CN102773390A - 大型外六角螺栓坯热锻压模具 - Google Patents

Abstract

一种大型外六角螺栓坯热锻压模具，它包括上模板、上模垫板、上固定板、弹性体、上成型板、上凸模、第一成型板、第二成型板、顶杆套板、辅助顶杆套板、下模垫板、下模板、顶杆、辅助顶杆和辅板，顶杆套板上设有第一孔，上凸模下端设有成型外六角头上端面的成型面，第一成型板上设有螺头成型孔，上凸模横截面和螺头成型孔横截面均为六角形，所述第二成型板设有用于成型螺杆的螺杆成型孔，螺头成型孔、螺杆成型孔和第一孔的直径依次减小，第一孔上端设有第一倒角面，第一成型板中设有冷却水通道。该大型外六角螺栓坯热锻压模具一次性成型螺栓坯、生产效率较高且使用寿命较长。

Description

大型外六角螺栓坯热锻压模具

技术领域

本发明涉及一种锻压模具，更确切地说涉及一种大型外六角螺栓坯热锻压模具。

背景技术

目前有一种大型外六角螺栓(行业内一般将螺杆直径大于或等于30mm的外六角螺栓称为大型外六角螺栓)，在加工时至少包括两大步：第一步加工成型大型外六角螺栓坯以下简称螺栓坯，第二步在螺栓坯的螺杆上加工出螺纹，由于第一步直接决定大型外六角螺栓的生产效率和产品质量，以下针对大型外六角螺栓的加工均指第一步，即加工成型螺栓坯。

所述螺栓坯的结构包括螺杆和外六角状的螺头，它的生产工艺为红冲工艺（一种热挤压工艺），红冲工艺所采用的模具包括上模和下模，上模与冲床固定连接，上模包括上模包括一个横截面为六角形的六角杆，下模上设有用于成型螺杆和外六角状螺头的型腔，型腔下方设有顶出杆，加热后的坯料放入型腔，冲床带动上模向下冲压，挤压出螺栓坯的螺杆和外六角状螺头。但所述模具存在以下缺点：一是采用所述模具加工成型螺栓坯时一般采用水淋的方法来进行冷却，冷水直接浇在模具和螺栓坯上，螺栓坯表面迅速发生氧化而生成一层较厚的氧化层，需要后续进行精加工，不能一次性成型螺栓坯；由于氧化层的存在，使得坯料重量难以精确计算，挤压过程中多余的材料挤出形成飞边，也需要后续精加工，不能一次性成型螺栓坯；二是由于氧化层和飞边的存在，螺头上的圆角和螺杆上的倒角不易加工出，需要后续精加工，精加工切除氧化层和飞边、加工圆角和倒角等增加了加工工时，降低了生产效率；三是采用所述模具加工时，模具温度上升较高，冷水浇淋在模具上，造成模具骤冷，模具容易产生变形，降低了模具的使用寿命。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种一次性成型螺栓坯、生产效率较高且使用寿命较长的大型外六角螺栓坯热锻压模具。

本发明的技术解决方案是，提供一种具有以下结构的大型外六角螺栓坯热锻压模具，它包括上模板、上模垫板、上固定板、弹性体、上成型板、上凸模、第一成型板、第二成型板、顶杆套板、辅助顶杆套板、下模垫板、下模板、顶杆、辅助顶杆和辅板，所述上模板、上模垫板、上固定板、弹性体、上成型板依次连接，所述第一成型板、第二成型板、顶杆套板、辅助顶杆套板、下模垫板和下模板依次连接，所述顶杆套板上设有第一孔，所述辅助顶杆套板上设有第二孔，所述第二孔的直径大于第一孔的直径，所述顶杆上端与第一孔滑配合，所述顶杆下端与第二孔滑配合，所述辅助顶杆下端固定在辅板上，所述辅助顶杆上端依次穿过下模板、下模垫板与顶杆下端面固定连接，所述上凸模下端设有成型外六角状螺头上端面的成型面，所述第一成型板上设有螺头成型孔，所述上凸模横截面和螺头成型孔横截面均为六角形，所述第二成型板设有用于成型螺杆的螺杆成型孔，所述螺头成型孔、螺杆成型孔和第一孔的直径依次减小，所述第一孔上端设有第一倒角面，所述第一成型板中设有冷却水通道。

