本發(fā)明屬于金屬材料擠壓模具，特別涉及一種主要用于底部帶有中心孔的斷面為圓形、多圓、方形、長方形的空心件反向擠壓成形制造，適用于金屬材料的冷、溫、熱擠壓成形。

背景技術(shù)：

擠壓工藝，作為有色金屬、鋼鐵材料生產(chǎn)與零件成形加工的工藝之一，是近代金屬塑性加工中一種先進的制造方法。作為二次塑性加工的擠壓，主要用于零件的生產(chǎn)。反擠壓主要適用于制造斷面是圓形、多層圓形、方形、長方形等的空心零件，已得到較為廣泛的開發(fā)和應(yīng)用。

對于底部帶有中心孔的空心件，傳統(tǒng)工藝為實心坯料反擠壓后切削加工底部孔。而實心坯料反擠壓方法，對于大尺寸工件，其成形力大，影響了模具壽命和成形精度；底部變形量小，導(dǎo)致工件底部性能較低；同時，還需要后續(xù)切削加工工序。

為克服解決上述問題，對于底部帶有中心孔的空心件，研究提出了空心坯料反擠壓方法。在中國專利公開的“一種汽車輪轂省力成形方法及裝置(cn1864915a)”、“一種徑向-反向復(fù)合擠壓成形鎂合金負重輪盤工藝及裝置(2015102017001)”中均已提及并應(yīng)用。然而，對于采用空心坯料反擠壓方法成形底部帶中心孔的空心件，傳統(tǒng)的擠壓模具結(jié)構(gòu)已不能滿足其要求，也難以達到上述預(yù)期效果。

目前，應(yīng)用于空心坯料反擠壓成形的模具，主要有兩種結(jié)構(gòu)。一種為采用整體式凸模，或凸模內(nèi)帶有不可活動的芯軸，如中國專利公開的“一種汽車輪轂省力成形方法及裝置(cn1864915a)”涉及的成形裝置，即采用了該種結(jié)構(gòu)。而另一種為采用凸模內(nèi)帶有隨動凸模，如中國專利公開的(2015102017001)涉及的成形裝置，即采用了該種結(jié)構(gòu)。

上述兩種模具在使用過程中，發(fā)現(xiàn)主要存在以下問題：

(1)采用帶不活動芯軸的整體凸模，增加了凹模高度和模具閉合高度，成形后脫模和取件困難，壓機開口高度一定時，所能成形空心件長度受到限制；

(2)采用套裝有隨動凸模的固定凸模，由于固定凸模與活動凸模之間存在間隙，易產(chǎn)生飛邊而發(fā)生卡滯，直接影響了模具的靈活度和可靠性，影響了工作的連續(xù)性和效率；

(3)這兩種形式的反擠壓模具，當(dāng)芯軸(或隨動凸模)尺寸確定時，無法改變工件底部中心孔尺寸，模具通用性差，生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)成本高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的旨在充分發(fā)揮空心坯料擠壓成形方法的優(yōu)勢，克服現(xiàn)有技術(shù)及存在的不足，提出一種以提高模具的靈活度、通用性和可靠性的用于空心坯料反擠壓成形空心件的模具。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種用于空心坯料反擠壓成形空心件的模具，包括下模、上模兩部分；其中：下模部分由下模板1、頂桿2、頂塊3、凹模4組成；所述凹模位于下模板之上，通過螺釘、銷釘與下模板連接，頂桿置于下模板內(nèi)，頂塊置于凹模內(nèi)、下模板上；上模部分由上模板8、墊板7、凸模、蓋板9組成；其特點是：所述凸模是由固定凸模6和活動凸模5組成，所述固定凸模位于墊板、上模板之下，通過螺釘、銷釘與上模板與墊板連接，活動凸模置于固定凸模內(nèi)，蓋板通過螺釘、銷釘與活動凸模連接；其中：

