[发明专利]一种不等厚中空零件板锻造成形方法及模具

说明书

本发明提供一种不等厚中空零件板锻造成形模具，包括成形凸模，外侧凹模，凹模垫板，浮动芯轴，可拆卸型芯，本发明还提供一种不等厚中空零件板锻造成形方法，第一步将外径与目标件外径相等的原始管坯的一端放置于凹模中，然后凸模缓慢下行，墩挤出所需小端外形的零件，然后由压力机推动浮动型芯向上将零件顶出；第二步将该零件的另一端放置于凹模垫板上，成形凸模缓慢下行，扩孔完成后进行顶件脱模；第三步将上一步所扩孔完的零件放置于凹模中，然后凸模缓慢下行，使零件上端内增厚，随后零件由压力机下方顶件装置顶出。第四步将上一步所成形的零件放入凹模中，凸模缓慢下行，使增厚的部分向中间缩口，随后零件由压力机下方顶件装置顶出。

技术领域

本发明涉及金属塑性成形技术领域，特别是涉及一种不等厚中空零件板锻造成形方法及模具。

背景技术

汽车排气管所使用的金属管对连接处有强度要求，故连接处的部分需要进行增厚加工，其他部分的壁厚为原始管材的壁厚，这种两端厚中间薄的金属管在其一端用冷挤压成形之后，另一端由于无法插入型芯而成形困难，这为金属塑性成形领域带来新的挑战。

目前，人们普遍采用辊轧法成形具有不等壁厚的金属管，但辊轧设备占地面积大，成本高，不适合小批量生产，同时还易产生缩孔，气孔，疲劳裂纹等缺陷。

因此，如何改变现有技术中，不等厚中空零件成形困难的现状，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种不等厚中空零件板锻造成形模具，以解决上述现有技术存在的问题，提高成形零部件的圆角填充饱满性和力学性能。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种不等厚中空零件板锻造成形模具，包括成形凸模，外侧凹模，凹模垫板，浮动芯轴，可拆卸型芯，所述第一步成形凸模、外侧凹模和浮动芯轴同轴放置，所述第二步成形凸模、外侧凹模和凹模垫板同轴放置，所述第三步成形凸模、芯轴和外侧凹模同轴放置，所述第四步成形凸模和外侧凹模同轴放置，其中，所述第一步外侧凹模的内孔和浮动芯轴之间具有间隙，且上端的间隙大于下端，所述第二步成形凸模与凹模、凹模垫板之间具有间隙，所述第三步芯轴与凹模之间具有间隙，且上述工作模具限位元件都为压力机上的限位块。

优选地，所述第二步成形凸模锥形角应保证α＝50°，所述凸模和凹模上端间隙应保持在1.1t₀至1.5t₀之间。

优选地，所述第四步成形凸模锥形角应保证β＝20°、所述凹模高度应尽量靠近扩孔处。

本发明还提供一种不等厚中空零件板锻造成形方法，利用上述的不等厚中空零件板锻造成形模具，包括如下步骤：

步骤一、将外径与目标件外径相等的原始管坯的一端放置于凹模中，然后凸模缓慢下行，迫使金属材料缓慢填充至凹模和型芯所形成的开放型腔中，墩挤出所需小端外形的零件，然后由压力机推动浮动型芯向上将零件顶出；

步骤二、将该零件的另一端放置于凹模垫板上，成形凸模缓慢下行，迫使金属材料向两边扩孔，扩孔完成后进行顶件脱模；

步骤三、将上一步所扩孔完的零件放置于凹模中，然后凸模缓慢下行，使零件上端金属材料向内流动进行内增厚，随后零件由压力机下方顶件装置顶出。

步骤四、将上一步所成形的零件放入凹模中，液压缸带动滑块使凸模缓慢下行，使增厚的部分向中间缩口，随后零件由压力机下方顶件装置顶出。缩口后的外径为目标零件的外径，也为原始管坯的外径。

优选地，所述步骤二扩孔时扩孔系数应保证K≤1.6。