CN105344904B - 平行双头冷镦装置 - Google Patents

Abstract

本发明平行双头冷镦装置，设有左右两个腔体，腔体从上至下分为顶针腔、顶针座腔和液压腔，左右两个腔体的液压腔连通；腔体中设有可滑动的顶针结构，顶针结构依次由顶针、顶针座、活塞杆和活塞组成，顶针座位于顶针座腔中；还包括分别与左右两个腔体中的顶针结构配合成型的左动模和右动模，左动模中设有左动顶针，右动模中设有右动顶针。将传统的定模设置成双腔结构，并且将定模中的顶针从静止状态改为可运动的状态。由于定模设置成双腔结构后，能够对定模进行间歇的冷镦操作，并且利用腔体的冷镦动作将另一个腔体中的工件从定模中顶出，达到充分利用资源和利用回程时间的目的。

Description

平行双头冷镦装置

技术领域

本发明涉及一种冷镦成型的装置，具体涉及一种平行双头冷镦装置。

背景技术

冷镦是利用模具在常温下对金属棒料镦粗成形的锻造方法。通常用来制造螺钉、螺栓、铆钉等的头部。可以减少或代替切削加工。锻坯材料可以是铜、铝、碳钢、合金钢、不锈钢和钛合金等，材料利用率可达80～90%。冷镦多在专用的冷镦机上进行，便于实现连续、多工位、自动化生产。棒料由送料机构自动送出一定深度，切断机构将其切断成坯料，然后由夹钳传送机构依次送至聚积压形和冲孔工位进行冷镦成形。冷镦的主要优点：冷镦可加工成适用较小荷载和较短的跨度。通过冷镦加工可以经济地得到不同寻常的截面形状，获得令人满意的强度重量比。考虑包装和运输的紧密型，可生产可嵌套的截面。环境重力作用下无伸缩形变的影响。

目前，在冷镦加工中，常使用的装置是弹簧冲模。一般的弹簧冲模竖向设置，其中设有一个兼作镦头的顶针。但是，为了严格控制冷镦后的工件的尺寸，一般顶针伸入模腔中的长度是一个固定的值，刚好在顶针完全插入模腔后能够将棒料冷镦成工件。工件冷镦成型后，需要将其从动模腔中取出，一般来说，形状较为规整的工件能够在重力的作用下自动从模腔中脱落，实现脱模操作。但是，对于特殊的工件在加工时，棒料经过冷镦后，部分截面积变大，会在模腔中出现含料的现象。再加上工件自重较小，不能在自身重力的作用下将工件从模腔中脱出。遇到这种工件时，在冷镦后，需要将顶针从弹簧冲模中退出，用另一个较长顶杆插入模腔中，将工件顶出。这种方式，不仅费时费力，而且每次反复插入顶杆和顶针都面临一个重新定位的问题，一旦定位不准，插入时会造成顶杆或顶针的偏斜甚至是折断。再者，常用的冷镦机构都是将顶针设置在动模中，主要是利用设备的自重进行冷镦操作,但是，顶针设置在动模中，会随着动模的运动而运动，并没有将动模回程的动作和顶针的运动有效地结合起来，实际上造成了时间和动力的浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种平行双头冷镦装置，采用改良的定模结构，在冷镦的过程中利用定模中两个联动的顶针完成冷镦和推料的动作。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：平行双头冷镦装置，设有左右两个腔体，所述腔体从上至下分为顶针腔、顶针座腔和液压腔，所述左右两个腔体的液压腔连通；所述腔体中设有可滑动的顶针结构，所述顶针结构依次由顶针、顶针座、活塞杆和活塞组成，所述顶针座位于顶针座腔中；还包括分别与左右两个腔体中的顶针结构配合成型的左动模和右动模，所述左动模中设有左动顶针，所述右动模中设有右动顶针。

