CN102641980A - 汽缸连接螺栓的冷成型模具及其冷成型加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种汽缸连接螺栓的冷成型模具及其冷成型加工方法。冷成型模具由上模(11)和下模(12)组成，所述上模(11)包括模套(13)、三片式成型模(14)、盖板(15)、导向垫(16)、导向弹簧(17)，所述下模(12)包括成型模(23)、顶棒(24)。冷成型加工方法为：固定下模(12)，锁紧汽缸连接螺栓毛坯(1)；上模(11)向下运动，使汽缸连接螺栓毛坯(1)的螺栓细杆(4)部分镦粗达到设计尺寸要求；上模(11)退回；顶棒(24)将汽缸连接螺栓顶出，滑入料斗。利用该模具实施的汽缸连接螺栓冷成型加工方法加工效率高，加工成本低，得到的汽缸连接螺栓强度高，使用风险低。

Description

汽缸连接螺栓的冷成型模具及其冷成型加工方法
技术领域
本发明涉及机械零件加工技术领域，具体涉及一种汽缸连接螺栓的冷成型模具以及利用该模具实施的汽缸连接螺栓的冷成型加工方法。
背景技术
汽缸连接螺栓是汽车制造装配中的必需零件，其毛坯包括螺栓头部和螺栓细杆，加工过程中需要在该螺栓的螺栓细杆部分加工出一个卡箍。现有技术中采用的加工方法为数控车床车削，螺栓细杆由卡箍直径(d1)开始进行车削，加工到最后成品的直径即螺栓细杆直径(d2)，这样的加工方法加工效率低，车削部分废料占产品总用料的20％，加工成本高，而且由于在螺栓头部和螺栓细杆交接处产生加工应力，减少了产品的强度，增加了产品在使用过程中的风险。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种汽缸连接螺栓的冷成型模具，利用该模具实施的汽缸连接螺栓的冷成型加工方法加工效率高，加工成本低，得到的汽缸连接螺栓强度高，使用风险低。
本发明所采用的技术方案为：
一种汽缸连接螺栓的冷成型模具，该模具由上模和下模组成，所述上模包括模套、三片式成型模、盖板、导向垫、导向弹簧，盖板通过锁紧螺栓连接于模套底端，三片式成型模通过盖板卡合于模套内底部，导向垫位于模套内上部且通过锁紧螺栓与模套连接，导向弹簧套合于导向垫外部且顶住三片式成型模的上端，三片式成型模和导向垫处于同一轴线，三片式成型模的三个单体之间通过压缩弹簧和导向销进行连接，三片式成型模的三个单体闭合时与螺栓细杆间隙配合，所述下模包括成型模、顶棒，顶棒滑动配合于成型模内部，成型模内设置有直径等于螺栓细杆直径的通孔，顶棒滑动配合于通孔内，通孔顶端设置有卡箍模。
所述三片式成型模的三个单体之间通过压缩弹簧和导向销进行连接是指三个单体的连接处均设置有位置相互匹配的导向槽，导向销的两端分别卡合于相邻两个单体的导向槽内，压缩弹簧套合于导向销。
所述三片式成型模的顶端设置有用于容纳螺栓头部的容纳槽。
利用上述冷成型模具实施的汽缸连接螺栓的冷成型加工方法，包括以下操作步骤：
(1)固定下模，将汽缸连接螺栓毛坯卡合到冷成型模具的上模内，设备压力使三片式成型模的三个单体紧密闭合，锁紧汽缸连接螺栓毛坯，一般情况下可采用液压机进行驱动使三片式成型模闭合；
(2)压力机或自动冷锻成型机驱动使上模向下运动到汽缸连接螺栓的螺栓细杆尾端接触到下模的顶棒；
(3)上模继续向下运动，使汽缸连接螺栓毛坯的螺栓细杆部分镦粗达到设计尺寸要求，即螺栓细杆径向变短、变短的材料被挤压到卡箍模内形成卡箍，得到冷成型完成的汽缸连接螺栓，即汽缸连接螺栓的成品；
