CN105598330A - 偏心六角轴销的塑性成型方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种偏心六角轴销的塑性成型方法，其按如下步骤：步骤一，通过第一冲压模(1)对零件毛坯的挤压，获得尾部六棱柱和杆部所需尺寸；步骤二，通过第二冲压模(3)对步骤一的零件(2)进行挤压，获得偏心法兰，头部、杆部及六棱柱镦粗所需尺寸；步骤三，通过第三冲压模(4)对步骤二的零件(2)进行挤压，获得压扁偏心法兰，头部、杆部及六棱柱镦粗所需尺寸；步骤四，通过第四冲压模(5)对步骤三的零件(2)进行挤压，获得头部形状。本发明是一种成型稳定、速度高、效果佳的零件加工工艺，其加工的零件同心度得以保证，模具及附件的寿命也相对较高，退模方便，故能满足冷镦需求。

Description

偏心六角轴销的塑性成型方法
技术领域
本发明属于零件加工工艺技术领域，涉及一种有效偏心零件的冷镦加工方法，具体是一种偏心六角轴销的塑性成型方法。
背景技术
中国专利申请号为201110341854.2公开了一种钛合金紧固件冷镦成型工艺，其首先选取布氏硬度小于100的盘卷退火状态的钛材料，在拉拔时采用小道次工艺，即每次退火后的变形增加一个道次，每个道次加工量为上个道次加工量的50％；拉拔好的盘卷材料送入高强度多工位冷镦机，至少通过两次冷镦成型，且每次冷镦成型变形量不超过50％。该发明工艺的应用可提高工效10-15倍，材料利用降低50％，使得整体成本下降70％以上。该发明工艺生产的钛紧固件从经济价值来比较，比不锈钢的同类产品具有更高的性价比，使该产品的应用领域迅速扩大数倍。但其存在的缺点是：工序较为复杂，材料利用率仍有提高空间，加工材料范围较小，产品带有毛刺，影响产品质量。因此，其工艺还有待于改进。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明公开了一种偏心六角轴销塑性成型方法，其是一种有效挤压偏心法兰、工序简单、加工方便、材料利用率高、模具寿命高的零件冷镦加工方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
一种偏心六角轴销的塑性成型方法，其按如下步骤：
步骤一，通过第一冲压模(1)对零件毛坯的挤压，获得尾部六棱柱和杆部所需尺寸；
步骤二，通过第二冲压模(3)对步骤一的零件(2)进行挤压，获得偏心法兰，头部、杆部及六棱柱镦粗所需尺寸；
步骤三，通过第三冲压模(4)对步骤二的零件(2)进行挤压，获得压扁偏心法兰，头部、杆部及六棱柱镦粗所需尺寸；
步骤四，通过第四冲压模(5)对步骤三的零件(2)进行挤压，获得头部形状。
优选的，第一冲压模(1)包括上模和下模(16)，上模能相对下模(16)作上下移动；上模包括上模壳(11)、冲压棒压块(13)、冲压棒(14)，上模壳(11)形成冲模腔(12)，下模(16)形成能将零件毛坯成型为尾部六棱柱和杆部镦粗要求尺寸的下模凹腔(15)，下模凹腔(15)与冲模腔(12)上下相对应；冲压棒(14)从上而下伸入上模壳(11)的冲模腔(12)且伸出上模壳(11)的底面并能压入下模凹腔(15)内；冲压棒(14)的顶部与上模壳(11)相固定的冲压棒压块(13)的底面相连接；下模凹腔(15)竖向伸入能将压成型零件(2)从下模凹腔(15)中顶出的顶杆(18)，顶杆(18)上端穿过下模垫(17)后处于下模凹腔(15)内，下端处于下模垫(17)的下表面之下，且下模(16)的下平面与下模垫(17)的上平面相连接。