●固定凸模與活動凸模一起退回，空心坯料10放置模具內(nèi)，首先，反擠壓成形工件11，然后，再鐓擠成形工件12；

●反擠壓成形時，活動凸模主動頂出，置于空心坯料內(nèi)孔，其活動凸模的底面與頂塊上端面接觸，此時，固定凸模反擠壓空心坯料成形；

●鐓擠成形時，活動凸模退回，其活動凸模的底面與固定凸模底面平齊；固定凸模與活動凸模一起鐓擠空心坯料成形，即工件11的孔縮??；

●鐓擠成形完成后，固定凸模與活動凸模一起退回；

●由頂桿2與頂塊3頂取鐓擠成形的工件12；

其特點是：還包括在所述固定凸模內(nèi)設(shè)置有飛邊槽，并與活動凸模形成閉合型槽，用以容納固定凸模與活動凸模之間的間隙中產(chǎn)生的飛邊；其飛邊槽主要尺寸的確定：

b1＝h5-(10～20)mm；

h1＝(2～5)mm；

其中：飛邊槽的長度為b1、深度為h1、圓角為r。

其特點是：所述活動凸模分為工作部分和導(dǎo)向部分,固定凸模內(nèi)設(shè)置有套裝活動凸模的空腔，其固定凸模和活動凸模主要尺寸的確定：

d3＝d5；d3＝d-(2～10)mm；h3＝h+(5～10)mm；d4＝d6；

如果工件底部中心孔直徑較大，不需要后續(xù)鐓擠工序，則活動凸模的工作部分直徑d3＝d1；

如果工件底部中心孔直徑較小，擠壓后需要后續(xù)鐓擠工序，則活動凸模的工作部分長度h3＝h5；

其中：活動凸模的工作部分的直徑為d3、活動凸模的工作部分長度為h3，活動凸模的導(dǎo)向部分直徑為d4；固定凸模的空腔與活動凸模的工作部分的配合直徑為d5、配合長度為h5，固定凸模的空腔與活動凸模的導(dǎo)向部分配合直徑d6。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比較，其實質(zhì)性技術(shù)特點和顯著技術(shù)效果是：

在同一套模具內(nèi)可完成反擠壓、鐓擠壓兩道工序，能夠?qū)崿F(xiàn)底部不同尺寸孔空心件的成形制造，增強了模具通用性，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本；

固定凸模上設(shè)置飛邊槽，解決了固定凸模與活動凸模之間存在間隙易所產(chǎn)生飛邊而發(fā)生卡滯的問題，提高了模具靈活度和可靠性；

采用了活動凸模，減小了凹模高度和模具閉合高度，便于脫模和取件，在同一壓機上可成形更大長度的空心件。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的空心坯料反擠壓模具示意圖；

圖2是本發(fā)明的空心坯料反擠壓與鐓擠壓的模具示意圖；

圖3是固定凸模及飛邊槽示意圖；

圖4是活動凸模示意圖。

圖5是空心件反向擠壓工藝示意圖；

圖6是空心件反向擠壓后鐓擠工藝示意圖；

具體實施方式

以下結(jié)合附圖就具體實施方式進行詳細說明(本實施例是對本發(fā)明的進一步說明，而不是對本發(fā)明作出的任何限定)。

圖1和圖2所示，本發(fā)明一種用于空心坯料反擠壓成形空心件的模具，包括下模、上模兩部分；其中：下模部分由下模板1、頂桿2、頂塊3、凹模4組成；所述凹模位于下模板之上，通過螺釘、銷釘與下模板連接，頂桿置于下模板內(nèi)，頂塊置于凹模內(nèi)、下模板上；上模部分由上模板8、墊板7、凸模、蓋板9組成；其特點是：所述凸模是由固定凸模6和活動凸模5組成，所述固定凸模位于墊板、上模板之下，通過螺釘、銷釘與上模板與墊板連接，活動凸模置于固定凸模內(nèi)，蓋板通過螺釘、銷釘與活動凸模連接。所述活動凸模運動及位置能夠進行控制。

