一种双向复合挤压模具及其试验方法

1.本发明属于机械制造及塑性成形技术领域，涉及一种双向复合挤压模具及其试验方法
。


背景技术：

2.冷挤压成形作为材料净成形工艺之一，具有绿色环保
、
材料利用率高
、
强化材料等优点
。
使用冷挤压成形工艺加工的零件不仅能提高零件的精度
、
强度
、
使用寿命，还能够进行大批量生产，提高生产效率，被广泛应用于航海船舶
、
高速列车
、
汽车工业等领域
。
3.目前，冷挤压成形应用较多的有紧固件
、
机器壳体
、
齿轮
、
轴套
、
模具等，但大部分都是单一方向的挤压成形
。
而紧固件中外螺纹的滚压加工和内螺纹的挤压加工则是轴向和径向的复合双向进给
。
但是复合双向进给方向的挤压成形过程复杂，金属的变形和相互作用更是难以直接得到
。
4.为了进一步得到复合双向进给的挤压成形过程中的塑性成形的原理，必须通过模拟和试验相结合的方法
。
如何方便的实现双向进给，提出一种双向复合挤压模具及其试验方法
。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种双向复合挤压模具，能够将不同金属经双向复合挤压为特定的形状，还能获得双向复合挤压中金属的变形和相互作用过程
。
6.本发明的另一目的是提供一种双向复合挤压试验方法
。
7.本发明采用的技术方案为：一种双向复合挤压模具，由下模1，上模2，试件3，压板4，刀具5，定位销6组成；上模2和下模1都呈矩形中空结构，上下叠加用螺栓连接在一起，并通过两个定位销6对中；试件3和刀具5都呈长方体结构，试件3和刀具5相向组装在上模2的方孔中；压板4压在试件3的上顶面，将试件3固定在上模2和下模1中，压板4通过螺栓与上模2固定连接
。
8.试件3的下端顶在下模1的上顶面，卡在上模2的中间方孔中，试件3的三个侧面与上模2方孔的三个侧面接触，试件3的高度大于上模2的高度
。
9.刀具5的刀齿凸出固定在长方体的一侧面的靠下位置，刀具5的三个侧面与上模2方孔的三个侧面接触，刀具5带刀齿的侧面面向试件3，刀具5可以沿着上模2的方孔上下滑移；刀具5的高度大于试件3的高度与刀齿高度之和；刀具5上的刀齿分斜向和平行两段，斜向部分位于下前端并与平行段相连，刀齿上的刃部光滑连接
。
10.本发明的采用的另一技术方案为：一种双向复合挤压试验方法，使用一种双向复合挤压模具，将上模2放置到下模1的顶面，用定位销6定位并通过螺栓固连；将试件3放入上模2方孔内的左侧，试件3的三侧面与上模2方孔的三侧面接触，试件3的下端置于下模1的顶面；压板4压住试件3的顶端，压板4通过螺栓与上模2连接；刀具5的刀齿侧面向试件3，由上向下从上模2方孔的右侧插入，刀具5的除刀齿外的三个侧面与上模2的方孔接触并限位
。
11.将装好试件3和刀具5的双向复合挤压模具放置在压力机上，下模1的底面直接放置在压力机的工作台面上，压力机的冲头正对刀具5的上端面，压力机的冲头下压刀具5，刀具5从上模2的方孔中穿过，落入下模1的方孔中，刀具5下落的过程中，刀齿划过试件3，在试件3的侧面形成与刀具5的刀齿齿面相反的压痕，至此完成双向挤压成形过程，获得了刀齿双向复合挤压成形的试验工件
。
12.本发明的有益效果是：一种双向复合挤压模具在压力机中双向复合挤压出与刀具的刀齿齿面相反的压痕
。
一种双向复合挤压试验方法的突出优势在于，一是降低刀具刀齿的加工难度；二是用直动实现螺旋双向复合运动的效果，降低了对机床要求，三是工件可以重复使用，大幅节约试验成本和试验周期
。
通过双向复合挤压模具实现双向复合挤压试验效果，获得螺旋复合双向挤压过程中的金属的受力
、
应力
、
变形等试验参数
。
附图说明
13.图1为一种双向复合挤压模具的结构图
。
14.图2为一种双向复合挤压模具的下模1的结构图
。
15.图3为一种双向复合挤压模具的刀具6的结构图
。
具体实施方式
16.下面结合附图对本发明做详细描述
。
17.如图1，一种双向复合挤压模具，由下模1，上模2，试件3，压板4，刀具5，定位销6组成；上模2和下模1都呈矩形中空结构，上下叠加用螺栓连接在一起，并通过两个定位销6对中；试件3和刀具5都呈长方体结构，试件3和刀具5相向组装在上模2的方孔中；压板4压在试件3的上顶面，将试件3固定在上模2和下模1中，压板4通过螺栓与上模2固定连接
。
18.试件3的下端顶在下模1的上顶面，卡在上模2的中间方孔中，试件3的三个侧面与上模2方孔的三个侧面接触，试件3的高度大于上模2的高度
。
19.刀具5的刀齿凸出固定在长方体的一侧面的靠下位置，刀具5的三个侧面与上模2方孔的三个侧面接触，刀具5带刀齿的侧面面向试件3，刀具5可以沿着上模2的方孔上下滑移；刀具5的高度大于试件3的高度与刀齿高度之和；刀具5上的刀齿分斜向和平行两段，斜向部分位于下前端并与平行段相连，刀齿上的刃部光滑连接
。
20.如图2，下模1呈矩形中空结构
。
21.如图3，刀具5呈长方体结构，刀具5上的刀齿凸出固定在长方体的一侧面靠下位置，刀齿分斜向和平行两段，斜向部分位于下前端并与平行段相连，刀齿上的刃部光滑连接
。
22.本发明的工作过程为：一种双向复合挤压试验方法，使用一种双向复合挤压模具，将上模2放置到下模1的顶面，用定位销6定位并通过螺栓固连；将试件3放入上模2方孔内的左侧，试件3的三侧面与上模2的方孔三侧面接触，试件3的下端置于下模1的顶面；压板4压住试件3的顶端，压板4通过螺栓与上模2连接；刀具5的刀齿侧面向试件3，由上向下从上模2方孔的右侧插入，刀具5的除刀齿外的三个侧面与上模2的方孔接触并限位
。
23.将装好试件3和刀具5的双向复合挤压模具放置在压力机上，下模1的底面直接放置在压力机的工作台面上，压力机的冲头正对刀具5的上端面，压力机的冲头下压刀具5，刀
具5从上模2的方孔中穿过，落入下模1的方孔中，刀具5下落的过程中，刀齿划过试件3，在试件3的侧面形成与刀具5的刀齿齿面相反的压痕，至此完成双向挤压成形过程，获得了刀齿双向复合挤压成形的试验工件
。
24.本发明的工作原理为：设计一种直线方向运动的刀具及刀齿结构，刀齿分为挤压和修整两段，其中挤压段呈锥形，修整段与刀具平行，两者光滑连接
。
由于刀具挤压段呈锥形，故刀具在进给的过程中实现了沿着刀具进给方向的挤压和垂直于刀具进给方向的挤压，并将两个正交方向的挤压一次复合完成
。
根据刀具设计了一种组合式双向复合挤压模具，配合压力机实现前述刀具的挤压运动
。