采用以上结构后，本发明的大型外六角螺栓坯热锻压模具与现有技术相比，具有以下优点：

由于本发明的大型外六角螺栓坯热锻压模具中的上模板、上模垫板、上固定板、弹性体、上成型板依次连接构成上模，所述第一成型板、第二成型板、顶杆套板、辅助顶杆套板、下模垫板和下模板依次连接构成下模，锻压时，上模在锻压机作用下下移与下模合模，顶杆与辅助顶杆一起被推动下移，辅助顶杆被推到第二孔下限位时，合模继续，弹性件被压缩，加热后的坯料在上凸模、上凸模下端的成型面、螺头成型孔、螺杆成型孔构成的型腔内被锻压成型，上凸模下端的成型面、上凸模和螺头成型孔成型外六角状螺头，螺杆成型孔成型螺杆。热锻压完成后，上模整体上移，辅板向上推动顶杆顶出产品完成脱料。由于在热锻压过程中，上模与下模构成封闭的模具，坯料在模具内封闭锻压成型，不易产生飞边，冷却水通道未直接与型腔相通，冷却水不是直接浇在产品上，而是通过冷却水通道对第一成型板进行冷却降温，通过冷却的第一成型板对型腔内的坯料进行降温，保持产品成型缩性，抑制氧化层的产生，也就是说不需要后续精加工去除氧化层和飞边，且外六角状螺头、螺杆、螺杆下端的倒角均一次热锻压成型，即一次性成型螺栓坯；不需要后续去除氧化层、去飞边、倒角等精加工，减少加工工时，生产效率较高；热锻压过程中通过冷却的第一成型板对型腔内的坯料冷却降温，热量不断通过冷却水通道带出模具，第一成型板温度保持在一定范围内，也使模具的温度也保持在一定温度范围内，模具不易出现骤冷和温度升到很高的情况，模具不易变形，故模具的使用寿命较长。

所述冷却水通道为两条，两条冷却水通道在水平位置错开，每条冷却水通道的进口和出口均在同一侧，所述每条冷却水通道的进口和出口均设有冷却嘴。两条冷却水通道使第一成型板冷却，冷却更均匀；每条冷却水通道的进口和出口均在同一侧使得冷却水在第一成型板内形成循环冷却，每条冷却水通道的进口和出口均设有冷却嘴方便连接进水水管和出水水管。

作为优选，所述两条冷却水通道均为圆环状，圆环状的冷却水通道能使冷却水充分在第一成型板循环后排出，对第一成型板的冷却效果更好。

附图说明

图1所示是本发明大型外六角螺栓坯热锻压模具合模时的结构示意图。

图2 所示是图1开模时的结构示意图。

图3 所示是图2中下模的俯视结构示意图。

图4 所示是图1卸料时的结构示意图。

图中所示：1、上模板，2、上模垫板，3、上固定板，4、弹性体，5、上成型板，6、上凸模，6.1、成型面，7、第一成型板，7.1、螺头成型孔，7.2、冷却水通道，7.3、冷却嘴，8、第二成型板，8.1、螺杆成型孔，8.2、螺杆上成型孔，8.3、螺杆下成型孔，8.4、第二倒角面，9、顶杆套板，9.1、第一孔，9.2、第一倒角面，10、辅助顶杆套板，10.1、第二孔，11、下模垫板，12、下模板，13、顶杆，14、辅助顶杆，15、辅板，16、导柱，17、导套，18、组合螺钉，19、产品。

具体实施方式  

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

请参阅图1、图2、图3和图4所示，本发明大型外六角螺栓坯热锻压模具它包括上模板1、上模垫板2、上固定板3、弹性体4、上成型板5、上凸模6、第一成型板7、第二成型板8、顶杆套板9、辅助顶杆套板10、下模垫板11、下模板12、顶杆13、辅助顶杆14和辅板15，所述上模板1、上模垫板2、上固定板3、弹性体4、上成型板5通过组合螺钉18依次连接，所述第一成型板7、第二成型板8、顶杆套板9、辅助顶杆套板10、下模垫板11和下模板12通过外六角螺钉依次固定连接，所述顶杆套板9上设有第一孔9.1，所述辅助顶杆套板10上设有第二孔10.1，所述第二孔10.1的直径大于第一孔9.1的直径，所述顶杆13上端与第一孔9.1滑配合，所述顶杆13下端与第二孔10.1滑配合，所述辅助顶杆14下端固定在辅板15上，所述辅助顶杆14上端依次穿过下模板12、下模垫板11与顶杆13下端面固定连接，所述上凸模6下端设有成型外六角状螺头上端面的成型面6.1，所述第一成型板7上设有螺头成型孔7.1，所述上凸模6横截面和螺头成型孔7.1横截面均为六角形，所述第二成型板8设有用于成型螺杆的螺杆成型孔8.1，所述螺头成型孔7.1、螺杆成型孔8.1和第一孔9.1的直径依次减小，所述第一孔9.1上端设有第一倒角面9.2，所述第一成型板7中设有冷却水通道7.2。

现有外六角螺栓坯中的螺杆分两种：一种螺杆为直径不变的圆柱杆，另一种螺杆由直径不同的两个圆柱杆连接构成的阶梯状螺杆，在本实施例中针对阶梯状螺杆设计，所述第二成型板8上的螺杆成型孔8.1包括螺杆上成型孔8.2、螺杆下成型孔8.3、螺杆上成型孔8.2和螺杆下成型孔8.3连接处的第二倒角面8.4，所述螺头成型孔7.1、螺杆上成型孔8.2、螺杆下成型孔8.3和第一孔9.1的直径依次减小。所述螺杆上成型孔8.2上端设有圆角，所述圆角成型外六角状螺头与螺杆间过渡的圆角。

