CN101332486B - 组合模具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种组合模具，用以冷镦紧固件，所述紧固件具有一头部及一主体部，该组合模具包括：一个中套，其包括一个第一中心孔；一个模片，其包括一个第二中心孔，所述模片套设于所述第一中心孔内；一个凹模，其包括一个第三中心孔，所述凹模套设于所述模片的第二中心孔内；及一个内套，其包括一个与所述第三中心孔具有相等内径的第四中心孔，所述内套套设于所述第一中心孔内，所述内套的一端面与所述凹模的一端面相抵触，且所述第四中心孔与所述第三中心孔同轴设置。所述组合模具通过将所述凹模与所述模片、所述模片及所述内套与所述中套设置为过盈配合，可消除冷镦过程中模具的应力集中现象以使其自身获得较长的使用寿命。

Description

组合模具

技术领域

本发明涉及一种组合模具，尤其涉及一种具有较长使用寿命的组合模具。

背景技术

随着高速多工位冷镦机在标准紧固件行业的大量使用，对冷镦模具的要求已越来越高，冷镦模具的寿命已成为制约紧固件高速生产的瓶颈。如在冷镦螺栓10的生产过程中，冷镦所使用的冷镦凹模是冷镦中的关键模具，它直接影响着最终成型后螺栓的头部质量。

请一并参阅图1及图2，根据工艺要求，所述螺栓10要达到如图1所示的形状，冷镦凹模一般需设计成如图2所示的整体凹模20形状。

如图2所示，经实验表明，所述整体凹模20于冷镦过程中很容易在转折处A处产生严重的应力集中现象，从而使该转折处A产生脆性破裂。应力集中的研究请参阅Kunets等人在2002年IEEE系统、电磁和声波理论的直接和逆向问题第七次国际研讨会(The 7th International Seminar on Direct andInverse Problems of Electromagnetic and Acoustic Wave Theory)上发表的论文Dynamic stress concentration in the vicinity of arbitrary-form hole in ahalf-space。

有鉴于此，提供一种可消除冷镦过程中模具的应力集中现象的组合模具实为必要。

发明内容

下面将以实施例说明一种组合模具，其可消除冷镦过程中模具的应力集中现象，并具有较长的使用寿命。

一种组合模具，用以冷镦紧固件，所述紧固件具有一头部及一主体部，所述头部与所述主体部相连接，该组合模具包括：一个中套，其包括一个第一中心孔；一个模片，其包括一个用于成型所述紧固件的头部的第二中心孔，所述模片套设于所述第一中心孔内；一个凹模，其包括一个第三中心孔，所 述凹模套设于所述模片的第二中心孔内；及一个内套，其包括一个与所述第三中心孔具有相等内径的第四中心孔，所述内套套设于所述第一中心孔内，所述内套的一端面与所述凹模的一端面相抵触，且所述第四中心孔与所述第三中心孔同轴设置，以使该第四中心孔与该第三中心孔相互贯通，并通过该第四中心孔与该第三中心孔的组合以成型所述紧固件的主体部，其中，所述模片及所述内套与所述中套过盈配合，所述凹模与所述模片过盈配合，所述过盈配合产生的预压应力用以消除冷镦过程中所述组合模具产生的拉应力。

相对于现有技术，所述组合模具通过设置一中套、一凹模、一模片及一内套，并将所述凹模与所述模片、所述模片及所述内套与所述中套设置为过盈配合，以使该凹模与该模片之间、该模片及该内套与该中套之间具有预压应力，从而可消除冷镦过程中模具的应力集中现象以使所述组合模具获得较长的使用寿命。

附图说明

图1是螺栓的整体结构示意图。

图2整体凹模的结构及冷镦过程中的应力状态的示意图。

图3是螺栓的结构示意图。

图4是本发明实施例提供的组合模具的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明实施例作进一步的详细说明。

请结合图3及图4，本发明实施例提供的一种组合模具40，其用以冷镦具有一头部及一主体部的紧固件，如螺栓30等，所述螺栓30具有一螺头部30a及一螺杆部30b，所述螺头部30a与所述螺杆部30b相连接。

如图4所示，所述组合模具40包括一中套41、一模片42、一凹模43及一内套44，该中套41、模片42、凹模43及内套44分别为中空的圆柱形结构。

所述中套41包括一个第一中心孔41a。

所述模片42包括一个第二中心孔42a，该第二中心孔42a用于成型所述螺栓30的螺头部30a。所述模片42套设于所述第一中心孔41a内，且所述 模片42与所述中套41过盈配合，即所述模片42的外径略大于所述第一中心孔41a的内径，当该模片42套设于所述中套41内时，其与所述中套41将形成一个干涉区域，所述中套41与所述模片42通过该干涉区域无间隙地连接在一起。

