本發(fā)明涉及一種半固態(tài)流變擠壓鑄造軸套零件的成形模具，屬于半固態(tài)流變成形領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

半固態(tài)金屬成形技術(shù)是一種利用金屬凝固過(guò)程中施加劇烈攪拌或其他方式得到的固液混合漿料并進(jìn)行加工成形的方法。采用該技術(shù)，對(duì)于節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境具有一定的指導(dǎo)意義。自20世紀(jì)70年代以來(lái)，科研學(xué)者關(guān)于半固態(tài)方面的研究主要集中在鎂合金、鋁合金等一些低熔點(diǎn)合金，對(duì)于錫青銅等高熔點(diǎn)合金的半固態(tài)研究相對(duì)較少。錫青銅具有較高的強(qiáng)度、耐腐蝕性和優(yōu)良的耐磨性，被廣泛應(yīng)用于蒸汽鍋爐和船舶工業(yè)重要閥件、齒輪和蝸輪等設(shè)備，開(kāi)展該合金半固態(tài)成形技術(shù)的研究有利于提升產(chǎn)品性能。軸套零件的生產(chǎn)，通常采用液態(tài)成形或離心鑄造等成形方式。液態(tài)成形時(shí)，需要造型、澆注等，成形工藝繁瑣，容易出現(xiàn)夾雜、氧化等問(wèn)題；離心鑄造得到的組織不均勻，而且容易出現(xiàn)縮松、縮孔等缺陷。采用擠壓鑄造，可以很好的避免以上諸多問(wèn)題，擠壓工藝不僅可以提高產(chǎn)品的綜合性能，而且尺寸精度高，產(chǎn)品表面質(zhì)量好。目前，銅合金軸套零件擠壓模具通常采用的是一模一件的加工方法，一次只能制得一個(gè)零件制品，生產(chǎn)效率低，不適合大批量生產(chǎn)；而且銅合金軸套零件擠壓模在脫模及復(fù)位裝置中多采用螺紋連接，長(zhǎng)期使用容易出現(xiàn)松動(dòng)，導(dǎo)致強(qiáng)度降低，從而減少模具使用壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種半固態(tài)流變擠壓鑄造軸套零件的成形模具，一次能擠壓成形多個(gè)零件，生產(chǎn)效率和材料利用率大幅度提高，適合批量化生產(chǎn)，所述成形模具包括上模座1、上固定板2、凸模3、凹模4、型芯6、套筒7、上圓盤8、下圓盤9、下固定板10、下模座11、壓機(jī)頂桿12、復(fù)位桿壓桿15、復(fù)位桿16；上模座1的下表面與固定板2連接，凸模3和復(fù)位桿壓桿15以法蘭邊形式固定在上模座1與上固定板2之間；凹模4固定在下固定板10上，下固定板10與下模座11固定在液壓機(jī)工作臺(tái)上面；凹模4的上面設(shè)有一個(gè)或多個(gè)小空腔，下面為一個(gè)大空腔，每個(gè)小空腔對(duì)應(yīng)一個(gè)凸模3；上圓盤8與下圓盤9位于凹模4的大空腔內(nèi)，上圓盤8與下圓盤9之間為可拆卸連接，下圓盤9的下表面與下固定板10的上表面之間接觸但不連接；每個(gè)小空腔對(duì)應(yīng)一個(gè)型芯6，每個(gè)型芯6對(duì)應(yīng)一個(gè)套筒7，型芯6底端以法蘭邊形式固定在下固定板10和下模座11之間，從下往上依次穿過(guò)下圓盤9、上圓盤8、套筒7、小空腔；套筒7以法蘭邊形式固定在上圓盤8和下圓盤9之間；型芯6位于套筒7的內(nèi)部，且型芯6與套筒7之間為間隙配合，套筒7與凹模的小空腔之間也為間隙配合，型芯6的高度高于套筒7的高度；凸模3、小空腔、型芯6和套筒7組成型腔；復(fù)位桿16位于凹模4中央，底端與上圓盤8接觸但不連接，上端與凹模4上表面平齊；壓機(jī)頂桿12與液壓機(jī)相連，復(fù)位桿壓桿15、復(fù)位桿16、壓機(jī)頂桿12在一條直線上；上模座1與下模座11之間通過(guò)導(dǎo)向裝置進(jìn)行定位。

優(yōu)選的，本發(fā)明所述凹模4通過(guò)螺栓17固定在下固定板10上，下固定板10與下模座11通過(guò)T型板固定在液壓機(jī)工作臺(tái)上面；凹模4的上面設(shè)有四個(gè)小空腔。

優(yōu)選的，本發(fā)明所述導(dǎo)向裝置包括兩個(gè)導(dǎo)套13和兩個(gè)導(dǎo)柱14，導(dǎo)套13的上端固定連接在上模座1下表面的兩個(gè)對(duì)角，導(dǎo)柱14的下端固定連接在下模座11上表面的兩個(gè)對(duì)角，導(dǎo)柱14的上端套接在導(dǎo)套13的下端，導(dǎo)套13與導(dǎo)柱14為間隙配合。

