[发明专利]一种挤压金属零件的方法

说明书

一.技术领域

本发明涉及采用可分凹模挤压金属零件的方法。

二.技术背景

目前，采用挤压技术(包括冷挤压、温挤压和热挤压)挤压轴类、筒类、凸缘类、盘形类和锥形类等金属零件时，都必需遵守一个原则：就是能够在挤压方向从凹模中取出所挤压的零件。但是，如果当挤压件为下列三种异形零件时：

1.两头大、中间小的零件，如图1中的a，b；

2.两头小、中间大的零件，如图1中的c，d；

3.带有侧向凸出部的零件，如图1中的e；

都不能够在挤压方向从凹模中取出所挤压的零件。这时必需采用可分凹模(也叫对开分离组合凹模)，就是在加工模具时，将凹模对开，分为两半；在挤压零件时，再把两半凹模组合起来。在挤压零件时，将可分凹模组合起来通常有二种方法：

1.将可分凹模的外表面加工成园锥体，放入加工有相同锥度的外套的锥孔内，依靠自重，使两半凹模组合在一起；

2.将一半凹模固定，利用装在上模的斜楔向下行程时，推动加工有相同斜度的另一半活动凹模向固定的一半凹模靠拢，组合在一起；

坯料放入组合凹模的模腔内，冲头进入模腔，将坯料挤压成为零件。在第一种组合方法中，是下顶杆将可分凹模顶出、分开，取出挤压件；在第二种组合方法中，是依靠装在活动凹模上的弹簧的弹力拉开另一半活动凹模，取出挤压件。

从保证挤压件的质量、特别是挤压件的形状和尺寸精度来说，要求可分凹模在挤压之前，具有足够的合模力，以保证金属在强大的变形力作用下，可分凹模不会出现缝隙。

但是，现有的上述二种组合方法，都不具有足够的合模力，在强大的变形力(作用在模具上就是张模力)的作用下，都要使两半凹模张开、露出缝隙，挤压金属从缝隙中流出，如图2所示，在挤压件上沿分模面形成毛刺，不仅需要模具切除这毛刺，而且挤压件在轴向横截面上x、y二个垂直方向的尺寸不相等，X>Y，往往需要放有加工余量，再进行机械加工。这样，不仅浪费材料，而且浪费工时，再加上挤压工序的成本费(如模具费和加工费等)，致使生产成本很高，甚至超过了采用棒料或锻件进行切削加工时的生产成本，所以，上述可分凹模的应用就大大受到了限制。

三.发明内容

本发明的目的就是要提供一种在采用可分凹模挤压上述异形零件时，在挤压零件上不产生毛刺的挤压方法。

本发明的构思是：一种由外层、中层和内层所组成的三层组合凹模，三层之间的配合面都是斜度为γ的园锥面，外层和中层的径向过盈量为U3，已经压合在一起，其特征在于：中层锥孔的大端朝上，带有径向过盈量为U2(即轴向压合量为C2)的内层是可分凹模，放在中层的锥孔内，没有压进去；当上模首次向下行程时，将可分凹模压进在中层之内，使外层和中层对可分凹模产生足够的合模力；上模向上回程以后，将坯料放入可分凹模的模腔内；上模再次向下行程，其冲头进入可分凹模模腔，将坯料挤压成形为挤压件；上模再次向上回程以后，下顶杆将可分凹模顶出、分开，取出挤压件。在设计、制造三层组合凹模时，要求当可分凹模压进中层的锥孔之后，外层和中层对可分凹模的合.模力，要大于坯料挤压成形时挤压件对可分凹模的张力；并要求这时的可分凹模模腔的形状和尺寸与所要求的挤压件的形状和尺寸相同。

采用本发明挤压金属零件时，由于可分凹模所具有的合模力大于挤压件对可分凹模的张模力，所以，两半凹模不会张开，不会露出缝隙，挤压金属不会流出，也就是挤压件不会产生毛刺，而且挤压件在轴向横截面上X、Y二个垂直方向的尺寸相等，不需要机械加工就可以达到产品的形状和精度要求，生产成本低，这样就可以扩大可分凹模的使用范围。

四.附图说明

图1是需要采用可分凹模挤压的3种异形零件。

图2是带有毛刺的挤压件及其横截面上的形状和尺寸。

图3、图4和图5是这种带有过盈配合的可分凹模挤压金属零件的工艺过程。

五.具体实施方案

图3所示，一种由外层[1]、中层[2]和内层[3]所组成的三层组合凹模，三层之间的配合面都是斜度为γ的园锥面，外层[1]和中层[2]的径向过盈量为U3，已经压合在一起，并且中层[2]锥孔的大端朝上；径向过盈量为U2(即轴向压合量为C2)的内层[3]是可分凹模，放在中层[2]的锥孔内，没有压进去，下有下顶杆[4]；如图4所示，当上模首次向下行程时，将可分凹模[3]压进在中层[2]之内，使外层[1]和中层[2]对可分凹模[3]产生足够的合模力F，并且，这时的可分凹模[3]模腔的形状和尺寸与所要求的挤压件的形状和尺寸相同；上模向上回程以后，将坯料[5]放入可分凹模[3]的模腔内，如图5所示，上模再次向下行程，其冲头[6]进入可分凹模[3]的模腔内，将坯料[5]挤压成形为挤压件[7]。这时，由于外层[1]和中层[2]对可分凹模[3]的合模力F大于挤压件[7]对可分凹模[3]的张力P，所以，可分凹模[3]就不会张开，不会露出缝隙，挤压金属不会流出，也就是挤压件[7]不会产生毛刺。上模再次向上回程以后，下顶杆[4]将可分凹模[3]顶出、分开，取出合格的挤压件[7]。