CN104148509B - 一种偏心紧固件的成形模具及成形方法 - Google Patents

Abstract

本发明创造提供一种偏心紧固件的成形模具及成形方法，包括固定的下模体和与其顶面贴合的上模体，所述上模体的顶部连接有上模板且可相对于所述上模板平移，所述上模板的底面上设置有定位块和挡块；所述下模体在过渡平面处开设有竖向的T型下模腔，所述上模体在过渡平面处开设有上模腔，在所述上模体的初始位置处，所述上模腔与所述下模腔的下腔体同轴线；在所述上模体和所述下模体贴合时，所述上模腔和所述下模腔偏心紧固件的成型腔。与机械加工方法相比，大大减少了材料耗费并提高了生产效率；在紧固件两边的圆杆上不会出现径向飞边，且圆度能够保证，后续加工方便，只需要一次冲压便可以成形。

Description

一种偏心紧固件的成形模具及成形方法

技术领域

本发明创造属于冲压模具领域，尤其是涉及一种紧固件成形模具及成形方法。

背景技术

偏心紧固件的形状特点是在中间支承肩的两边有轴心不在同一条直线上的两个杆。这种结构的紧固件无法在通常的镦制机构上成形。目前的成形工艺多是采用机械加工的方式从较大直径的圆棒上车削，这样会浪费大量的材料，且加工效率低下；或者采用如专利CN201632578所公开的多个模具多次冲压实现偏心紧固件的成形，该专利对偏心紧固件的偏心距离的大小有限制，对于那些偏心距离等于和大于原材料半径的紧固件，该专利无法成形。

发明内容

本发明创造要解决的问题是提供一种偏心紧固件的成形模具及成形方法，避免现有车削方式造成的材料浪费，通过冲压方式在成形模具内一次成形偏心紧固件。

为解决上述技术问题，本发明创造采用的技术方案是：一种偏心紧固件的成形模具，包括固定的下模体和与其顶面贴合的上模体，二者的贴合面包括用于引导所述上模体向所述下模体斜下方运动的两个平行导向面和限制所述上模体相对下模体运动位移的限位面，两个导向面之间设置有过渡平面，所述过渡平面处的上模体和下模体之间设置有间隙；

所述上模体的顶部连接有上模板且可相对于所述上模板平移，所述上模板的底面上设置有用于确定所述上模体初始位置的定位块和用于限制所述上模体相对于所述上模板过量位移的挡块；

所述下模体在过渡平面处开设有竖向的T型下模腔，所述上模体在过渡平面处开设有上模腔：在所述上模体的初始位置处，所述上模腔与所述下模腔的下腔体同轴线；在所述上模体和所述下模体贴合时，所述上模腔和所述下模腔形成偏心紧固件的成型腔。

其中，上模板的底面上设置有与所述上模体的运动方向匹配的水平燕尾槽，上模体的顶部设置有与所述燕尾槽相配合的燕尾式滑块。上模体和上模板之间的燕尾连接结构实现了上模体相对于下模体的水平位移，保证了上模体运动的准确性和稳定性。

其中，下模腔的下腔体中穿设有下顶杆，上模腔的上部设置有自上向下依次抵靠的垫块和上顶杆，上顶杆呈T形，上顶杆外套有弹簧。上顶杆和下顶杆将成形模腔缩小为符合偏心紧固件的螺杆长度的空间，保证了成形过程中坯料的稳定性以及成形的精确性，且成形后可使用下顶杆将偏心紧固件顶出下模腔。

其中，所述贴合面为4个斜面，所述贴合面中的导向面设置为向所述下模体斜下方延伸的斜面，限位面位于导向面的外侧，且与导向面的夹角等于或略小于90度。两个导向面之间的过渡平面处设置有盛放偏心紧固件成型过程中所造成的飞边的间隙，贴合面和过渡平面不仅能够保证下模体沿预定的方向运动且能避免合模时的卡死现象，并能够使模具的成形尺寸更精准。