所述凹模43包括一个第三中心孔43a，该凹模43套设于所述模片42的第二中心孔42a内且与所述模片42过盈配合，即所述凹模43的外径略大于所述第二中心孔42a的内径，当所述凹模43套设于所述模片42内时，其与所述模片42将形成一个干涉区域，所述凹模43与所述模片42通过该干涉区域无间隙地连接在一起。

所述内套44套设于所述中套41的第一中心孔41a内，且包括一个第四中心孔44a，所述第四中心孔44a与所述第三中心孔43a具有相等的内径，且所述内套44的一端面44b与所述凹模43的一端面43b相抵触。所述第四中心孔44a与所述第三中心孔43a同轴设置，以使该第四中心孔44a与该第三中心孔43a相互贯通，并通过该第四中心孔44a与该第三中心孔43a的组合以成型所述螺栓30的螺杆部30b。另外，所述内套44与所述中套41也可设置为过盈配合，即所述内模44的外径略大于所述第一中心孔41a的内径，当所述内模44套设于所述中套41内时，其与该中套41将形成一个干涉区域，所述内模44与所述中套41通过该干涉区域无间隙地连接在一起。

使用时，由于所述凹模43套设于所述模片42的第二中心孔42a内且与所述模片42过盈配合，所述模片42套设于所述第一中心孔41a内且与所述中套41过盈配合，使得所述凹模43与所述模片42、所述模片42与所述中套41之间分别存在预压应力，从而可消除冷镦过程中组合模具40产生的拉应力，这样，当使用所述组合模具40冷镦所述螺栓30时，所述模片42与所述凹模43的转折处B就不会出现应力集中现象，从而使该组合模具40获得较长的使用寿命。

可以理解的是，所述模片42所述凹模43均可优选地采用高硬度且高耐磨性的材料，以提高组合模具40使用过程中的稳定性，并进一步提高成型后所述螺栓30的精度。

另外，所述组合模具40还可进一步包括一个外套45，并通过开设于该外45的第五中心孔45a将所述中套41套设于其内，从而可通过该外套45 对所述中套41起固持作用。该外套45可为一中空的圆柱形结构，当然，该外套45也可为一中空的长方体结构。

本发明实施例提供的组合模具40，其通过设置一中套41、一模片42、一凹模43及一内套44，并将所述凹模43与所述模片42、所述模片42与所述中套41设置为过盈配合，使该凹模43与该模片42之间、该模片42与该中套41之间具有预压应力，从而可消除冷镦过程中模具的应力集中现象以使所述组合模具40获得较长的使用寿命。

可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种对应的改变与变形，如变更弹性元件的种类，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种组合模具，用以冷镦紧固件，所述紧固件具有一头部及一主体部，所述头部与所述主体部相连接，该组合模具包括：一个中套，其包括一个第一中心孔；一个模片，其包括一个用于成型所述紧固件的头部的第二中心孔，所述模片套设于所述第一中心孔内；一个凹模，其包括一个第三中心孔，所述凹模套设于所述模片的第二中心孔内；及一个内套，其包括一个与所述第三中心孔具有相等内径的第四中心孔，所述内套套设于所述第一中心孔内，所述内套的一端面与所述凹模的一端面相抵触，且所述第四中心孔与所述第三中心孔同轴设置，以使该第四中心孔与该第三中心孔相互贯通，并通过该第四中心孔与该第三中心孔的组合以成型所述紧固件的主体部，其中，所述模片及所述内套与所述中套过盈配合，所述凹模与所述模片过盈配合，所述过盈配合产生的预压应力用以消除冷镦过程中所述组合模具产生的拉应力。

2.如权利要求1所述的组合模具，其特征在于，所述凹模、模片、内套及中套分别为中空的圆柱形结构。

3.如权利要求1所述的组合模具，其特征在于，所述组合模具进一步包括一个外套，所述外套包括一个第五中心孔，所述中套套设于所述第五中心孔内。

4.如权利要求3所述的组合模具，其特征在于，所述外套为中空的圆柱形结构。

5.如权利要求3所述的组合模具，其特征在于，所述外套为中空的长方体结构。 

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