优选的，第二冲压模(3)包括上模和下模壳(37)，上模能相对于下模壳(37)作上下移动；上模包括上模壳(31)、冲压棒(32)、冲压棒压块(33)、活动冲(34)、弹簧(A)，活动冲(34)从上而下活动式地伸入上模壳(31)且伸出上模壳(31)的底面，其下端面正对下模顶面，向下动动后能压于下模顶面；冲压棒(32)竖向伸入活动冲(34)，两者间活动式配合，其顶端伸出活动冲(34)之外并与冲压棒压块(33)固定连接，冲压棒压块(33)固定于上模壳(31)；冲压棒压块(33)外套弹簧(A)，弹簧上下两端分别顶于冲压棒压块(33)的上部、活动冲(34)的上端；处于冲压棒(32)下端之下的活动冲(34)留有一段空腔，此空腔是将零件毛坯镦粗成要求尺寸的冲模腔(30-1)；
下模包括片模(36)、下模壳(37)、内模(38)和锁紧垫(37-1)，下模壳(37)上下贯通，其上端面固接具有通孔的片模(36)，内部装配内模(38)，内模(38)也形成空腔，内模(38)的下部通过锁紧垫(37-1)而与直模壳37固定连接。片模(36)、内模(38)与模壳(37)相配合并通过锁紧垫(37-1)锁紧固定后，组合形成下模凹腔模(30-2)，下模凹腔(30-2)与冲模腔(30-1)上下相对应；
下模凹腔(30-2)能将法兰偏心镦粗、杆部及六棱柱镦粗至要求尺寸，下模凹腔(30-2)竖向伸入能将挤压成型零件(2)从下模凹腔(30-2)中顶出的顶杆(39)，顶杆(39)上端处于下模凹腔(30-1)内，下端处于内模(38)的下端面之下。
优选的，第三冲压模(4)包括上模和下模(46)，上模(4)能相对于下模壳(46)作上下移动；上模包括上模壳(41)、冲压棒压块(42)、冲压棒(43)、活动冲(5)、限位件(44)、弹簧(B)，活动冲(45)的底部形成能将零件毛坯压扁成要求尺寸的冲模腔(40-1)；下模(46)形成能将零件毛坯成型为尾部六棱柱和杆部镦粗要求尺寸的下模凹腔(40-2)，下模凹腔(40-2)与冲模腔(40-1)上下相对应；活动冲(45)能将法兰压扁、杆部及六棱柱镦粗至要求尺寸；
活动冲(45)从上而下伸入上模壳(41)且伸出上模壳(41)的底面并能压于下模顶面，冲压棒(43)伸入活动冲(45)，两者间活动式配合，其下端处于冲模腔(40-1)内，其上端伸出活动冲(45)并与冲压棒压块(42)的底面相连接，冲压棒压块(42)固定于上模壳(41)之内，其外套弹簧(B)，弹簧(B)的上下两端分别顶于冲压棒压块(42)的上部、活动冲(45)的顶部。活动冲(45)外壁形成一凹口，与此相对应的，上模壳(41)内壁固定限位件(44)，限位件(44)阻挡活动冲(45)向下压出极限位置；
下模凹腔(40-2)竖向伸入能将挤压成型零件(2)从下模凹腔(40-2)中顶出的顶杆(47)，顶杆(47)上端处于下模凹腔(40-1)内，下端处于下模(46)的下端面之下。
优选的，第四冲压模(5)包括上部冲压模和下模(55)，上部冲压模能相对于下模(55)作上下移动；上部冲压模(5)包括冲模壳(51)、零件头部的上切边模(53)、锁紧盖(52)，冲模(5)形成成形产品从冲模壳(51)内取出的通道(50-1)；上切边模(53)处于冲模壳(51)的下端，其形成通孔，该通孔与通道(50-1)上下相通。上切边模(53)的下端为切面，正对下模(55)。上切边模(55)嵌置于衬套(54)内，衬套(51)固定于锁紧盖(52)内，锁紧盖(52)螺纹式固定于冲模壳(51)的底部。
