专利名称：轿车后横向稳定杆套管反向冷挤压模具的制作方法
技术领域：
本发明属于金属材料塑性成形模具，用于轿车后横向稳定杆套管冷 挤压件的生产。
背景技术：
轿车后横向稳定杆套管为具有模数为0.78、齿数为30 32、齿长超过 30mm的内花键杯筒形零件，
针对带内棘齿形杯筒形零件，目前所采用的反挤压凸模的下端具有 55°锥角，齿形部分的高度为14. 5mm，在9mm宽工作带的后面是宽度为 8.5mm的后隙部分，后隙部分的外径比棘齿齿底尺寸要减小0. lmm，并采 用较大的圆角(R15，R20)过渡，凸模的非工作部分开有120°分布的三 个沟槽，其作用是与退料环内的型孔相配合，凸模的固定部分为上端大、 下端小并具有15°半锥角的锥形结构。见文献"冷挤压模具设计"，杨 长顺主编，国防工业出版社，1994: 286-288。
该文献所报导的反挤压凸模为减径结构，沿凸模轴线各横截面变化 大，结构复杂，加工制造极其困难，冷挤压时容易产生应力集中现象， 因而使用寿命短，只能用于齿形长度小的内花键杯筒形零件；每次更换 失效凸模或需要维修凸模时，必须将凸模、凸模固定圈以及紧固螺钉等 全部拆卸下来，然后将新凸模或维修好的凸模依照顺序进行安装和调整， 导致凸模安装调整不方便，且制造凸模所需模具材料多，模具费用高。
发明内容
本发明提供一种后横向稳定杆套管反向冷挤压模具，解决现有挤压凸模结构复杂，沿轴线各横截面变化大，加工制造难度大，使用寿命低， 只能挤压齿形长度短的浅杯筒形件和凸模安装调整不方便，且制造凸模 所需模具材料多，导致模具费用高的问题。
本发明的一种后横向稳定杆套管反向冷挤压模具，包括反挤压凹模、
顶出装置，反挤压凸模和导向装置；
所述反挤压凹模由下模板、下模座、下垫板、凹模座、凹模、凹模 底圈、预应力圈、外圈、固定环组成；凹模为圆筒形，凹模外套有预应 力圈并置于凹模座的顶端，预应力圈外套有外圈，外圈由固定环通过螺 钉同下模座紧固为一体，下模座通过螺钉同下模板紧固为一体；
所述顶出装置由下顶杆和顶杆组成，顶杆支承在下顶杆的法兰上；
所述反挤压凸模由上模板、垫环、垫板、冲头、锥形夹持圈、锥形 固定圈组成；冲头通过锥形夹持圈夹紧并支承在垫板上，垫板的外圈表 面套有垫环，支承在上模板的下表面上，垫环由螺钉和上模板紧固为一 体；锥形夹持圈由锥形固定圈通过螺钉与垫环联为一体；
所述导向装置由导柱和导套组成，两根导柱与下模板垂直并紧配合， 两个导套由固定圈通过螺钉固定在上模板上，导柱和导套滑动配合；
其特征在于-
所述冲头依次分为冲头下端、工作段和固定段，全长直径相等；冲 头下端为圆锥，具有与被挤压的后横向稳定杆套管内孔底部相等的锥角； 工作段轴向长度大于等于31mm，全长均为齿形，工作段的直径、花键模 数和齿数与待成型套管的内花键齿底直径、花键模数和齿数相等；固定 段为圆柱形，其长度大于锥形夹持圈的高度；锥形夹持圈为具有内孔的 圆台形，其侧面至内孔具有宽度为3 4mm的轴向切口，内孔沿轴向有3
个等距离分布的环形沟漕。
5所述的后横向稳定杆套管反向冷挤压模具，其特征在于 所述冲头下端圆锥具有3。锥角；所述锥形夹持圈内孔沿轴向分布的 环形沟漕宽为2mm、深为0.5mm。
本发明与现有反挤压凸模的不同之处是，现有文献提出的凸模下端 为55°锥角，锥角上为9mm宽的齿形工作带，工作带上面为直径比工作 带齿底直径小0. lmm的减径段，减径段上为开有120°分布的三个沟槽结 构的非工作段，非工作段上为圆柱形和上端大、下端小并具有15°半锥 角的圆锥形所组成的固定段，结构复杂，加工制造难度大，冷挤压时容 易长生应力集中现象，因而使用寿命短，只适合于反挤齿形长度短的内 花键杯筒形件和凸模安装调整不方便，且制造所需模具材料多，导致模 具费用高。
