汽車外星輪擠壓成型裝置的製作方法

2023-06-17 04:44:41 2

專利名稱：汽車外星輪擠壓成型裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於汽車外星輪成形裝置，特別涉及一種汽車外星輪擠壓成型裝置。
背景技術：
外星輪是汽車傳動軸總成的主要零件之一，工作情況極其複雜，承受著扭轉和彎曲的複雜應力及產生的附加應力和嚴重的應力集中。外星輪形狀和結構相對簡單，但杆部過於細長，頭部和杆部截面差別比較大，最大比值為9，使得成形難度加大。除此之外，該鍛件頭部和杆部金屬纖維流線要求務必明顯、連續、有條理。因此開發該類鍛件的合理鍛造方法頗受國內外的重視。目前我國生產的外星輪鍛件質量受到限制。 常用的成型工藝是平鍛機上多工步局部鐓粗聚料和衝盲孔工藝，初始下料直徑為外星輪杆部的直徑，聚料工步多達3 5部。工藝流程冗長，對個人操作時間要求嚴格。預成型中，由於坯料熱量散失很快，易造成成形力猛增並使設備悶車。該工藝最大的弊端是不能在杆部無變形，而造成無明顯的金屬纖維流線，從而影響杆部的抗剪、抗疲勞的能力，生產的產品可用範圍受到限制。 還有採用先在輥鍛機上輥鍛制坯然後在熱模鍛壓力機上開式鍛造成形，最後在小型壓力機上切邊工藝。這種工藝在開式鍛造時使鍛件平躺，因而無法鍛造出大頭上的盲孔，另外由於採用開式模鍛而產生了大量的飛邊，從而造成材料的極大浪費也增加了後續機械加工的工作量。這種工藝同樣不能在杆部形成無明顯的金屬纖維流線，從而影響杆部的抗剪、抗疲勞的能力，生產的產品可用範圍受到限制。開式模鍛工藝還存在工件杆部充不滿型腔的問題，導致工件成型不合格，廢品率高。在模具工作過程中，由於坯料初始加熱溫度115(TC且成形過程要自身生熱，熱量一部分傳遞給模具，一部分直接輻射到空氣中同時與空氣對流。模具接收到熱量後一部分散失到空氣中，一部分加熱了自身，使工件溫降很快，硬度增加，很難產生塑變從而無法充滿型腔。 因此，需要一種汽車外星輪擠壓成型裝置，在使用過程中，能夠消除了內外溫度梯度，有效防止了模具型腔熱量散失，防止工件溫降過快。

實用新型內容有鑑於此，本實用新型的目的是提供一種汽車外星輪擠壓成型裝置，能夠消除了內外溫度梯度，有效防止了模具型腔熱量散失，防止工件溫降過快。從而保證擠壓過程中工件杆部能夠充滿型腔，保證終鍛後的成品合格率。 本實用新型的汽車外星輪擠壓成型裝置，包括凸模和凹模，所述凸模和凹模之間形成型腔，所述型腔外周與加工件杆部相對應設置有加熱裝置。 進一步，所述型腔周圍與加工件杆部相對應位置加工環形加熱腔，環形加熱腔的橫向尺寸為型腔橫截面直徑的0. 7 1. 0倍，所述加熱裝置設置在環形加熱腔內；[0009] 進一步，所述加熱裝置與環形加熱腔內環面之間設置隔熱罩； 進一步，還包括脫模頂杆和彈簧，所述凹模設置頂杆腔，頂杆腔底部設置頂杆孔，開口處固定設置壓蓋，所述頂杆孔與型腔相通，所述脫模頂杆為大小頭結構，大頭部分橫向尺寸大於頂杆孔，脫模頂杆小頭部分通過頂杆孔伸入型腔，大頭部分通過彈簧緊靠壓蓋；[0011] 進一步，所述凸模與工件接觸位置設置定位凹槽； 進一步，所述電加熱裝置為電感應線圈；所述凹模表面設置溫度傳感器，溫度傳感器輸出端聯接PLC自動控制系統，PLC自動控制系統命令輸出端聯接電感應線圈的電源開關； 進一步，所述汽車外星輪擠壓成型裝置採用凹模在上，凸模在下的倒裝式結構。[0014] 本實用新型的有益效果是本實用新型的汽車外星輪擠壓成型裝置，型腔對外周設置加熱裝置，維持模具外層溫度，大大減小了坯料和模具的溫度梯度，有效減少了成形過程中坯料熱量散失，實現擠壓預成形在等溫情況下進行，避免因為溫降過快、材料變形抗力增加導致的無法充滿型腔的情況出現，保證終鍛後的成品合格率，減少浪費；加熱裝置採用安裝在型腔杆部的環形電感應線圈的結構，使本裝置加熱溫度均勻，型腔內溫度場分布均勻，並且節約能源；凸模設置定位凹槽，利於工件加工時定位，提高工作效率的同時，防止擠壓過程中偏斜；設置脫模頂杆，擠壓時，頂杆向上，彈簧壓縮，當凹模開始向上回程時，受到壓縮的彈簧開始恢復，頂杆頂工件進行脫模；採用PLC自動控制系統自動控制加熱，實現控制過程中的自動化，消除人主觀影響，使溫度更合理，利於提高工作效率，節約成本；整個裝置採用倒裝式結構，利於擠壓後脫模。
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步描述。