下模(55)形成能将完成步骤三的零件(2)顺利进入的下模凹腔(50-2)，下模凹腔(50-2)与上切边模(53)的通孔以及通道(50-1)上下相对应；下模凹腔(50-2)伸入通棒(56)的上端，通棒(56)的下端处于下模(55)之外；通棒(56)竖向设置，能将冲压成型零件(2)从下模凹腔(50-2)中顶出，通棒(56)上下滑动地穿过下模(55)的通孔而伸出下模(55)的底部。
六棱柱成型采用冲压棒伸入下模封闭挤压成型，通过冲压棒的下移行程，控制六棱柱深度，六棱柱对边尺寸通过后面的两步骤镦粗，该挤压方式促使六棱柱尺寸更稳定，产品下端面更平整。
头部成型采用组合冲模，通过冲模型腔与下模凹腔相对应，活动冲挤压偏心法兰，促使头部与杆部的同轴度更佳。
法兰成型通过活动挤压，该活动冲根据金属流动的阻力和偏心法兰的半径设计，同时在型腔考虑毛边溢出的情况，对活动冲和下模凹腔进行相应的处理，促使偏心法兰上下支承面更平整。
产品成型分四次成型，在基于降低各序冲模挤压力的同时，也保证产品法兰成型、六棱柱成型及头部和杆部的同轴度。
现有技术相比，本发明的优点在于，采用四道工序即步骤一，对坯料进行束六棱柱；步骤二，镦粗头部、杆部、六棱书的同时对偏心法兰预成型；步骤三，压扁偏心法兰，从而逐渐改变零件外型；步骤四，冲模切挤偏心法兰；满足加工需求，材料利用率高，节省材料，节约成本。本发明工序简单，只需将零件放置在指定位置，模具能一次加工成型，效果立即可见，可调整性高，降低废品率，进一步节约成本。本发明能有效去除毛刺，成品表面光滑质量优良，应用效果好。本发明是一种成型稳定、速度高、效果佳的零件加工工艺，其加工的零件同心度得以保证，模具及附件的寿命也相对较高，退模方便，故能满足冷镦需求。
附图说明
图1是本发明实施例第一冲压模的剖面图；
图2是图1的结构分解图；
图3是图2中Ⅰ部分的放大图；
图4是本发明实施例第二冲压模的剖面图；
图5是图4的结构分解图；
图6是图5中Ⅱ部分的放大图；
图7是本发明实施例第三冲压模的剖面图；
图8是图7的结构分解图；
图9是图8中Ⅲ部分的放大图；
图10是本发明实施例第四冲压模的剖面图；
图11是图10的结构分解图；
图12是图11中Ⅳ部分的放大图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1-12所示，本实施例偏心六角轴销塑性成型方法，按如下步骤进行：
步骤一，通过第一冲压模1对零件毛坯的挤压进入底模具内，使毛料尾部束六棱柱和杆部镦粗要求的尺寸，获得尾部六棱柱和杆部所需尺寸。
第一冲压模1包括上模和下模16，上模能相对下模16作上下移动；上模包括上模壳11、冲压棒压块13、冲压棒14，上模壳11形成冲模腔12，下模16形成能将零件毛坯成型为尾部六棱柱和杆部镦粗要求尺寸的下模凹腔15，下模凹腔15与冲模腔12上下相对应；冲压棒14从上而下伸入上模壳11的冲模腔12且伸出上模壳11的底面并能压入下模凹腔15内；冲压棒14的顶部与上模壳11相固定的冲压棒压块13的底面相连接；下模凹腔15竖向伸入能将压成型零件2从下模凹腔15中顶出的顶杆18，顶杆18上端穿过下模垫17后处于下模凹腔15内，下端处于下模垫17的下表面之下，且下模16的下平面与下模垫17的上平面相连接。
当毛坯零件放入下模凹腔15后，冲压棒14在驱动器的驱动作用下向下移动，毛坯零件2的上部在冲压棒14底端面的挤压下使零件向下移动而进入下模凹腔15，形成尾部六棱柱和杆部镦粗要求尺寸的零件2。