(4)上模退回，液压机关闭，压缩弹簧和导向销将三片式成型模的三个单体撑开，汽缸连接螺栓被保留在下模；
(5)顶棒将汽缸连接螺栓顶出，滑入料斗。
与现有技术相比，本发明具有以下显著优点和有益效果：本发明利用模具和冷挤压完成卡箍的成型，减少了车削环节，解决了现有技术中在螺栓车削的加工应力，使产品流线完好，从而产品的强度高，产品在使用过程中的风险低。减少车削环节节约了人力成本，原材料利用率高达98％以上，人力和物力成本都大幅降低。加工过程中采用压力机加工速度可提高80％，采用自动冷锻成型机加工速度可提高200％以上，自动程度高，加工效率高，适用推广。
附图说明
图1所示的是本发明汽缸连接螺栓的冷成型模具及其冷成型加工方法的汽缸连接螺栓毛坯的结构示意图；
图2所示的是本发明汽缸连接螺栓的冷成型模具及其冷成型加工方法的汽缸连接螺栓成品的结构示意图；
图3所示的是本发明汽缸连接螺栓的冷成型模具及其冷成型加工方法的冷成型模具的结构示意图；
图4所示的是本发明汽缸连接螺栓的冷成型模具及其冷成型加工方法的三片式成型模在三个单体闭合时结构示意图；
图5所示的是本发明汽缸连接螺栓的冷成型模具及其冷成型加工方法的三片式成型模在三个单体撑开时结构示意图；
图6所示的是本发明汽缸连接螺栓的冷成型模具及其冷成型加工方法的汽缸连接螺栓冷成型完成时的结构示意图。
其中：1、汽缸连接螺栓毛坯；2、汽缸连接螺栓成品；3、螺栓头部；4、螺栓细杆；5、卡箍；11、上模；12、下模；13、模套；14、三片式成型模；15、盖板；16、导向垫；17、导向弹簧；18、锁紧螺栓；19、锁紧螺栓；20、单体；21、压缩弹簧；22、导向销；23、成型模；24、顶棒；25、通孔；26、导向槽；27、容纳槽；28、卡箍模；29、通孔；d1、卡箍直径；d2、螺栓细杆直径。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步具体描述，但不局限于此。
本发明加工的产品是汽缸连接螺栓，加工前的汽缸连接螺栓毛坯1包括螺栓头部3和螺栓细杆4，加工完成后得到的汽缸连接螺栓(即汽缸连接螺栓成品2)除了螺栓头部3和螺栓细杆4外，在螺栓细杆部分还被加工出一个卡箍5。
对本发明汽缸连接螺栓的加工需要一个冷成型模具，该汽缸连接螺栓的冷成型模具由上模11和下模12组成。
所述上模11从外面看是一个圆柱体，包括模套13、三片式成型模14、盖板15、导向垫16、导向弹簧17。盖板15通过锁紧螺栓18连接于模套13底端，三片式成型模14通过盖板15卡合于模套13内底部。导向垫16位于模套13内上部且通过锁紧螺栓19与模套13连接，导向弹簧17套合于导向垫16外部且顶住三片式成型模14的上端。三片式成型模14和导向垫16处于同一轴线。三片式成型模14由三个单体20组成，该三个单体20闭合后围成一个圆台体，圆台体的内部形成一通孔29，通孔29与螺栓细杆4间隙配合，通孔29的顶端设置有用于容纳螺栓头部3的容纳槽27，三个单体20之间通过压缩弹簧21和导向销22进行连接、导向和定位，三个单体20的连接处均设置有位置相互匹配的导向槽26，导向销22的两端分别卡合于相邻两个单体20的导向槽26内，压缩弹簧21套合于导向销22，自然状态下由于压缩弹簧21和导向销22的作用，三片式成型模14是被撑开的即三个单体20呈非闭合状态。
所述下模12包括成型模23、顶棒24，成型模23内设置有直径等于螺栓细杆4直径的通孔25，顶棒24滑动配合于通孔25内，通孔25顶端设置有卡箍模28。
利用该冷成型模具实施的汽缸连接螺栓的冷成型加工方法，包括以下操作步骤：