本发明的反挤压凸模中，冲头下端具有与被挤压的后横向稳定杆套 管内孔底部相等的锥角；工作段全长均为齿形，结构简单，容易加工制 造，使用寿命长，且既适合反挤齿形长度短的内花键杯筒形件，又适合 反挤齿形长度长的内花键杯筒形件。本发明加工制造、安装和调整使用 方便，工作稳定可靠，工艺应用范围宽，使用寿命长；制造凸模所需模 具材料少，从而节省模具费；凸模安装时，首先将锥形夹持圈放入锥形 固定圈内并用螺钉将锥形固定圈与垫圈连接，然后将冲头插入锥形夹持 圈的内孔，再将螺钉拧紧，在螺钉拧紧使锥形固定圈向上移动的过程中， 其内锥面产生的水平分力迫使锥形夹持圈侧面的切口縮小而将冲头夹 紧，当更换冲头和需对冲头维修后调整时，只需将锥形固定圈上的螺钉 稍为松开使锥形固定圈向下移动2~3mm的距离，锥形夹持圈便自动张开， 就可将冲头取出，再次安装时，首先将冲头插入锥形夹持圈内，然后将 锥形固定圈上的螺钉拧紧即可，安装调整方便。
图1为后横向稳定杆套管坯料示意图； 图2A为后横向稳定杆套管挤压件示意图； 图2B为图2A的俯视图； 图3为本发明的反挤压模具示意图； 图4A为图3中的凸模结构示意图； 图4B为图4A的A-A截面示意图； 图5A为图5B的A-A截面示意图； 图5B为锥形夹持圈的俯视图。
具体实施例方式
图1为待加工的后横向稳定杆套管坯料示意图，坯料为圆柱形，直 径Do为36mm。
图2A、图2B为利用本发明反挤压成形的后横向稳定杆套管挤压件示 意图，花键齿底内径Di为26.2mm，齿长为26. 5mm，模数为0. 78，齿数分 别为32 (右件)和30 (左件)，压力角为45° ，底部为3°锥角，套管 外径D。为36±0. 5mm，高度为36. 5mm。
如图3所示，本发明的模具，包括反挤压凹模、顶出装置，反挤压 凸模和导向装置；
反挤压凹模由下模板l、下模座4、下垫板5、凹模座7、凹模8、凹 模底圈21、预应力圈9、外圈16、固定环19组成；凹模8为圆筒形，凹 模8外套有预应力圈9并置于凹模座7的顶端，预应力圈9外套有外圈 16，外圈16由固定环19通过螺钉同下模座4紧固为一体，下模座4通 过螺钉同下模板1紧固为一体；
顶出装置由下顶杆3和顶杆6组成，顶杆6支承在下顶杆3的法兰
上；
7反挤压凸模由上模板10、垫环11、垫板12、冲头13、锥形夹持圈 14、锥形固定圈15组成；冲头13通过锥形夹持圈14夹紧并支承在垫板 12上，垫板12的外圈表面套有垫环11，支承在上模板10的下表面上， 垫环11由螺钉和上模板10紧固为一体；锥形夹持圈14由锥形固定圈15 通过螺钉与垫环11联为一体；
所述导向装置由导柱2和导套17组成，两根导柱与下模板1垂直并 紧配合，两个导套17由固定圈18通过螺钉固定在上模板10上，导柱2 和导套17滑动配合。
如图4A、图4B所示，反挤压凸模的冲头依次分为冲头下端13 — 1、 工作段13—2和固定段13—3，全长95mm，直径相等，等于花键齿底内 径"；冲头下端圆锥具有3。锥角；工作段轴向长度大于等于31mm，全 长均为齿形，工作段的直径、花键模数和齿数与待成型套管的内花键齿 底直径、花键模数和齿数相等；固定段为圆柱形，其长度大于锥形夹持 圈的高度；结构简单，加工制造容易，反向冷挤压时，不会产生应力集 中现象，从而使使用寿命大为提高，且应用范围宽。
如图5A、 5B所示，反挤凸模的锥形夹持圈为具有内孔的圆台形，其 半锥角为15° ，其高度H小于冲头13的固定段长度，侧面具有宽度为 3-4鹏的轴向切口，内孔沿高度方向有宽为2mm，深0. 5mm的3个等距离 分布的环形沟槽。凸模安装和维修后调整时，只需将锥形固定圈上的螺 钉稍为松开使锥形固定圈向下移动2 3mm的距离，锥形夹持圈便自动张 开，就可将冲头取出，再次安装时，首先将冲头插入锥形夹持圈内，然 后将锥形固定圈上的螺钉拧紧即可，安装调整方便。