步骤二，通过第二冲压模3对步骤一零件2进行挤压获得法兰偏心预成型和其它各部位到达要求尺寸如头部、杆部及六棱柱镦粗所需尺寸。
第二冲压模3包括上模和下模壳37，上模能相对于下模壳37作上下移动；上模包括上模壳31、冲压棒32、冲压棒压块33、活动冲34、弹簧A，活动冲34从上而下活动式地伸入上模壳31且伸出上模壳31的底面，其下端面正对下模顶面，向下动动后能压于下模顶面；冲压棒32竖向伸入活动冲34，两者间活动式配合，其顶端伸出活动冲34之外并与冲压棒压块33固定连接，冲压棒压块33固定于上模壳31；冲压棒压块33外套弹簧A，弹簧上下两端分别顶于冲压棒压块33的上部、活动冲34的上端；处于冲压棒32下端之下的活动冲34留有一段空腔，此空腔是将零件毛坯镦粗成要求尺寸的冲模腔30-1；下模包括片模36、下模壳37、内模38和锁紧垫37-1，下模壳37上下贯通，其上端面固接具有通孔的片模36，内部装配内模38，内模38也形成空腔，内模38的下部通过锁紧垫37-1而与直模壳37固定连接。片模36、内模38与模壳37相配合并通过锁紧垫37-1锁紧固定后，组合形成下模凹腔模30-2，下模凹腔30-2与冲模腔30-1上下相对应；下模凹腔30-2能将法兰偏心镦粗、杆部及六棱柱镦粗至要求尺寸，下模凹腔30-2竖向伸入能将挤压成型零件2从下模凹腔30-2中顶出的顶杆39，顶杆39上端处于下模凹腔30-1内，下端处于内模38的下端面之下。
零件2在受驱动力作用下的冲压棒32底端面的挤压下向下移动而进入下模凹腔30-2，同时活动冲34配合运动一起挤压，弹簧A在活动冲34的挤压下被压缩，形成法兰偏心预成型和其它各部位到达要求尺寸的零件2。
步骤三，通过第三冲压模4对步骤二零件2的偏心法兰压扁，零件其它各部位再一步镦粗到达要求尺寸如头部、杆部及六棱柱镦粗所需尺寸。
第三冲压模4包括上模和下模46，上模4能相对于下模壳46作上下移动；上模包括上模壳41、冲压棒压块42、冲压棒43、活动冲5、限位件44、弹簧B，活动冲45的底部形成能将零件毛坯压扁成要求尺寸的冲模腔40-1；下模46形成能将零件毛坯成型为尾部六棱柱和杆部镦粗要求尺寸的下模凹腔40-2，下模凹腔40-2与冲模腔40-1上下相对应；活动冲45能将法兰压扁、杆部及六棱柱镦粗至要求尺寸；活动冲45从上而下伸入上模壳41且伸出上模壳41的底面并能压于下模顶面，冲压棒43伸入活动冲45，两者间活动式配合，其下端处于冲模腔40-1内，其上端伸出活动冲45并与冲压棒压块42的底面相连接，冲压棒压块42固定于上模壳41之内，其外套弹簧B，弹簧B的上下两端分别顶于冲压棒压块42的上部、活动冲45的顶部。活动冲45外壁形成一凹口，与此相对应的，上模壳41内壁固定限位件44，限位件44阻挡活动冲45向下压出极限位置；下模凹腔40-2竖向伸入能将挤压成型零件2从下模凹腔40-2中顶出的顶杆47，顶杆47上端处于下模凹腔40-1内，下端处于下模46的下端面之下。
零件2在受驱动力作用下的冲压棒43底端面的挤压下向下移动而进入下模凹腔40-2，同时活动冲45配合运动一起挤压，弹簧B在活动冲45的挤压下被压缩，形成偏心法兰压扁和其它各部位到达要求尺寸的零件2。
步骤四，通过第四冲压模5对步骤三加工后的零件2法兰切挤压获得偏心法兰形状，同时切除偏心法兰多余的废料，获得无毛刺的零件轮廓的形状和尺寸，即完成整个零件冷镦加工过程。