(1)固定下模12，将汽缸连接螺栓毛坯1卡合到冷成型模具的上模11内，液压机驱动使三片式成型模14的三个单体20紧密闭合，锁紧汽缸连接螺栓毛坯1；
(2)压力机或自动冷锻成型机驱动使上模11向下运动到螺栓细杆4尾端接触到下模12的顶棒24；
(3)上模11继续向下运动，使汽缸连接螺栓毛坯1的螺栓细杆4部分镦粗，卡箍模28被填满形成卡箍5，得到冷成型完成的汽缸连接螺栓，即汽缸连接螺栓的成品2；
(4)上模11退回，液压机关闭，压缩弹簧21和导向销22将三片式成型模14的三个单体20撑开，汽缸连接螺栓被保留在下模12；
(5)顶棒24将汽缸连接螺栓顶出，滑入料斗。
本发明的上述实施例是对本发明的说明而不能用于限制本发明，与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应认为是包括在权利要求书的范围内。

Claims (4)

1.一种汽缸连接螺栓的冷成型模具，其特征在于：由上模(11)和下模(12)组成，所述上模(11)包括模套(13)、三片式成型模(14)、盖板(15)、导向垫(16)、导向弹簧(17)，盖板(15)通过锁紧螺栓(18)连接于模套(13)底端，三片式成型模(14)通过盖板(15)卡合于模套(13)内底部，导向垫(16)位于模套(13)内上部且通过锁紧螺栓(19)与模套(13)连接，导向弹簧(17)套合于导向垫(16)外部且顶住三片式成型模(14)的上端，三片式成型模(14)和导向垫(16)处于同一轴线，三片式成型模(14)的三个单体(20)之间通过压缩弹簧(21)和导向销(22)进行连接，三片式成型模(14)的三个单体(20)闭合时与螺栓细杆(4)间隙配合，所述下模(12)包括成型模(23)、顶棒(24)，成型模(23)内设置有直径等于螺栓细杆(4)直径的通孔(25)，顶棒(24)滑动配合于通孔(25)内，通孔(25)顶端设置有卡箍模(28)。
2.根据权利要求1所述的汽缸连接螺栓的冷成型模具，其特征在于：所述三片式成型模(14)的三个单体(20)之间通过压缩弹簧(21)和导向销(22)进行连接是指三个单体(20)的连接处均设置有位置相互匹配的导向槽(26)，导向销(22)的两端分别卡合于相邻两个单体(20)的导向槽(26)内，压缩弹簧(21)套合于导向销(22)。
3.根据权利要求1所述的汽缸连接螺栓的冷成型模具，其特征在于：所述三片式成型模(14)的顶端设置有用于容纳螺栓头部(3)的容纳槽(27)。
4.一种利用权利要求1所述的汽缸连接螺栓的冷成型模具实施的汽缸连接螺栓的冷成型加工方法，其特征在于包括以下操作步骤：
(1)固定下模(12)，将汽缸连接螺栓毛坯(1)卡合到冷成型模具的上模(11)内，设备压力使三片式成型模(14)的三个单体(20)紧密闭合，锁紧汽缸连接螺栓毛坯(1)；
(2)压力机或自动冷锻成型机驱动使上模(11)向下运动到螺栓细杆(4)尾端接触到下模(12)的顶棒(24)；
(3)上模(11)继续向下运动，使汽缸连接螺栓毛坯(1)的螺栓细杆(4)部分镦粗达到设计尺寸要求，得到冷成型完成的汽缸连接螺栓成品(2)；
(4)上模(11)退回，液压机关闭，压缩弹簧(21)和导向销(22)将三片式成型模(14)的三个单体(20)撑开，汽缸连接螺栓被保留在下模(12)；
(5)顶棒(24)将汽缸连接螺栓顶出，滑入料斗。
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