[发明专利]侧向挤压成型模具、带非直通内凹齿形的成型装置及方法

说明书

本发明公开了侧向挤压成型模具、带非直通内凹齿形的成型装置及方法，模具包括保持架、楔块和弹簧，保持架侧壁上部设有呈环形阵列分布的楔块导向孔，下部设有呈环形阵列分布的第一凸台，楔块具有用于成形的垂直面和第二凸台，弹簧两端分别固定在第一凸台和第二凸台上，楔块受力时垂直面可伸入保持架内腔，垂直面与目标齿形相匹配。装置包括上述模具及斜楔、芯轴和整形凸模，斜楔使楔块径向运动，楔块与芯轴成形段配合在坯料上形成内凹齿形，整形凸模下行后与芯轴、挤压成形凸模和保持架形成封闭型腔，保证齿形的成形精度。工艺是利用本发明模具及装置在普通冲压设备上将轴向运动转换为径向挤压运动，实现内凹齿形的有效成型。

技术领域

本发明涉及金属加工领域，具体是侧向挤压成型模具、成形带非直通内凹齿形的装置及方法。

背景技术

筒形件或杯形件的成形通常采用冲压工艺来完成，但当筒形件或杯形件侧壁中间局部有齿形结构（如图1所示）时，由于筒形件或杯形件冲压过程中，模具的运动方向大多沿轴线方向，而成形侧壁齿所需的运动方向则是沿径向，因而普通拉深工艺难以对齿形结构进行成形。对于这类齿形的成形，可以采用Grob工艺来实现，但该工艺成形效率较低，且难以保证成形末端单个齿的尺寸精度；普通镦挤复合成形可用于成形出直通式的齿形结构，无法用于内凹齿形的成形。

发明内容

本发明针对现有普通冲压工艺难以用于非直通式筒形件或杯形件侧壁齿形的冲压成形这一问题，提供一种侧向挤压成型模具、成形带非直通内凹齿形的装置及方法，可在普通冲压设备上将轴向运动转换为径向挤压运动，从而实现内凹齿形的有效成形。

本发明所提供的一种侧向挤压成型模具，其特征是包括环形的保持架、楔块和弹簧，保持架侧壁上部环形阵列设有楔块导向孔，下部环形阵列设有第一凸台，楔块是由直角梯形块、方块和第二凸台构成，所述方块上端与直角梯形块的长底面固定连接，下端与第二凸台固定连接，所述楔块的一端垂直面的水平截面的形状为等腰梯形，以使楔块的垂直面挤压坯料形成内凹齿形，另一端斜面下部的方块表面呈弧形面，所述楔块活动地插在楔块导向孔中，其直角梯形块斜面朝外，垂直面朝向保持架中心，所述弹簧一端与第一凸台固定连接，另一端与第二凸台固定连接。

所述楔块的垂直面与上端面的交接处和下端面的交接处分别倒锐角或倒圆角。

本发明提供一种带非直通内凹齿形的成型装置，包括上模座和下模座，所述上模座下端设有上升降动力驱动装置，还包括斜楔、芯轴、整形凸模和上述侧向挤压成型模具，

所述上升降动力驱动装置包括侧向挤压成型模具升降装置、整形凸模升降装置和斜楔升降装置，

所述整形凸模、斜楔、侧向挤压成型模具和芯轴的轴心在同一轴线上，所述整形凸模上端与整形凸模升降装置固定连接，下端设有插入部，

所述斜楔上端与斜楔升降装置固定连接，所述斜楔的内孔由上至下依次同轴设有相连通的圆柱孔段和喇叭形孔段，

所述侧向挤压成形模具中的保持架上端与侧向挤压成型模具升降装置固定连接，

所述芯轴位于整形凸模下方，其下端与下模座固定连接，所述芯轴上部圆周均布设有目标内凹齿形的成型段，所述成型段沿芯轴上端面轴向向下延伸，所述芯轴上端中心设有定位插孔，所述芯轴与所述保持架内孔间隙配合，所述楔块的垂直面与芯轴侧壁的目标内凹齿形相对应配合，所述插入部与定位插孔相配合。

所述上升降动力驱动装置包括侧向挤压成型模具升降装置、整形凸模升降装置和斜楔升降装置分别采用液缸或气缸。

本发明提供一种带非直通内凹齿形的成型方法，其特征是包括以下步骤：

第一工序：先调整设备中侧向挤压成型模具中的楔块与芯轴侧壁的内凹齿形的对应位置；