第四冲压模5包括上部冲压模和下模55，上部冲压模能相对于下模55作上下移动；上部冲压模5包括冲模壳51、零件头部的上切边模53、锁紧盖52，冲模5形成成形产品从冲模壳51内取出的通道50-1；上切边模53处于冲模壳51的下端，其形成通孔，该通孔与通道50-1上下相通。上切边模53的下端为切面，正对下模55。上切边模55嵌置于衬套54内，衬套51固定于锁紧盖52内，锁紧盖52螺纹式固定于冲模壳51的底部。下模55形成能将完成步骤三的零件2顺利进入的下模凹腔50-2，下模凹腔50-2与上切边模53的通孔以及通道50-1上下相对应；下模凹腔50-2伸入通棒56的上端，通棒56的下端处于下模55之外；通棒56竖向设置，能将冲压成型零件2从下模凹腔50-2中顶出，通棒56上下滑动地穿过下模55的通孔而伸出下模55的底部。
当上模5在驱动器作用下向下移动，切边模53的下平面接触零件2并促使零件2进入下模腔内50-2后开始挤压，同时通棒56竖直上顶零件2，保证零件2从上模通道60-1分离。形成了完成步骤四的零件2。
本领域的技术人员应认识到，以上实施例仅是用来说明本发明，而并非作为对本发明的限定，只要在本发明的范围内，对以上实施例的变化、变形都将落在本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种偏心六角轴销的塑性成型方法，其按如下步骤：
步骤一，通过第一冲压模(1)对零件毛坯的挤压，获得尾部六棱柱和杆部所需尺寸；
步骤二，通过第二冲压模(3)对步骤一的零件(2)进行挤压，获得偏心法兰，头部、杆部及六棱柱镦粗所需尺寸；
步骤三，通过第三冲压模(4)对步骤二的零件(2)进行挤压，获得压扁偏心法兰，头部、杆部及六棱柱镦粗所需尺寸；
步骤四，通过第四冲压模(5)对步骤三的零件(2)进行挤压，获得头部形状。
2.如权利要求1所述偏心六角轴销的塑性成型方法，其特征是，第一冲压模(1)包括上模和下模(16)，上模能相对下模(16)作上下移动；上模包括上模壳(11)、冲压棒压块(13)、冲压棒(14)，上模壳(11)形成冲模腔(12)，下模(16)形成能将零件毛坯成型为尾部六棱柱和杆部镦粗要求尺寸的下模凹腔(15)，下模凹腔(15)与冲模腔(12)上下相对应；冲压棒(14)从上而下伸入上模壳(11)的冲模腔(12)且伸出上模壳(11)的底面并能压入下模凹腔(15)内；冲压棒(14)的顶部与上模壳(11)相固定的冲压棒压块(13)的底面相连接；下模凹腔(15)竖向伸入能将压成型零件(2)从下模凹腔(15)中顶出的顶杆(18)，顶杆(18)上端穿过下模垫(17)后处于下模凹腔(15)内，下端处于下模垫(17)的下表面之下，且下模(16)的下平面与下模垫(17)的上平面相连接。
3.如权利要求1所述偏心六角轴销的塑性成型方法，其特征是，第二冲压模(3)包括上模和下模壳(37)，上模能相对于下模壳(37)作上下移动；上模包括上模壳(31)、冲压棒(32)、冲压棒压块(33)、活动冲(34)、弹簧(A)，活动冲(34)从上而下活动式地伸入上模壳(31)且伸出上模壳(31)的底面，下端面正对下模顶面，向下动动后能压于下模顶面；冲压棒(32)竖向伸入活动冲(34)，两者间活动式配合，顶端伸出活动冲(34)之外并与冲压棒压块(33)固定连接，冲压棒压块(33)固定于上模壳(31)；冲压棒压块(33)外套弹簧(A)，弹簧上下两端分别顶于冲压棒压块(33)的上部、活动冲(34)的上端；处于冲压棒(32)下端之下的活动冲(34)留有一段空腔，此空腔是将零件毛