其中，为了方便测算上模体与下模体中各部分的相对位置及角度关系，所述下模腔的下腔体设置于下模体的中轴线上，上模体的宽度小于下模体的宽度且二者的宽度之差等于偏心紧固件中两螺杆之间的偏心距离，所述上模体处于初始位置时，两者的侧壁均对齐于所述定位块的内侧面，所述上模体和所述下模体贴合时，两者的另一侧壁对齐。

本发明创造还提供了一种偏心紧固件的成形方法，包括以下步骤：

S1、确定上模体的初始位置：拉高并调整上模体至其侧壁抵于所述定位块的内侧面；

S2、放置坯料：将坯料的鼓球放置于下模腔的上腔体内，其下侧的圆柱杆插入下模腔的下腔体中，坯料上侧的圆柱杆对准其上方的上模腔；

S3、冲压成形：通过压力机加载，上模体沿导向面向下模体的斜下方做冲压动作至二者贴合，上模腔和下模腔组合形成偏心紧固件的成形模腔，成形模腔中的坯料冲压成形为偏心紧固件；

S4、脱模：拉升上模体回到初始位置，通过下顶杆将成形后的紧固件从下模腔中顶出。

其中，所述坯料由连续冷镦机将金属丝材一次镦制而成。

本发明创造具有的优点和积极效果是：

1、与机械加工方法相比，大大减少了材料耗费并提高了生产效率；

2、与其它冲压方式相比，在紧固件两边的圆杆上不会出现径向飞边，且圆度能够保证，后续加工方便，成形精度高；

3、只需要一次冲压便可以成形；

4、成形模具对偏心紧固件两侧螺杆的长度没有限制。

5、对偏心紧固件的偏心距离的大小没有限制。

附图说明

图1是本发明创造所需成形的偏心紧固件的结构示意图

图2是本发明创造成形过程中使用的坯料结构示意图

图3是成形模具的结构状态示意图

图4是上模体与上模板的连接结构示意图

图5是本发明创造一个实施例中的上模体的仰视和主视示意图

图6是本发明创造一个实施例中的下模体的俯视和主视示意图

图7是上模体和下模体贴合状态示意图

图中：

100-偏心紧固件，101-支承肩，102-螺杆，200-坯料，201-圆柱杆，202-鼓球；

1-下模体，2-上模体，3-贴合面，31-导向面，32-限位面，33-过渡平面，4-上模板，41-燕尾槽，42-燕尾式滑块，5-定位块，6-挡块，71-下腔体，72-上腔体，8-上模腔，9-模柄，10-圆柱销，11-下垫板，12-下模板，13-下顶杆，14-垫块，15-弹簧，16-上顶杆

具体实施方式

下面结合附图对本发明创造的具体实施例做详细说明。

图1示出了本发明创造所要成形的偏心紧固件100的形状，其包括中部的支承肩101，及分别位于支承肩101上下两侧且偏心的两条螺杆102。

图2示出了本偏心紧固件成形模具所使用的坯料200形状，其形状为上下两条圆柱杆201及中部的鼓球202，且上下两圆柱杆同轴，其中，两条圆柱杆201在成形过程中不发生形变，最终成为偏心紧固件100的两条偏心螺杆102；而中部的鼓球202在成形过程中发生形变，其体积略大于成形后偏心紧固件100的支承肩101的体积，多出的体积部分用于供锻压无法避免的飞边使用，成形后可通过切削等方式修剪掉。

如图3所示，本偏心紧固件的成形模具，包括固定的下模体1和与其顶面贴合的上模体2，二者的贴合面3包括用于引导所述上模体2向所述下模体1斜下方运动的两个平行导向面31和限制所述上模体2相对下模体1运动位移的限位面32，两个导向面31之间设置有过渡平面33，所述过渡平面33处的上模体2和下模体1之间设置有间隙；

所述上模体2的顶部连接有上模板4且可相对于所述上模板4平移，所述上模板4的底面上设置有用于确定所述上模体2初始位置的定位块5和用于限制所述上模体2相对于所述上模板4过量位移的挡块6，定位块5和挡块6相对设置于上模体2底面的两侧且二者限定的距离大于限位面32所限定的上模体2的水平位移距离；

