1 引言

　　精密擠壓可以取代或部分取代金屬切削加工。解放CA-1OB萬向節(jié)十字軸套筒鍛件俗退，是一種典型的杯形件福耐，材料為65Mn。采用溫?cái)D壓方法生產(chǎn)仁连，既易于成型蓝角，又能獲得較好的精度和表面粗糙度值。由于鑲件底部厚度有嚴(yán)格要求饭冬，擠壓設(shè)備采用曲柄壓力機(jī)使鹅。

　　用一般的敞開式反擠壓模擠壓杯形件時(shí)，鍛件存在孔口高低不平和壁厚不勻的缺陷。假設(shè)杯形件外徑為d患朱，高為H．壁厚為t鲁僚，對高徑比較小(H／d<1)而壁厚與直徑之比較大(A／d>O.1)的鋼質(zhì)杯形件。如圖1所示鍛件裁厅，一般稱為鋼碗冰沙，孔口高低不平對于鋼碗的材料消耗影響很大。例如用一般的反擠壓模具擠壓的萬向節(jié)軸承套执虹，其孔口高低不平的差值可達(dá)4-6mm拓挥。為了減少和消除不合格鍛件，被迫增加鍛件高度和壁厚袋励，即增大料塊侥啤，從而增加了材料消耗。

　　產(chǎn)生孔口高低不平和壁厚不勻的原因主要有：①坯料兩端不平淤点；⑨坯料加熱不均勻劣搪；③鍛坯直徑與壞料直徑相差太大．坯料定位不準(zhǔn)確；④凹模與凹模不對中揉远；⑤擠壓時(shí)因凸模受鍛件不均勻變形的橫向力作用斟迁，且凹模對凸模無導(dǎo)向作用，使凸模產(chǎn)生橫向彎曲彈性變形衰件，導(dǎo)致凸模下端偏移邻因；⑥鍛件孔口無壓力(背壓)限制。以上的①—④項(xiàng)因素擅盏，可分別通過提高下料精度耽暖、提高加熱水平、控制鍛坯尺寸纹硼，提高模具加工和裝配精度得到解決英胖，而要消除除⑤、⑥項(xiàng)因素壶缚，則需要改進(jìn)模具結(jié)構(gòu)皿港。用圖2所示傳統(tǒng)的閉式反擠壓模(沒有補(bǔ)償空間)擠壓鋼碗，難于解決孔門高低不平問題溉奕。因?yàn)?a target="_blank" class="mmstipa1" >機(jī)械壓力機(jī)有固定的下死點(diǎn)褂傀，封閉摸腔內(nèi)的空間是一定的，劉熱料塊體積精度要求很高加勤。

　　2 新型橫具結(jié)構(gòu)

　　2.1 模具結(jié)構(gòu)及其工作過程

　　為解決上述問題仙辟，設(shè)計(jì)了有補(bǔ)償空間的新刑模具結(jié)構(gòu)。卸料板R上裝有與凸1模17間隙配合的背壓套15鳄梅；固定板16上有沿周向均勻分布的大叠国、小圓孔各8個(gè)未檩，圓孔內(nèi)分別裝有彈簧7和頂桿6，頂桿6受碟形彈簧7的彈頂力作用粟焊；墊塊1對壓力板3起支撐作用讹挎，同時(shí)對碟形彈簧有支撐和導(dǎo)向作用。

　　模幾工作前吆玖，背斥套19和卸料板8在彈簧7的張力作用下．處于相對于凸槽17的下極限位置，背壓套15的下端與凸模17的下端近乎平齊马篮。

　　模具開始工作時(shí)沾乘，上模隨壓力機(jī)滑塊下行，背壓套15與凸模17一起插入凹模14內(nèi)诽泪，進(jìn)而接觸鍛壞杰赴，此時(shí)凸模通過背壓套15依靠凹模14導(dǎo)向，限制了在擠壓過程中凸模下端偏移挂闺，防止了鍛件壁厚不勻便金。隨著上模下行，毀坯被凸模擠壓變形成筒形轮贫，筒底減薄断克，簡壁增高，孔口金屬推動(dòng)背壓套和卸料板上移蛛跛，通過頂桿6傳力抑琳，碟形彈簧2被壓縮，其張力(背壓力)反作用于鍛件孔口痊缎，迫使孔口金屬流動(dòng)趨于平齊果嗜。顯然，各熱料塊體積的差異通過碟形彈簧2的不同壓縮量獲得補(bǔ)償石勋，換言之补颗，封閉模腔的補(bǔ)償空間是巾磷形彈簧的壓縮提供的。鍛件變形結(jié)束時(shí)缓待，碟形彈簧壓縮量達(dá)到其最大工作變形量蚓耽，背壓力達(dá)到其最大上作壓力。