優(yōu)選的，本發(fā)明所述凸模3與上模座1和上固定板2之間、復(fù)位桿壓桿15與上模座1和上固定板2之間、套筒7與上圓盤8和下圓盤9之間、型芯6與下固定板10與下模座11之間均為間隙配合。

優(yōu)選的，本發(fā)明所述模具主體的材料為40Cr，凸模、凹模、型芯、套筒的材料為H13模具鋼，并且經(jīng)過(guò)熱處理加工制得。

優(yōu)選的，本發(fā)明所述凹模（4）的外面設(shè)有陶瓷加熱線圈 。

本發(fā)明所述凸模3的形體形狀與凹模4型腔相適應(yīng)，小型腔、型芯、套筒一起組合起來(lái)的那個(gè)內(nèi)部空間形狀與產(chǎn)品的外輪廓相適應(yīng)。

本發(fā)明所述模具的使用過(guò)程：流變擠壓前，壓機(jī)頂桿12退至液壓機(jī)最底端，此時(shí)，下圓盤9位于凹模4最底端，下圓盤9下表面與下固定板10上表面接觸，通過(guò)陶瓷加熱線圈對(duì)模具預(yù)熱，預(yù)熱溫度為300~400℃；然后將經(jīng)過(guò)加熱保溫的半固態(tài)漿料定量倒入模具型腔，控制凸模3對(duì)漿料進(jìn)行流變擠壓成形，直至漿料充滿型腔為止，擠壓力為30~180MP、擠壓速度為13~25mm/s、保壓時(shí)間為5~10s；流變擠壓完成后，控制凸模3與凹模4分離至150~300mm，通過(guò)控制壓機(jī)頂桿12向上運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)下圓盤9、上圓盤8、復(fù)位桿16、套筒7和擠壓得到的成形零件5一起向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)成形零件5完全露出凹模型腔后，完成脫模；最后，壓機(jī)頂桿12退至液壓機(jī)最底端，并且控制復(fù)位桿壓桿15擠壓復(fù)位桿16向下運(yùn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)上圓盤8、下圓盤9和套筒7一起向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)下圓盤9下表面與下固定板10上表面接觸，完成復(fù)位；整個(gè)擠壓過(guò)程，實(shí)現(xiàn)機(jī)械化控制，解決了傳統(tǒng)擠壓鑄造脫模困難的難題，同時(shí)實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)，大大提高了生產(chǎn)效率。

本發(fā)明的有益效果：

（1）本發(fā)明所述模具一次擠壓過(guò)程可成形多個(gè)零件，生產(chǎn)效率和材料利用率大幅度提高，適用于大批量生產(chǎn)，而且操作簡(jiǎn)單、控制方便、流程短，可實(shí)現(xiàn)機(jī)械化控制，對(duì)于節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境有一定指導(dǎo)意義。

（2）本發(fā)明所述模具中多處采用了法蘭邊固定的方式，不僅方便于模具使用過(guò)程中的安裝與拆卸，同時(shí)相比于螺紋連接提高了穩(wěn)定性，延長(zhǎng)了模具使用壽命。

（3）本發(fā)明所述模具中導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配合使用提高了凸模與凹模的配合精度，減少了其他干涉，提高了成型精度，同時(shí)對(duì)于保護(hù)模具，提高產(chǎn)品質(zhì)量有重要意義。

（4）本發(fā)明所述模具中型芯、套筒、及復(fù)位桿的配合使用，實(shí)現(xiàn)了零件的成型、脫模及模具復(fù)位的機(jī)械化流水作業(yè)，解決了傳統(tǒng)擠壓模具中脫模困難的問(wèn)題，對(duì)于擠壓鑄造小型銅合金軸套零件具有一定的指導(dǎo)意義。

（5）本發(fā)明所選漿料為半固態(tài)金屬漿料，在擠壓過(guò)程中，所需擠壓力較小，可實(shí)現(xiàn)近終成形，減少了機(jī)械加工，而且成形件組織致密，內(nèi)部氣孔、偏析等缺陷少，同時(shí)與液態(tài)成形相比避免了擠壓過(guò)程中的湍流、噴濺等問(wèn)題。

（6）本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理，機(jī)械化程度高，大大提高了生產(chǎn)效率，減少勞動(dòng)成本，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的成形軸套零件結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-上模座；2-上固定板；3-凸模；4-凹模；5-成形零件；6-型芯；7-套筒；8-上圓盤；9-下圓盤；10-下固定板；11-下模座；12-壓機(jī)頂桿；13-導(dǎo)套；14-導(dǎo)柱；15-復(fù)位桿壓桿；16-復(fù)位桿；17-螺栓。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于所述內(nèi)容。

