[实用新型]十字轴冷挤压模具

说明书

本实用新型涉及一种冲压模具，尤其是涉及一种专用于万向节的十字轴冷挤压成型模具的结构。

为了提高了原材料的利用率，减少加工量，湖北省万向节厂曾申请了名为“十字轴毛坯成型工艺及模具”的实用新型专利(申请号89102227.9)它是首先将棒料加热至一定的温度，然后放入挤压模中挤压成型，改变了原来的胎模锻打加工十字轴毛坯的方法，虽然提高了原材料的利用率，减少加工量等。但仍然存在着需将棒料加温800℃至1000℃左右后，再热挤压成型，消耗能源大，生产环境较差，要工艺较为复杂等缺陷。

另一方面，冷挤压是一种较为先进的工艺，但对模具的要求较高。为此，人们对此曾作了不少的努力。例如，日本的有限会社矢野工程曾申请了名为“挤压加工用的组合模具及其挤压加工方法，，的发明专利(申请号93103180.X)。它主要在型芯侧面加工出支承孔，支承销以其二端向外伸穿过该支承孔，该销二端部支承在型芯定位模的定位孔中的支承端面上，再把型芯插入并定位于定位模中而构成一阳模。虽然稍改善了型芯的加工，使之较为容易，同时，但仍然存在着模具结构较为复杂，制作成本较高等不足。

本实用新型的发明目的是克服现有技术的不足，提供一种结构合理，冷挤压过程中摩擦力较小，且成型胚体表面光滑性较好的十字轴冷挤压模具。

本实用新型的发明目的主要是通过下述技术方案得以实现的：所述上下模块的中心型腔的上下侧设有顶杆腔；在中心型腔外设置有若干个放射状的轴头型腔，并在近中心型腔侧的轴头型腔上设置有缩颈环。例如，三叉状、十字轴状等，所述的缩颈环设置于中心型腔与轴头型腔之间，其设定的宽度及轴头型腔的内径与缩颈环之差值需根据十字轴等产品的尺寸、材质而定。换言之，所述的缩颈环是由上下模型腔中的二个略凸出于型腔体的半圆环合模后，形成一个略收缩的环体，使通过其成型的冷挤压坯体之轴头，避免了后续冷挤压过程中与模具轴头型腔壁间的强力摩擦等。

一种较为适宜的结构参数是：所述缩颈环的宽度为2-5mm，其外侧轴头型腔的内径与缩颈环之差为0.02-0.08mm。若所述的缩颈环较狭或差值较大时，其强度易受影响，且易于在轴头基部产生挤压之痕迹；相反，若缩颈环较宽或者两者之差值较小时，减少挤压时的摩擦力的预期目的将受到影响。

此外，为了提高坯体的整体结构强度，所述中心型腔与各轴头型腔之间的连接面为部分球面体。

所述的轴头型腔有四个，并呈十字状对称布置在中心型腔的外周。

因此，本实用新型具有如下特点：1.由于在轴头型腔上设置有缩颈环的结构，使冷钢材在模具中成型时的摩擦阻力大为减少，为其创造了采用冷挤压一次成型的条件，从而减少工序，大大提高工效；2.在保证模具较长使用寿命的前提下，提高了十字轴毛坯的尺寸稳定，降低了废品率，提高了原材料的利用率，减少加工量，降低后续加工的废品率；3.消除了十字轴基部或附近由金加工、切削产生的应力集中等缺陷，并使坯件质量稳定，内在质量明显提高，精度高，表面粗糙度大为降低。

附图1是本实用新型的一种下模的结构剖视图；

附图2是本实用新型的一种上模的结构剖视图；

附图3是附图1的K向视图。

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：选用硬质合金或高速钢材料作上下模块3，采用现有制模工艺，在其中央区内按设计要求制有中心型腔6的四个呈十字形布置的轴头型腔4，并在两者之间设置有宽度为3mm左右的缩颈环5；所述缩颈环5的直径比轴头型腔4的直径小0.08mm，即单边凸出于轴头型腔4约0.04mm。在模块3的外侧设置有预紧套10和外套11；在外套上设有定位销孔15，其内侧和模块3的底部设置有垫板13；并在模块3和垫板13的中心处设有贯穿的顶杆腔12，其内置有顶杆和强力弹簧；由此构成基本彼此对称的上模具和下模具，并分别设置在压力机的机头和机座上。

生产时，将圆柱形的毛坯钢柱放入模具顶杆腔12内，随着压力机驱动上模具逐步压下时，毛坯钢柱顶开顶杆(压缩弹簧)与下模压合，并在定位销孔15与定位销的配合下，使上下两模紧密扣合，然后压力机继续向下运行，由顶杆挤压钢柱坯体，使其在模具内经中心型腔6经缩颈环5，挤向轴头型腔4。由于轴头型腔4的直径略小于缩颈环5，故在十字轴轴头挤压成型的过程中，轴头与轴头型腔4无强烈的摩擦(挤压摩擦主要集中在缩颈环5等部位)，不但明显降低挤压阻力，提高模具使用寿命，而且缩颈环5设计合理，不会在十字轴上出现较为明显的压痕迹。因此，使用本模具挤压出的工件具有成型美观，模具成型阻力小，工效高，模具使用寿命长，工件强度高、质量好，仅在轴头端部少量加工，材料浪费少等特点。