所述冷却水通道7.2为两条，两条冷却水通道7.2在水平位置错开，每条冷却水通道7.2的进口和出口均在同一侧，所述每条冷却水通道7.2的进口和出口均设有冷却嘴7.3。

所述两条冷却水通道7.2均为圆环状。如图3所示，两条冷却水通道7.2在第一成型板7上下排列。在本实施例中，所述两条冷却水通道7.2，是通过在第一成型板7上面和下面分别加工出一条圆环状凹槽且每条圆环状凹槽内配合安装有紫铜管来形成的，紫铜管进水管口和出水管口均连接有冷却嘴7.3，所述冷却嘴7.3一端连接紫铜管，所述冷却嘴7.3另一端连接进水水管或出水水管，冷却水不断通过进水水管从一个冷却嘴7.3进入冷却水通道7.2对第一成型板7进行冷却，然后通过另一个冷却嘴7.3从出水水管流出。

锻压时，通过上模板1上的导套17和下模板12上的导柱16导向，上模下移与下模合模，顶杆13下移至孔10.1的下限位，辅助顶杆14和辅板15跟随顶杆13下移，继续合模，弹性体4被压缩，坯料在型腔内被锻压成型；锻压完成后，上模整体上移开模，弹性体4恢复；脱料时，辅板15上移，通过推动辅助顶杆14和顶杆13上移至孔10.1的上限位，顶杆13上端顶出产品19完成脱料。

说明的是，由于大型外六角螺栓强度很大，现有技术对于大型外六角螺栓采用模具一次加工成型螺栓坯的难度非常大，若采用热挤压或热冲压，需要的温度非常高，热挤压模具或热冲压模具一般难以负荷，现有技术中又没有能一次性成型大型外六角螺栓坯的大型冷镦机，尤其是对于螺杆直径在50mm(对阶梯状螺杆指螺杆上端圆柱杆直径，即螺杆上直径较大的圆柱杆直径)及以上的大型外六角螺栓，采用现有技术一次性成型外六角螺栓坯难以想象。而有些大型设备，如风电设备，又必须使用到大型外六角螺栓，本发明的大型外六角螺栓坯热锻压模具能够一次性成型大型外六角螺栓坯，填补了现有技术的空白，且可用于大型外六角螺栓的批量生产，经济效益和前景均十分可观。

Claims (3)

1.一种大型外六角螺栓坯热锻压模具，其特征在于：它包括上模板(1)、上模垫板(2)、上固定板(3)、弹性体(4)、上成型板(5)、上凸模(6)、第一成型板(7)、第二成型板(8)、顶杆套板(9)、辅助顶杆套板(10)、下模垫板(11)、下模板(12)、顶杆(13)、辅助顶杆(14)和辅板(15)，所述上模板(1)、上模垫板(2)、上固定板(3)、弹性体(4)、上成型板(5)依次连接，所述第一成型板(7)、第二成型板(8)、顶杆套板(9)、辅助顶杆套板(10)、下模垫板(11)和下模板(12)依次连接，所述顶杆套板(9)上设有第一孔(9.1)，所述辅助顶杆套板(10)上设有第二孔(10.1)，所述第二孔(10.1)的直径大于第一孔(9.1)的直径，所述顶杆(13)上端与第一孔(9.1)滑配合，所述顶杆(13)下端与第二孔(10.1)滑配合，所述辅助顶杆(14)下端固定在辅板(15)上，所述辅助顶杆(14)上端依次穿过下模板(12)、下模垫板(11)与顶杆(13)下端面固定连接，所述上凸模(6)下端设有成型外六角头上端面的成型面(6.1)，所述第一成型板(7)上设有螺头成型孔(7.1)，所述上凸模(6)横截面和螺头成型孔(7.1)横截面均为六角形，所述第二成型板(8)设有用于成型螺杆的螺杆成型孔(8.1)，所述螺头成型孔(7.1)、螺杆成型孔(8.1)和第一孔(9.1)的直径依次减小，所述第一孔(9.1)上端设有第一倒角面(9.2)，所述第一成型板(7)中设有冷却水通道(7.2)。

2.根据权利要求1所述的大型外六角螺栓坯热锻压模具，其特征在于：所述冷却水通道(7.2)为两条，两条冷却水通道(7.2)在水平位置错开，每条冷却水通道(7.2)的进口和出口均在同一侧，所述每条冷却水通道(7.2)的进口和出口均设有冷却嘴(7.3)。

3.根据权利要求2所述的大型外六角螺栓坯热锻压模具，其特征在于：所述两条冷却水通道(7.2)均为圆环状。

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