　　1.墊塊 2.碟形彈簧 3.壓力板 4.墊環(huán) 5.卸料螺釘 6.頂桿7.卸料彈簧 8.卸料扳 9.預(yù)應(yīng)力圈 10.凹模底板 11.壓力板12.頂件桿 13.沉座 14.凹模 15.背壓套 16.固定板 17.凸模

　　擠壓完成后上模上行命斧，在凸模上行Hb(Hb為碟形彈簧2的最大工作變形量過程中田晚，依靠碟形彈簧2和卸料彈簧7的張力(背壓力)壓住鍛件不動(dòng)，即此階段每瞬時(shí)的卸料力為碟形邢簧2和卸料彈簧7的瞬時(shí)張力之和国葬。

　　此階段以后每一瞬時(shí)的卸料力僅為卸料彈簧7的瞬時(shí)張力贤徒，直至墩件完全脫離凸棋。該模具擠壓完成后汇四，卸料板的推力使鍛件停留在凹模內(nèi)接奈，然后下頂料機(jī)構(gòu)通過頂件桿12將工件頂出凹模踢涌。

　　2.2 彈簧設(shè)計(jì)

　　背壓力是被動(dòng)力，是鍛件變形過程中因簡壁增高序宦，筒口金屬上移睁壁，被壓縮的碟形彈簧產(chǎn)生的張力，其作用是阻止鍛件孔口的不均勻變形互捌，迫使孔口金屬流動(dòng)趨于均勻癌割。因此，保證鍛件孔口平齊的單位背壓力比凸摸對鍛件底邵的單位壓力(主動(dòng)力)小很多茵沾。在變形的量后階段窟怪，前者僅為后者的1／8-1/0。

　　根據(jù)汁算和實(shí)驗(yàn)负腻，設(shè)計(jì)碟形彈簧如圖4所不嫡笔，采用三片疊合，然后對合的復(fù)合碟簧結(jié)構(gòu)淡窘。

　　卸料彈簧7采用矩形截面圓柱螺旋彈簧辞仇。彈簧絲截面為9×7.5mm，彈簧外徑為∮52mm讼牢。

　　3 工藝過程

　　鋼碗精密溫?cái)D壓工藝過程如下：①下料板拂，將∮26mm的65Mn棒料剪切成長度為40mm的坯料；②加熱凳赃，在中頻感應(yīng)加熱爐中將壞料加熱至750-850℃①制坯涣母，在63kN沖床上自由鐓粗制坯，預(yù)制坯直桿為∮40mm撕贞；④擠壓更耻，在1250kN沖床上用新型反擠模將鋼碗擠壓成型；⑤退火熱處理捏膨，擠壓件退火后硬度為207-240HB秧均；⑥表面清理，將熱處理后的擠壓件酸洗清理号涯，除去氧化鐵皮目胡；⑦檢驗(yàn)入庫，對擠壓件的尺寸精度链快，表面質(zhì)量和硬度進(jìn)行逐項(xiàng)檢驗(yàn)誉己，完全合格后入庫。

　　4 結(jié)束語

　　該新型模具在凸模上套有受彈性元件張力作用的背壓套域蜗，既保證了鍛件在封閉型腔中變形巨双，迫使孔口金屬流動(dòng)趨于平齊，又使模腔在一定范圍內(nèi)對不同的鍛件體積兒有不同的補(bǔ)償空間霉祸，避免固鍛件體積差異導(dǎo)致的孔口不平或凹模被脹裂筑累。同時(shí)背壓套對凸模還有導(dǎo)向作用袱蜡，限制了凸模下端的偏移，避免鍛件壁厚不勻疗刮。生產(chǎn)實(shí)踐證明吞瘸，該模具擠壓成型的鋼碗，碗口平齊忿迷，壁厚均勻械与，與傳統(tǒng)的敞開式反擠模相比，鋼碗材料消耗降低8％纫惰。

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