[发明专利]轮毂轴承外圈多工位精密成形工艺及其实现装置

说明书

一种轮毂轴承外圈多工位精密成形工艺及其实现装置，通过闭式多工位成形模具对毛坯依次进行独立的压扁、双杯挤压、成形、冲孔、切边工艺，实现轴承外圈的优化成形；该轮毂轴承外圈成形模具，依次排列的压扁单元、双杯挤压单元、成形单元、冲孔单元和切边单元，每个单元的上模及其对应的下模分别设置于模架上模板和模架下模板上，该模架上模板中设有缸体式氮气弹簧，能够根据设备顶出运动曲线设计成形模具，实现成形生产过程中无跳料模式。

技术领域

本发明涉及一种金属热成形领域的技术，具体涉及一种轮毂轴承外圈锻件的多工位精密成形工艺及其实现装置。

背景技术

轮毂轴承关键件是汽车底盘中的重要组成零部件，而轮毂轴承外圈属于轮毂轴承关键件其中较为重要的一类。现有轮毂轴承外圈成形工艺及模具设计，利用开式多工位(多台设备连线) 热模锻工艺改善了产品流线问题，但由于多台设备连线生产过程中热量流失快，导致产品硬度不合格，且未能改善产品料废多，产品精度低的问题。此外，在生产过程通过机械手或步进梁来对各个工位毛坯搬送，机械搬送的装置对产品从模具出来瞬间要求平稳无移位，这才可以保证产品准确夹持进下一单元中，但这一问题未被彻底解决，成为阻碍自动化生产的难题。因此如何保证产品从模具中平稳准确被夹持同样是急需解决的问题。

发明内容

本发明针对现有上述问题存在的不足，提出一种轮毂轴承外圈多工位精密成形工艺及其实现装置，通过多工位成形对坯料塑性成形过程进行优化材料分配，在此基础上增加上下模具导向结构设计、闭式成形工艺设计以及增加氮气弹簧压料结合顶出料设计技术，解决了成形过程精度低、料废多的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种轮毂轴承外圈多工位精密成形工艺，通过闭式多工位成形模具对毛坯依次进行独立的压扁、双杯挤压、成形、冲孔、切边工艺，实现轴承外圈的优化成形。

本发明涉及一种实现上述工艺的轮毂轴承外圈成形模具，包括：依次排列的压扁单元、双杯挤压单元、成形单元、冲孔单元和切边单元，其中：每个单元的上模及其对应的下模分别设置于模架上模板和模架下模板上，该模架上模板中设有缸体式氮气弹簧，能够根据设备顶出运动曲线设计成形模具，实现成形生产过程中无跳料模式。

所述的成形工位的成形上模的外形直径比成形单元的成形下模的内腔直径小0.15mm/ 单边，实现成形过程中的导向作用达到产品高精度的要求。

所述的成形单元的成形下模的飞边外轮廓部位的尺寸，通过以下方式得到：通过三维模拟方式获得最先充填完全形成飞边位置，并得到此位置的飞边宽度；然后根据最小飞边宽度值对产品飞边形状进行修改调整，得到缩小后的飞边形状；根据缩小后的飞边形状将成形工位关键模具设计为闭式模具，从而解决了由于优先充填完全位置的飞边过大且飞边不均衡的问题。

本发明涉及一种基于上述闭式多工位成形模具的控制方法，当成形处理完成后，通过控制下顶料杆顶出成形工位的完成品的同时，控制模架上模板向上移动，此时位于模具上模板内的氮气弹簧作相对运动，即顶出成形上模中顶杆以稳定产品；当成形下模的内腔内气体排空后，控制下顶杆继续向上移动并将成形工位的完成品机械刚性顶出成形下模的内腔，当下顶出杆移动到末端后，启动下模板中液压装置将成形工位的完成品顶出，从而继续保持产品平稳移动。

技术效果

与现有技术相比，本发明采用了包括压扁、双杯挤压、成形、冲孔、切边的多工位精密成形工艺，优化了产品在成形过程中前期的材料分配，减小了成形时的吨位，解决了成形过程中不必要飞边的产生，实现了轮毂轴承外圈的少飞边精密成形工艺，避免了由于飞边形成产生的材料浪费。成形工位关键模具结构设计为闭式模具，上模成形时处在下模的模腔内，将上模与下模的间隙缩小，提高了产品尺寸精度，并在上模边缘设置储料槽降低了材料波动对模具寿命的影响。双杯挤压、成形工位利用氮气弹簧结合顶出运动曲线设计，实现产品顶出模腔前氮气弹簧一直保持压料作用，保证生产过程中无跳料等异常情况发生。

附图说明