采用上述技术方案时，将传统的定模设置成了双腔结构，并且将定模中的顶针从静止状态改为可运动的状态。由于定模设置成双腔结构后，能够对定模进行间歇的冷镦操作，并且利用腔体的冷镦动作将另一个腔体中的工件从定模中顶出，达到充分利用资源和利用回程时间的目的。具体的，因为增加了一个顶针座腔，使得顶针座只能够在顶针座腔内滑动，并且在顶针座向下接触到顶针座腔壁时，顶针座腔壁对顶针座有一个支撑和限位作用，使得顶针能够承担冷镦的压力，将该压力传递到顶针座腔壁进而传递给定模上。另一方面，顶针座在顶针座腔中滑动，其滑动的距离最终表现在另一边的顶针伸入顶针腔的长度上。当左动模向下运动，将左边的顶针最大伸入顶针腔时，右动模上移，错开位置；通过液压结构，把右边的顶针腔中已经成型的工件顶出，避免工件卡放在顶针腔中需要单独的步骤和结构将其顶出，不仅节约了加工的步骤，还充分利用了加工过程中动模回程的间隙进行顶料操作，具有及其重要的进步意义。

进一步改进方案，为了解决顶针座的加工和使用中的配合问题，所述顶针、顶针座、活塞杆和活塞都为圆柱形，所述顶针、顶针座和活塞杆的中轴线共线，所述顶针座的直径大于顶针的直径，所述顶针座的直径大于活塞杆的直径。上述设置，能够在加工中利用旋转切割的方式加工出一体的顶针座、顶针和活塞杆的结构，并且在使用中，顶针座腔与顶针座配合，使得顶针座施加在顶针座腔壁上的压力较为均匀，防止造成局部应力集中。

进一步改进方案，为了兼顾顶针座的和顶针的强度，并且需要设计合理的结构以寻求力学性能和加工成本的平衡，所述顶针的直径和活塞杆的直径相同，所述顶针座的直径是顶针直径的两倍。

进一步改进方案，所述顶针腔的腔壁处镶嵌有镶块，所述镶块的内腔纵截面形状为“凸”字形。设置为“凸”字形能够体现冷镦后工件的截面部分出现变大的情况，并且规则的截面形状不会影响工件的顶出。

进一步改进方案，所述左右两个腔体镜像对称设置。采用镜像对称的设置方式使得两个腔体的结构和受力对称，提高结构的稳定性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是本发明平行双头冷镦装置实施例的结构示意图;

图2是图1的另一使用状态结构示意图。

具体实施方式

附图标记：顶针腔11，顶针座腔12，液压腔13，镶块2，顶针31，顶针座32，活塞杆33，活塞34，成型工件4，左动模5，右动模6。

如图1和图2所示，本发明平行双头冷镦装置，在定模的外侧壁上对应设置有相应的固定结构，用于将定模固定在安装座上。在定模中开设有两个中空的腔体，腔体分为顶针腔11、顶针座腔12和液压腔13，顶针腔11位于腔体的上端，液压腔13位于腔体的底部，顶针座腔12位于顶针腔11和顶针座腔12之间。在腔体中，位于顶针腔11的腔壁处镶嵌有镶块2，镶块2的硬度大于腔体的硬度，在顶针腔11中进行工件冷镦成型时，通过镶块2可以防止对腔体造成磨损。两个腔体底部的液压腔13相互连通，形成一个连通器。腔体中设有一个可以滑动的顶针结构，该顶针结构包括了顶针31、顶针座32、活塞杆33和活塞34。其中，顶针31、顶针座32、活塞杆33和活塞34均为圆柱形，并且顶针31的直径与活塞杆33的直径相同，顶针座32的直径大于顶针31和活塞杆33的直径。活塞34的直径大于活塞杆33的直径。其中的顶针座32位于顶针座腔12中，顶针座32可以在顶针座腔12中上下滑动，而活塞34能够封闭液压腔13的截面，使得整个液压结构发挥对应的作用。其中，顶针座32、顶针座腔12、顶针31的长度还有一个配合关系。具体如图1所摆放的位置所示，当左边的顶针座32的下底面与左边的顶针座腔12的内底面接触时，左边的顶针31的上端部正常伸入上部的顶针腔11中，这时，左边的顶针31的上端部形成位于左边的的顶针腔11的冷镦底面，并且左边的顶针31将压力通过左边的顶针座32的下底面传递给左边的顶针座腔12，进而传递给定模。在此状态下，左边的活塞杆33连同其上的活塞34过度伸入左边的液压腔13中，将其中的液体压向右侧，使得右边的活塞34连同其中活塞杆33一起上移，从而将右边的顶针31过度伸入右边的顶针腔11中，将右边的顶针腔11中的成型工件4顶出。