坯镦粗成要求尺寸的冲模腔(30-1)；下模包括片模(36)、下模壳(37)、内模(38)和锁紧垫(37-1)，下模壳(37)上下贯通，上端面固接具有通孔的片模(36)，内部装配内模(38)，内模(38)也形成空腔，内模(38)的下部通过锁紧垫(37-1)而与直模壳37固定连接；片模(36)、内模(38)与模壳(37)相配合并通过锁紧垫(37-1)锁紧固定后，组合形成下模凹腔模(30-2)，下模凹腔(30-2)与冲模腔(30-1)上下相对应；下模凹腔(30-2)能将法兰偏心镦粗、杆部及六棱柱镦粗至要求尺寸，下模凹腔(30-2)竖向伸入能将挤压成型零件(2)从下模凹腔(30-2)中顶出的顶杆(39)，顶杆(39)上端处于下模凹腔(30-1)内，下端处于内模(38)的下端面之下。
4.如权利要求1所述偏心六角轴销的塑性成型方法，其特征是，第三冲压模(4)包括上模和下模(46)，上模(4)能相对于下模壳(46)作上下移动；上模包括上模壳(41)、冲压棒压块(42)、冲压棒(43)、活动冲(5)、限位件(44)、弹簧(B)，活动冲(45)的底部形成能将零件毛坯压扁成要求尺寸的冲模腔(40-1)；下模(46)形成能将零件毛坯成型为尾部六棱柱和杆部镦粗要求尺寸的下模凹腔(40-2)，下模凹腔(40-2)与冲模腔(40-1)上下相对应；活动冲(45)能将法兰压扁、杆部及六棱柱镦粗至要求尺寸；活动冲(45)从上而下伸入上模壳(41)且伸出上模壳(41)的底面并能压于下模顶面，冲压棒(43)伸入活动冲(45)，两者间活动式配合，下端处于冲模腔(40-1)内，上端伸出活动冲(45)并与冲压棒压块(42)的底面相连接，冲压棒压块(42)固定于上模壳(41)之内，外套弹簧(B)，弹簧(B)的上下两端分别顶于冲压棒压块(42)的上部、活动冲(45)的顶部；下模凹腔(40-2)竖向伸入能将挤压成型零件(2)从下模凹腔(40-2)中顶出的顶杆(47)，顶杆(47)上端处于下模凹腔(40-1)内，下端处于下模(46)的下端面之下。
5.如权利要求4所述偏心六角轴销的塑性成型方法，其特征是，活动冲(45)外壁形成一凹口，与此相对应的，上模壳(41)内壁固定限位件(44)，限位件(44)与凹口相配，以阻挡活动冲(45)向下压出极限位置。
6.如权利要求1所述偏心六角轴销的塑性成型方法，其特征是，第四冲压模(5)包括上部冲压模和下模(55)，上部冲压模能相对于下模(55)作上下移动；上部冲压模(5)包括冲模壳(51)、零件头部的上切边模(53)、锁紧盖(52)，冲模(5)形成成形产品从冲模壳(51)内取出的通道(50-1)；上切边模(53)处于冲模壳(51)的下端，形成通孔，该通孔与通道(50-1)上下相通；上切边模(53)的下端为切面，正对下模(55)；上切边模(55)嵌置于衬套(54)内，衬套(51)固定于锁紧盖(52)内，锁紧盖(52)螺纹式固定于冲模壳(51)的底部；下模(55)形成能将完成步骤三的零件(2)顺利进入的下模凹腔(50-2)，下模凹腔(50-2)与上切边模(53)的通孔以及通道(50-1)上下相对应；下模凹腔(50-2)伸入通棒(56)的上端，通棒(56)的下端处于下模(55)之外；通棒(56)竖向设置，能将冲压成型零件(2)从下模凹腔(50-2)中顶出，通棒(56)上下滑动地穿过下模(55)的通孔而伸出下模(55)的底部。
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