所述下模体1在过渡平面33处开设有竖向的T型下模腔，下模腔包括竖向的下腔体71和横向的上腔体72，所述上模体2在过渡平面33处开设有上模腔8：在所述上模体2的初始位置处，所述上模腔8与所述下模腔的下腔体71同轴线；在所述上模体2和所述下模体1贴合时，所述上模腔8和所述下模腔形成偏心紧固件的成型腔。

图3示出了本偏心紧固件成形模具的初始状态，其中，所述上模板4的顶部通过内六角螺钉固接有模柄9，定位块5和挡块6也通过内六角螺钉固定于所述上模板4的底面；下模体1通过内六角螺钉和圆柱销10固定连接其下方的起缓冲作用的下垫板11和用于固定的下模板12，下垫板11和下模板12上开设有与所述下腔体71贯通的通孔，如图中虚线所示，坯料200的鼓球放置于下模腔的上腔体72内，坯料200的两条圆柱杆201分别插入上模腔8和下模腔的下腔体71内。

上模体2相对下模体1的斜向运动的水平位移需通过上模体2相对于上模板4的平面滑动提供，二者的相对滑动可以采用轨道的方式，本发明创造提供了一个如图4所示的实施例：上模板4的底面上设置有与所述上模体2的运动方向匹配的水平燕尾槽41，上模体2的顶部设置有与所述燕尾槽41相配合的燕尾式滑块42。使用燕尾式连接结构，运动精度高，而且保证了上模体2下压过程中的运动稳定性。

本发明创造的一个实施例中还提供了适用于坯料200中不同长度圆柱杆201的顶紧单元：下模腔的下腔体71中穿设有下顶杆13，上模腔8的上部设置有自上向下依次抵靠的垫块14和上顶杆16，上顶杆16呈T形，上顶杆外套有弹簧15。下顶杆13的的下端伸出下垫板11和下模板12中的通孔，通过调整垫块14的厚度及上顶杆16和下顶杆13的长度可分别适应不同坯料200的圆柱杆长度，在成形过程中顶紧坯料200，且下顶杆13在成形结束后还起到顶出偏心紧固件100的作用。

如图5和图6所示，上模体2和下模体1的贴合面有多种结构形式，只要能实现上模体2从初始位置向下模体1的斜下方运动至上模腔8和下模腔组合形成偏心紧固件的模压型腔即可。本发明创造提供了一种贴合面3的实施方式：所述贴合面3中的导向面31设置为向所述下模体1斜下方延伸的斜面，限位面32位于导向面31的外侧，且与导向面31的夹角等于或略小于90度。导向面31的角度根据具体产品的参数确定，导向面31、过渡平面33及限位面32配合保证了偏心紧固件100中两螺杆102的偏心尺寸精确且符合要求。

为了方便测算上模体2与下模体1中各部分的相对位置及角度关系，本发明创造的一个实施例中：所述下模腔的下腔体71设置于下模体1的中轴线上，上模体2的宽度小于下模体1的宽度且二者的宽度之差等于偏心紧固件中两螺杆之间的偏心距离，所述上模体2处于初始位置时，两者的侧壁均对齐于所述定位块5的内侧面，所述上模体2和所述下模体1贴合时，两者的另一侧壁对齐。

本发明创造的另一个实施例中还提供了一种偏心紧固件的成形方法，包括以下步骤：

S1、确定上模体2的初始位置：拉高并调整上模体2至其侧壁抵于所述定位块5的内侧面；

S2、放置坯料：将坯料200的鼓球201放置于下模腔的上腔体72内，其下侧的圆柱杆插入下模腔的下腔体71中，坯料200上侧的圆柱杆对准其上方的上模腔8；

S3、冲压成形：通过压力机加载，上模体2沿导向面向下模体1的斜下方做冲压动作至二者贴合，上模腔8和下模腔组合形成偏心紧固件的成形模腔，成形模腔中的坯料200冲压成形为偏心紧固件；