本发明的工作过程为反挤压凸模和反挤压凹模处于张开状态时， 顶出装置处于下限位置，反挤压凸模处于上限位置，将图1所示坯料置 于凹模8内，反挤压凸模在挤压机滑块的作用下，通过冲头13将坯料反挤压成形为图2所示的稳定杆套管零件，反挤压成形结束，挤压机滑块
回程，带动冲头13从套管挤压件20中退出，顶出装置通过顶杆6将套 管挤压件20从凹模8中顶出， 一个工作循环结束。
权利要求
1. 一种后横向稳定杆套管反向冷挤压模具，包括反挤压凹模、顶出装置，反挤压凸模和导向装置；所述反挤压凹模由下模板(1)、下模座(4)、下垫板(5)、凹模座(7)、凹模(8)、凹模底圈(21)、预应力圈(9)、外圈(16)、固定环(19)组成；凹模(8)为圆筒形，凹模(8)外套有预应力圈(9)并置于凹模座(7)的顶端，预应力圈(9)外套有外圈(16)，外圈(16)由固定环(19)通过螺钉同下模座(4)紧固为一体，下模座(4)通过螺钉同下模板(1)紧固为一体；所述顶出装置由下顶杆(3)和顶杆(6)组成，顶杆(6)支承在下顶杆(3)的法兰上；所述反挤压凸模由上模板(10)、垫环(11)、垫板(12)、冲头(13)、锥形夹持圈(14)、锥形固定圈(15)组成；冲头(13)通过锥形夹持圈(14)夹紧并支承在垫板(12)上，垫板(12)的外圈表面套有垫环(11)，支承在上模板(10)的下表面上，垫环(11)由螺钉和上模板(10)紧固为一体；锥形夹持圈(14)由锥形固定圈(15)通过螺钉与垫环(11)联为一体；所述导向装置由导柱(2)和导套(17)组成，两根导柱与下模板(1)垂直并紧配合，两个导套(17)由固定圈(18)通过螺钉固定在上模板(10)上，导柱(2)和导套(17)滑动配合；其特征在于所述冲头依次分为冲头下端、工作段和固定段，全长直径相等；冲头下端为圆锥，具有与被挤压的后横向稳定杆套管内孔底部相等的锥角；工作段轴向长度大于等于31mm，全长均为齿形，工作段的直径、花键模数和齿数与待成型套管的内花键齿底直径、花键模数和齿数相等；固定段为圆柱形，其长度大于锥形夹持圈的高度；锥形夹持圈为具有内孔的圆台形，其侧面至内孔具有宽度为3～4mm的轴向切口，内孔沿轴向有3个等距离分布的环形沟漕。
2.如权利要求l所述的后横向稳定杆套管反向冷挤压模具，其特征 在于-所述冲头下端圆锥具有3°锥角；所述锥形夹持圈内孔沿轴向分布的 环形沟漕宽为2mm、深为0.5mm。
全文摘要
后横向稳定杆套管反向冷挤压模具，属于金属材料塑性成形模具，解决现有挤压凸模结构复杂、横截面变化大、加工难度大，使用寿命低、安装调整不方便，且所需模具材料多、费用高的问题。本发明包括反挤压凹模、顶出装置、反挤压凸模和导向装置；反挤压凸模的冲头依次分为冲头下端、工作段和固定段，冲头下端为圆锥，工作段全长均为齿形，其直径、花键模数和齿数与待成型套管的相应参数相等；固定段为圆柱形；反挤压凸模的锥形夹持圈为具有内孔的圆台形，其侧面具有轴向切口，内孔具有等距离分布的环形沟漕。本发明加工制造、安装和调整使用方便，工作稳定可靠，工艺应用范围宽，使用寿命长；制造凸模所需模具材料少，从而降低模具费用。
文档编号B21C23/02GK101502855SQ20091006096
公开日2009年8月12日 申请日期2009年3月2日 优先权日2009年3月2日
发明者周保国, 周孟祥, 夏巨谌, 王新云, 胡国安 申请人:湖北天轮机械有限公司;华中科技大学