圖2所示，本發(fā)明的空心坯料反擠壓與鐓擠壓的模具示意圖；本發(fā)明的模具，空心件的成形擠壓過程包括：反擠壓與鐓擠壓。其中：

●固定凸模與活動凸壓模一起退回，空心坯料10放置模具內(nèi)，首先，反擠壓成形工件11，然后，再鐓擠成形工件12；在同一套模具內(nèi)完成反擠壓、鐓擠兩道工序；

●反擠壓成形時，活動凸模主動頂出，置于空心坯料內(nèi)孔，其活動凸模的底面與頂塊上端面接觸，此時，固定凸模反擠壓空心坯料成形；

●鐓擠成形時，活動凸模退回，其活動凸模的底面與固定凸模底面平齊；固定凸模與活動凸模一起鐓擠空心坯料成形，即工件11的孔縮?。?/p>

●鐓擠成形完成后，固定凸模與活動凸模一起退回；

●由頂桿2與頂塊3頂取鐓擠成形的工件12；

圖3所示，在所述固定凸模內(nèi)設(shè)置有飛邊槽，并與活動凸模形成閉合型槽，用以容納固定凸模與活動凸模之間的間隙中產(chǎn)生的飛邊；其飛邊槽主要尺寸的確定：

b1＝h5-(10～20)mm；

h1＝(2～5)mm；

其中：飛邊槽的長度為b1、深度為h1、圓角為r。

圖4所示，所述活動凸模分為工作部分和導(dǎo)向部分,固定凸模內(nèi)設(shè)置有套裝活動凸模的空腔，其固定凸模和活動凸模主要尺寸的確定：

d3＝d5；d3＝d-(2～10)mm；h3＝h+(5～10)mm；-d4＝d6；

如果工件底部中心孔直徑較大，不需要后續(xù)鐓擠工序，則活動凸模的工作部分直徑d3＝d1；

如果工件底部中心孔直徑較小，擠壓后需要后續(xù)鐓擠工序，則活動凸模的工作部分長度h3＝h5；

其中：活動凸模的工作部分的直徑為d3、活動凸模的工作部分長度為h3，活動凸模的導(dǎo)向部分直徑為d4；固定凸模的空腔與活動凸模的工作部分的配合直徑為d5、配合長度為h5，固定凸模的空腔與活動凸模導(dǎo)向部分配合直徑d6。

例如：根據(jù)本發(fā)明模具及相關(guān)尺寸設(shè)計確定方法，確定活動凸模、固定凸模的主要尺寸如下：

(1)底部中心孔直徑260mm，活動凸模的工作部分直徑d3取為260mm，即d3＝d1,長度h3取為150mm，即h3＝h+10mm；活動凸模的導(dǎo)向部分直徑d4取為120mm；

(2)固定凸模與活動凸模的工作部分的配合直徑d5取為260mm，即d5＝d3，長度h3取為150mm，與活動凸模的導(dǎo)向部分配合直徑120mm；

(3)固定凸模上設(shè)置有飛邊槽，飛邊槽長度b1取為130mm，飛邊槽高度h1取為3mm。

圖5所示，為本發(fā)明一種用于空心坯料反擠壓成形空心件的模具的應(yīng)用，是空心件反向擠壓工藝示意圖。即將內(nèi)徑為d、外徑為d、高度為h的空心坯料10，擠壓成形為底部中心孔直徑為d1的工件11。工件11底部中心孔直徑260mm，空心坯料10外徑420mm，內(nèi)徑270mm，高度140mm。

圖6所示，為本發(fā)明一種用于空心坯料反擠壓成形空心件的模具的應(yīng)用，是空心件反向擠壓后鐓擠工藝示意圖。即將內(nèi)徑為d、外徑為d、高度為h的空心坯料10，先擠壓成形為底部中心孔直徑為d1的工件11，后鐓擠成形為底部中心孔直徑為d2的工件12。工件12底部中心孔直徑140mm，空心坯料10外徑420mm，內(nèi)徑270mm，高度140mm。