S4、脱模：拉升上模体2回到初始位置，通过下顶杆13将成形后的紧固件从下模腔中顶出。

本实施例中，所述坯料200由连续冷镦机将金属丝材一次镦制而成。

图3示出了本成形方法中所确定的上模体2的初始位置，图7则示出了本成形方法中上模体2和下模体1贴合后的相对位置。压力机提供的压力F使得上模体2向下冲压，而导向面31则将该压力F分解为水平力和垂直力，即产生了上模体2沿导向面31的水平位移和垂直位移，上模腔8底部的过渡平面33压迫坯料200的鼓球202变形，巨大的冲压力将鼓球202冲压为上模体2和下模体1贴合后形成的成形模腔的形状，而成形模腔则是由上模腔8和下模腔组合形成的偏心紧固件100的形状，实现了偏心紧固件100的一次冲压成形。

以上对本发明创造的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明创造的实施范围。凡依本发明创造申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明创造的专利涵盖范围之内。

Claims (7)

1.一种偏心紧固件的成形模具，其特征在于：包括固定的下模体(1)和与其顶面贴合的上模体(2)，二者的贴合面(3)包括用于引导所述上模体(2)向所述下模体(1)斜下方运动的两个平行导向面(31)和限制所述上模体(2)相对下模体(1)运动位移的限位面(32)，两个导向面(31)之间设置有过渡平面(33)，所述过渡平面(33)处的上模体(2)和下模体(1)之间设置有间隙；

所述上模体(2)的顶部连接有上模板(4)且可相对于所述上模板(4)平移，所述上模板(4)的底面上设置有用于确定所述上模体(2)初始位置的定位块(5)和用于限制所述上模体(2)相对于所述上模板(4)过量位移的挡块(6)；

所述下模体(1)在过渡平面(33)处开设有竖向的T型下模腔，所述上模体(2)在过渡平面(33)处开设有上模腔(8)：在所述上模体(2)的初始位置处，所述上模腔(8)与所述下模腔的下腔体(71)同轴线；在所述上模体(2)和所述下模体(1)贴合时，所述上模腔(8)和所述下模腔形成偏心紧固件的成型腔。

2.根据权利要求1所述的成形模具，其特征在于：上模板(4)的底面上设置有与所述上模体(2)的运动方向匹配的水平燕尾槽(41)，上模体(2)的顶部设置有与所述燕尾槽(41)相配合的燕尾式滑块(42)。

3.根据权利要求1所述的成形模具，其特征在于：下模腔的下腔体(71)中穿设有下顶杆(13)，上模腔(8)的上部设置有自上向下依次抵靠的垫块(14)和上顶杆(16)，上顶杆外套有弹簧(15)。

4.根据权利要求1所述的成形模具，其特征在于：所述贴合面(3)中的导向面(31)设置为向所述下模体(1)斜下方延伸的斜面，限位面(32)位于导向面(31)的外侧，且与导向面(31)的夹角等于或略小于90度。

5.根据权利要求1所述的成形模具，其特征在于：所述下模腔的下腔体(71)设置于下模体(1)的中轴线上，上模体(2)的宽度小于下模体(1)的宽度且二者的宽度之差等于偏心紧固件中两螺杆之间的偏心距离，所述上模体(2)处于初始位置时，两者的侧壁均对齐于所述定位块(5)的内侧面，所述上模体(2)和所述下模体(1)贴合时，两者的另一侧壁对齐。

6.一种偏心紧固件的成形方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、确定上模体(2)的初始位置：拉高并调整上模体(2)至其侧壁抵于定位块(5)的内侧面；

S2、放置坯料：将坯料(200)的鼓球(202)放置于下模腔的上腔体(72)内，其下侧的圆柱杆插入下模腔的下腔体(71)中，坯料(200)上侧的圆柱杆对准其上方的上模腔(8)；

S3、冲压成形：通过压力机加载，上模体(2)沿导向面(31)向下模体(1)的斜下方做冲压动作至二者贴合，上模腔(8)和下模腔组合形成偏心紧固件的成形模腔，成形模腔中的坯料(200)冲压成形为偏心紧固件；

S4、脱模：拉升上模体(2)回到初始位置，通过下顶杆(13)将成形后的紧固件从下模腔中顶出。

7.根据权利要求6所述的成形方法，其特征在于：所述坯料(200)由连续冷镦机将金属丝材一次镦制而成。