。凹模套内圈设有顶料块9。凹模套10与顶板12连接，将模具成形部分固定在颤振台上。颤振台固定在模座16上。
参考图2-5，颤振台为组合式结构。顶板12固定在上板13的凸台部分。上板13 的凸台周围设有上下对称的弧形圆环凹槽22。由于凹槽的存在，使得上板凹槽内侧部分在受力情况下具有一定的弹性。上板与顶杆套11对应位置设有凹槽，用以密封圈的安装。下板的上表面设有两个截面为矩形的环形凹槽19，使得上下板之间存在一定的空隙，作为工作时的油腔。在两个凹槽之间有凸台，凸台与上板之间留有微小的空隙20，以限制颤振台工作时的振动幅值。在下板的一侧开设油道24，其一端与上下板之间的空隙连通，一端与油源连接。顶杆套11与下板14配合好后通过焊接21固定。在顶杆套与上板对应位置装有 0型密封圈18，由于顶出杆套11与上板13存在相对运动，且上下板空隙内压强较大，因此在0型圈两侧分别装有挡圈17。上下板间位于凹槽外侧部分亦装有密封圈23，保证了油腔良好的密封性。工作时，液压油通过油道进入油腔，使得内部压强增大，迫使上板凹槽内侧部分向上偏移微小距离；当液压油流出油腔后，内部压强回到原态，则凹槽内侧部分又回到初始位置。通过液压阀控制液压油流入和流出的频率，以及液压油的压强，即可实现颤振台以一定周期和振幅的振动。图6为顶出机构结构图。顶料块9位于凹模套10中心孔内。顶出杆套11与下板 14配合并通过焊接固定。顶出杆套与上板13之间设有密封0型圈，由于颤振振幅微小，因此不会影响密封效果。顶出杆15安装在顶出杆套11内，顶出杆上端与顶料块9留有一定间隙，下端与顶出控制端连接。当零件挤压成形后，控制顶出杆15上顶，从而带动顶料块9 将零件顶出模具内。顶出杆15回复到初始位置时即可进行下一零件的挤压工作。整个顶出机构结构简单，与颤振台的连接也较为合理。由于顶出机构的存在，使得本颤振挤压模具的应用范围也大大的增加图7-8为颤振器进出油状态示意图，系统由液压油源、高频阀III和振动台IV组成。液压阀中阀芯25的旋转由伺服电机驱动，使得沿阀芯台肩周向均匀开设的沟槽与阀套 26上的窗口相配合的阀口面积大小成周期性变化，由于相邻台肩上的沟槽相互错位，因而使得进出颤振缸的流量大小及方向发生周期性的变化。工作时，当阀芯转至图7所示的位置时，P-A导通，压力油进入振动台，振动台上板凸台部分变形突出；当阀芯转至图8所示的位置时，A-T导通，液压油流出振动台，上板凸台部分弹性端回复。高频颤振器的工作频率 f等于交流阀的阀心转速n与阀心槽口和阀套窗口之间的每转通断次数m的乘积。若阀心槽口数Z1与阀套窗口数Z2相等，全部阀口同时开闭，称之为全开口型，阀心每转的通断次数即为阀心槽口数21，通流面积为全部阀口面积之和，可以通过较大的流量。若阀心槽口数Z1 与阀套窗口数Z2不相等，阀芯转过一定角度时，部分阀口打开，为部分开口型。部分开口型的流通面积比全开口要小，但通过增大槽口宽度能够满足颤振器的振幅要求。颤振器的振幅可通过阀心的轴向驱动机构实现的调节。
权利要求
1.一种带顶出杆的高频颤振冷挤压模具，包括零件成形机构，所述零件成形机构包括凸模和凹模，所述凸模与模板固定连接，所述凹模位于凸模的正下方，所述凹模安装在凹模套内，其特征在于所述高频颤振冷挤压模具还包括颤振发生机构和顶出机构，所述颤振发生机构包括颤振台和高频阀，所述颤振台包括顶板、上板和下板，所述上板的中部设有凸台，所述凸台与顶板固定连接，所述顶板与凹模套固定连接，所述凸台周围的上板开设上下对称的弧形环形凹槽，所述下板的上表面中部设有两个矩形环形凹槽，所述两个矩形环形凹槽之间的下板上表面与上板下表面之间设有间隙，所述弧形环形凹槽外的上板的下表面和下板的上表面的连接处设有密封圈；靠外侧的矩形环形凹槽位于上板下表面的弧形环形凹槽的正下方，靠外侧的矩形环形凹槽与油道连通，所述油道与高频阀连通，所述下板与模座固定连接；所述顶出机构包括顶料块、顶杆套和顶出杆，所述顶料块位于凹模的正下方， 所述顶料块位于凹模套的中孔内，所述顶板、上板、下板和模座的中央均开有中孔，所述顶杆套依次穿过所述顶板、上板和下板的中孔，所述顶杆套与所述下板固定连接，所述顶杆套与上板密封连接，所述顶出杆套装在所述顶杆套内，所述顶出杆的上端伸入所述凹模套的中孔并顶在所述顶料块上。
2.如权利要求I所述的带顶出杆的高频颤振冷挤压模具，其特征在于所述凸模嵌套在凸模镶块内，所述凸模镶块与凸模套固定连接，所述凸模套与模板固定连接；所述凹模外设有凹模外圈，所述凹模外圈通过凹模压套固定在凹模套内。
3.如权利要求I或2所述的带顶出杆的高频颤振冷挤压模具，其特征在于所述顶杆套与上板之间安装O型密封圈，所述O型密封圈的上下侧分别安装挡圈。
4.如权利要求I或2所述的带顶出杆的高频颤振冷挤压模具，其特征在于所述模板设有上导向孔，所述模座上设有下导向孔，导柱分别穿过所述上导向孔和下导向孔。
全文摘要
一种带顶出杆的高频颤振冷挤压模具，包括零件成形机构、颤振发生机构和顶出机构，所述颤振发生机构包括振动台和高频阀，所述振动台包括顶板、上板和下板，所述顶出机构包括顶料块、顶杆套和顶出杆，所述顶料块位于凹模的正下方，所述顶料块位于凹模套的中孔内，所述顶板、上板、下板和模座的中央均开有中孔，所述顶杆套依次穿过所述顶板、上板和下板的中孔，所述顶杆套与所述下板固定连接，所述顶杆套与上板密封连接，所述顶出杆套装在所述顶杆套内，所述顶出杆的上端伸入所述凹模套的中孔并顶在所述顶料块上。本发明能提供足够大的振动输出力、较高的振动频率以及较小的振幅，在完成复杂零件振动挤压的同时并能保证其尺寸精度、顶出机构简单。
文档编号B21C25/02GK102581054SQ201210050580
公开日2012年7月18日 申请日期2012年2月29日 优先权日2012年2月29日
发明者孟彬, 杨庆华, 林琼, 陈鑫 申请人:浙江工业大学