如图1和图2所示，使用时，左动模5和右动模6是交替上下操作的。将待加工的棒料通过左动模5夹取后插入左边的顶针腔11中，并且左动模5施加冷镦压力，由于左动模5中有左动顶针，通过左动顶针使得棒料顶住左边的顶针31，通过左边的顶针31将左边的顶针座32向下推动，直到左边的顶针座32顶在左边的顶针座腔12的腔壁上而不能移动，同时左边的顶针座32下部的活塞杆33连同其上的活塞34过度伸入下部的液压腔13中，将其中的液体压向右侧，使得右边的活塞34连同其中活塞杆33一起上移，从而将右边的顶针31过度伸入右边的顶针腔11中，将右边的顶针腔11中的成型工件4顶出。左模继续施加冷镦压力，将棒料在左边的顶针腔11中冷镦成型。之后左动模5退出，成型工件4可能因为含料的原因卡在左边的顶针腔11中而不能自动退出。操作右动模6将待加工的棒料通过右动模6夹取后插入右边的顶针腔11中，并且右动模6中的右动顶针施加冷镦压力，使得棒料顶住右边的顶针31，通过右边的顶针31将右边的顶针座32向下推动，直到右边的顶针座32顶在右边的顶针座腔12的腔壁上不能移动，同时左边的顶针31将左边的顶针腔11中已经冷镦成型的成型工件4顶出，右动模6继续施加冷镦压力，将棒料在右边的顶针腔11中冷镦成型。交替上述动作，实现在冷镦定模中工件的冷镦成型和自动退料的操作。

将传统的定模设置成双腔结构，并且将定模中的顶针31从静止状态改为可运动的状态。由于定模设置成双腔结构后，能够对定模进行间歇的冷镦操作，并且利用腔体的冷镦动作将另一个腔体中的成型工件4从定模中顶出，达到充分利用资源和利用回程时间的目的。具体的，因为增加了一个顶针座腔12，使得顶针座32只能够在顶针座腔12内滑动，并且在顶针座32向下接触到顶针座腔12壁时，顶针座腔12壁对顶针座32有一个支撑和限位作用，使得顶针31能够承担冷镦的压力，将该压力传递到顶针座腔12壁进而传递给定模上。另一方面，顶针座32在顶针座腔12中滑动，其滑动的距离最终表现在另一边的顶针31伸入顶针腔11的长度上。当左动模5向下运动，将左边的顶针31最大伸入顶针腔11时，右动模6上移，错开位置；通过液压结构，把右边的顶针腔11中已经成型的成型工件4顶出，避免成型工件4卡放在顶针腔11中需要单独的步骤和结构将其顶出，不仅节约了加工的步骤，还充分利用了加工过程中动模回程的间隙进行顶料操作，具有及其重要的进步意义。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (5)

1.平行双头冷镦装置，其特征是，设有左右两个腔体，所述腔体从上至下分为顶针腔、顶针座腔和液压腔，所述左右两个腔体的液压腔连通；所述腔体中设有可滑动的顶针结构，所述顶针结构依次由顶针、顶针座、活塞杆和活塞组成，所述顶针座位于顶针座腔中；还包括分别与左右两个腔体中的顶针结构配合成型的左动模和右动模，所述左动模中设有左动顶针，所述右动模中设有右动顶针。

2.根据权利要求1所述的平行双头冷镦装置，其特征是，所述顶针、顶针座、活塞杆和活塞都为圆柱形，所述顶针、顶针座和活塞杆的中轴线共线，所述顶针座的直径大于顶针的直径，所述顶针座的直径大于活塞杆的直径。

3.根据权利要求2所述的平行双头冷镦装置，其特征是，所述顶针的直径和活塞杆的直径相同，所述顶针座的直径是顶针直径的两倍。

4.根据权利要求2所述的平行双头冷镦装置，其特征是，所述顶针腔的腔壁处镶嵌有镶块，所述镶块的内腔纵截面形状为“凸”字形。

5.根据权利要求1所述的平行双头冷镦装置，其特征是，所述左右两个腔体镜像对称设置。