本發(fā)明實(shí)施例1~2中模具主體的材料為40Cr，凸模、凹模、型芯、套筒的材料為H13模具鋼，并且經(jīng)過(guò)熱處理加工制得。

實(shí)施例1

本實(shí)施例所述一種半固態(tài)流變擠壓鑄造軸套零件的成形模具，包括上模座1、上固定板2、凸模3、凹模4、型芯6、套筒7、上圓盤8、下圓盤9、下固定板10、下模座11、壓機(jī)頂桿12、復(fù)位桿壓桿15、復(fù)位桿16；上模座1的下表面與固定板2連接，凸模3和復(fù)位桿壓桿15以法蘭邊形式固定在上模座1與上固定板2之間；凹模4固定在下固定板10上，下固定板10與下模座11固定在液壓機(jī)工作臺(tái)上面；凹模4的上面設(shè)有2小空腔，下面為一個(gè)大空腔，每個(gè)小空腔對(duì)應(yīng)一個(gè)凸模3；上圓盤8與下圓盤9位于凹模4的大空腔內(nèi)，上圓盤8與下圓盤9之間為可拆卸連接，下圓盤9的下表面與下固定板10的上表面之間接觸但不連接；每個(gè)小空腔對(duì)應(yīng)一個(gè)型芯6，每個(gè)型芯6對(duì)應(yīng)一個(gè)套筒7，型芯6底端以法蘭邊形式固定在下固定板10和下模座11之間，從下往上依次穿過(guò)下圓盤9、上圓盤8、套筒7、小空腔；套筒7以法蘭邊形式固定在上圓盤8和下圓盤9之間；型芯6位于套筒7的內(nèi)部，且型芯6與套筒7之間為間隙配合，套筒7與凹模的小空腔之間也為間隙配合，型芯6的高度高于套筒7的高度；凸模3、小空腔、型芯6和套筒7組成型腔；復(fù)位桿16位于凹模4中央，底端與上圓盤8接觸但不連接，上端與凹模4上表面平齊；壓機(jī)頂桿12與液壓機(jī)相連，復(fù)位桿壓桿15、復(fù)位桿16、壓機(jī)頂桿12在一條直線上；上模座1與下模座11之間通過(guò)導(dǎo)向裝置進(jìn)行定位，如圖1所示。

實(shí)施例2

本實(shí)施例所述一種半固態(tài)流變擠壓鑄造軸套零件的成形模具，包括上模座1、上固定板2、凸模3、凹模4、型芯6、套筒7、上圓盤8、下圓盤9、下固定板10、下模座11、壓機(jī)頂桿12、復(fù)位桿壓桿15、復(fù)位桿16；上模座1的下表面與固定板2連接，凸模3和復(fù)位桿壓桿15以法蘭邊形式固定在上模座1與上固定板2之間；凹模4通過(guò)螺栓17固定在下固定板10上，下固定板10與下模座11通過(guò)T型板固定在液壓機(jī)工作臺(tái)上面；凹模4的上面設(shè)有4小空腔，下面為一個(gè)大空腔，每個(gè)小空腔對(duì)應(yīng)一個(gè)凸模3，凹模4的外面設(shè)有陶瓷加熱線圈；上圓盤8與下圓盤9位于凹模4的大空腔內(nèi)，上圓盤8與下圓盤9之間為可拆卸連接，下圓盤9的下表面與下固定板10的上表面之間接觸但不連接；每個(gè)小空腔對(duì)應(yīng)一個(gè)型芯6，每個(gè)型芯6對(duì)應(yīng)一個(gè)套筒7，型芯6底端以法蘭邊形式固定在下固定板10和下模座11之間，從下往上依次穿過(guò)下圓盤9、上圓盤8、套筒7、小空腔；套筒7以法蘭邊形式固定在上圓盤8和下圓盤9之間；型芯6位于套筒7的內(nèi)部，且型芯6與套筒7之間為間隙配合，套筒7與凹模的小空腔之間也為間隙配合，型芯6的高度高于套筒7的高度；凸模3、小空腔、型芯6和套筒7組成型腔；復(fù)位桿16位于凹模4中央，底端與上圓盤8接觸但不連接，上端與凹模4上表面平齊；壓機(jī)頂桿12與液壓機(jī)相連，復(fù)位桿壓桿15、復(fù)位桿16、壓機(jī)頂桿12在一條直線上；上模座1與下模座11之間通過(guò)導(dǎo)向裝置進(jìn)行定位，所述導(dǎo)向裝置包括兩個(gè)導(dǎo)套13和兩個(gè)導(dǎo)柱14，導(dǎo)套13的上端固定連接在上模座1下表面的兩個(gè)對(duì)角，導(dǎo)柱14的下端固定連接在下模座11上表面的兩個(gè)對(duì)角，導(dǎo)柱14的上端套接在導(dǎo)套13的下端，

導(dǎo)套13與導(dǎo)柱14為間隙配合。