圖1為本實用新型結構示意圖； 圖2為
圖1沿A-A向剖視圖； 圖3為本實用新型自動控制原理框圖。
具體實施方式
圖1為本實用新型結構示意圖，圖2為
圖1沿A-A向剖視圖，如圖所示本實施例的汽車外星輪擠壓成型裝置，包括凸模4和凹模5，凸模4與工件12接觸位置設置定位凹槽41 ;凸模4和凹模5通過導柱6進行橫向固定縱向可移動配合，凹模5固定設置在凹模座7上；凸模4通過定位塊3和底座2固定設置在凸模座1上；凹模5設置型腔51，型腔51周圍與加工件12桿部相對應位置加工環形加熱腔13，環形加熱腔13橫向尺寸為型腔橫截面直徑的0. 8倍，環形加熱腔13內設置有加熱裝置11 ;加熱裝置11為電感應線圈ll，均勻纏繞在環形加熱腔13內環面；電感應線圈11與環形加熱腔13內環面之間設置隔熱罩10。[0020] 還包括脫模頂杆9和彈簧8，凹模5設置頂杆腔，頂杆腔底部設置頂杆孔，開口處固定設置壓蓋，頂杆孔與型腔51相通，脫模頂杆9為大小頭結構，大頭部分橫向尺寸大於頂杆孔，脫模頂杆9小頭部分通過頂杆孔伸入型腔51，大頭部分通過彈簧8緊靠壓蓋。[0021] 凹模5表面設置溫度傳感器14，溫度傳感器14輸出端聯接PLC自動控制系統15，PLC自動控制系統命令輸出端聯接電感應線圈11的電源開關。 當然，環形加熱腔13橫向尺寸為型腔橫截面直徑的0. 8倍，也可以是0. 7-1. 0倍範圍之間的任何數值；加熱裝置也並不局限於電感應線圈，也可以是電阻等其它電加熱裝置，甚至可以是通過燃料加熱。 圖3為本實用新型自動控制原理框圖，如圖所示溫度傳感器14輸出端聯接PLC 自動控制系統15， PLC自動控制系統命令輸出端控制電感應線圈11的開啟或關閉。 本實用新型在模具上設置環形加熱腔並在環形加熱腔內設置加熱裝置，形成環形 加熱爐，環形加熱爐在正常生產時，在模具擠壓工作過程中，由於坯料初始加熱溫度1150°C 且成形過程要自身生熱，熱量一部分傳遞給模具，一部分直接輻射到空氣中同時與空氣對 流。模具接收到熱量後一部分散失，一部分加熱了自身，在型腔內外形成溫降梯度；通過環 形加熱爐的加熱裝置加熱，能夠確保模具外層溫度維持在550 65(TC左右，消除坯料和模 具的溫度梯度，可有效防止了模具型腔熱量散失，確保模具型腔溫度在525t:以上的水平， 實現近似等溫擠壓預成形。 本實施例中，可以通過PLC自動控制系統自動對加熱裝置進行控制，通過溫度傳 感器將型腔表面溫度數值傳送至PLC自動控制系統，PLC自動控制系統根據測的溫度數值， 控制加熱裝置電源，實現加熱或關閉動作。當然，也可以直接在控制系統內設定加熱和間隔 時間，來完成維持型腔表面溫度的作用。 最後說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，儘管參 照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本 實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的宗旨和範 圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求範圍當中。
權利要求一種汽車外星輪擠壓成型裝置，包括凸模和凹模，所述凸模和凹模之間形成型腔，其特徵在於所述型腔外周與加工件杆部相對應設置有加熱裝置。
2. 根據權利要求1所述的汽車外星輪擠壓成型裝置，其特徵在於所述型腔周圍與加工件杆部相對應位置加工環形加熱腔，環形加熱腔的橫向尺寸為型腔橫截面直徑的0. 7 `1. 0倍，所述加熱裝置設置在環形加熱腔內。
3. 根據權利要求1或2所述的汽車外星輪擠壓成型裝置，其特徵在於所述加熱裝置與環形加熱腔內環面之間設置隔熱罩。
4. 根據權利要求3所述的汽車外星輪擠壓成型裝置，其特徵在於還包括脫模頂杆和彈簧，所述凹模設置頂杆腔，頂杆腔底部設置頂杆孔，開口處固定設置壓蓋，所述頂杆孔與型腔相通，所述脫模頂杆為大小頭結構，大頭部分橫向尺寸大於頂杆孔，脫模頂杆小頭部分通過頂杆孔伸入型腔，大頭部分通過彈簧緊靠壓蓋。
5. 根據權利要求4所述的汽車外星輪擠壓成型裝置，其特徵在於所述凸模與工件接觸位置設置定位凹槽。
6. 根據權利要求5所述的汽車外星輪擠壓成型裝置，其特徵在於所述電加熱裝置為電感應線圈；所述凹模表面設置溫度傳感器，溫度傳感器輸出端聯接PLC自動控制系統，PLC自動控制系統命令輸出端聯接電感應線圈的電源開關。
7. 根據權利要求6所述的汽車外星輪擠壓成型裝置，其特徵在於所述汽車外星輪擠壓成型裝置採用凹模在上，凸模在下的倒裝式結構。
專利摘要本實用新型公開了一種汽車外星輪擠壓成型裝置，包括凸模和凹模，所述凸模和凹模之間形成型腔，型腔外周與加工件杆部相對應設置有加熱裝置，本實用新型在型腔處設置加熱裝置，維持模具外層溫度，大大減小了坯料和模具的溫度梯度，有效減少了成形過程中坯料熱量散失，實現擠壓預成形在等溫情況下進行，避免因為溫降過快、材料變形抗力增加導致的無法充滿型腔的情況出現，提高成品合格率，減少浪費。
文檔編號B21C31/00GK201543672SQ20092020737
公開日2010年8月11日 申請日期2009年11月27日 優先權日2009年11月27日
發明者周杰, 夏玉峰, 權國政 申請人:重慶大學