CN105642817A - 一种球面六角螺栓的塑性成型方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种球面六角螺栓的塑性成型方法，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，获得尾部倒角和杆部所需尺寸；步骤二，通过第二冲压模(3)对步骤一加工后的零件(2)进行挤压，获得头部预成形、缩径至所需尺寸；步骤三，通过第三冲压模(4)对步骤二加工后的零件(2)进行挤压，获得呈球状头部、杆部镦粗、细杆缩径至所需尺寸；步骤四，通过第四冲压模(5)对步骤三加工后的零件(2)进行挤压，获得最终产品的形状和尺寸要求。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。
Description
技术领域
本发明属于零件加工工艺技术领域，具体涉及一种球面六角螺栓有效的冷镦加工方法。
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制成，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，本发明公开了一种球面六角螺栓的塑性成型方法，其是一种有效保证头部与杆部同心、表面无裂纹、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：
一种球面六角螺栓的塑性成型方法，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，获得尾部锥度和杆部所需尺寸；
步骤二，通过第二冲压模(3)对步骤一加工后的零件(2)进行挤压，获得头部预成形和杆部缩径的所需尺寸；
步骤三，通过第三冲压模(4)对步骤二加工后的零件(2)进行挤压，获得头部呈球状和杆部镦粗及细杆缩径的所需尺寸；
步骤四，通过第五冲压模(5)对步骤三加工后的零件(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锥度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)竖向伸入能将冲压成型零件(2)从下模凹腔(15)中顶出的顶杆(17)，顶杆(17)上端处于下模凹腔(15)内，下端处于下模(16)的下端面之下。
优选的，第二冲压模(3)包括上模和下模壳(36)，上模能相对于下模壳(36)上下移动；上模包括上模壳(31)、冲压棒压块(33)、冲压棒(34)，上模壳(31)的底部形成能将零件毛坯镦粗成要求尺寸的冲模腔(35-1)，冲压棒(34)从上而下伸入冲模腔(35-1)，上端与上模壳(31)相固定的冲压棒压块(33)的底面相连接；下模(36)形成能将零件毛坯杆部缩径至要求尺寸的下模凹腔(35-2)，下模凹腔(35-2)与冲模腔(35-1)上下相对应；冲压棒(34)从上而下伸入上模壳(31)的冲模腔(35-1)且伸出上模壳(31)的底面并能压入下模凹腔(35-2)内；冲压棒(34)的顶部与上模壳(31)相固定的冲压棒压块(33)的底面相连接；下模凹腔(35-2)竖向伸入能将冲压成型零件(2)从下模凹腔(35-2)中顶出的顶杆(37)，顶杆(37)上端处于下模凹腔(35-2)内，下端处于下模(36)的下端面之下。
优选的，第三冲压模包括上模(4)和下模(46)，上模(4)能相对于下模(46)作上下移动；上模(4)包括上模壳(41)，上模壳(41)的底部形成能将零件毛坯冲压成球状头部的冲模腔(45-1)；下模(46)形成能将零件毛坯杆部缩径至要求尺寸的下模凹腔(45-2)，下模凹腔(45-2)与冲模腔(45-1)上下相对应；下模凹腔(45-2)竖向伸入能将冲压成型零件(2)从下模凹腔(45-2)中顶出的顶杆(47)，顶杆(47)上端处于下模凹腔(45-2)内，下端处于下模(46)的下端面之下。
优选的，第四冲压模包括上部冲压模(5)和下模(55)，上部冲压模(5)能相对于下模(55)上下运动；上部冲压模(5)包括冲模(51)、锁紧盖(52)、衬套(53)、上切边模(54)，上切边模(54)嵌置于锁紧盖(52)的孔腔，锁紧盖(52)螺纹式固定于冲模(51)的底端，冲模(5)形成成形产品从冲模(51)内取出的通道(50-1)；下模(55)形成能顺利将完成步骤四的零件(2)顺利进入的下模凹腔(50-2)，下模凹腔(50-2)与通道(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。
本发明底模采用整体式，可使现场操作简单、方便，提高了现场工作效率。
为了避免了因材料变形大龟裂的现象，选择线径较大的原料冷镦，进行加工。
本发明分四序成型，使头部变形力分配更合理，同时每一序的变形也更合理，也提高了模具的使用寿命，也使头部与杆部的同心度更稳定。杆部成型分配到前三序成型，采用缩径的工艺确保杆部尺寸更稳定；通过先束粗杆，后束细杆，让杆部避免拉毛现象。
现有技术相比，本发明的优点在于，采用四道工序即步骤一，对坯料进行倒角整形；步骤二，头部预成型，束杆部尺寸；步骤三，头部成球面形状，束细杆尺寸，保证杆部尺寸到位；步骤四，冲模切挤六角成型；从而逐渐改变零件外型，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。本发明是一种头部与杆部同心度好，速度高，表面无裂纹拉毛缺陷，效果好的零件加工工艺，其模具及附件的寿命也相对较高，退模也方便，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。
图13是图11中Ⅴ部分的放大图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明优选实施例作详细描述。
如图1-13所示，本实施例球面六角螺栓的塑性成型方法，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，使毛料底部形成一个倒角整形，获得尾部锥度和杆部镦粗要求的尺寸。
步骤二，通过第二冲压模3对步骤一加工后的零件2进行挤压获得零件头部预成型和杆部缩径至要求尺寸。
步骤三，通过第三冲压模4对步骤二加工后的零件2头部挤压至球面，粗杆镦粗、细杆缩径至要求尺寸。
步骤四，通过第四冲压模5对步骤三加工后的零件2头部切挤压获得头部形状，同时切除头部多余的废料，获得无毛刺的零件头部轮廓的形状和尺寸，即完成整个零件冷镦加工过程。
第一冲压模1包括上模和下模16，上模在驱动器作用下能相对下模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锥度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竖向伸入能将冲压成型零件2从下模凹腔15中顶出的顶杆17，顶杆17上端处于下模凹腔15内，下端处于下模16的下端面之下。
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，形成尾部带锥度和杆部镦粗至要求尺寸的零件2。
第二冲压模2包括上模和下模壳36，上模在驱动器作用下能相对于下模壳36上下移动；上模包括：上模壳31、冲压棒压块33、冲压棒34，上模壳31的底部形成能将零件毛坯镦粗成要求尺寸的冲模腔35-1，冲压棒34从上而下伸入冲模腔35-1，上端与上模壳31相固定的冲压棒压块33的底面相连接；下模36形成能将零件毛坯杆部缩径至要求尺寸的下模凹腔35-2，下模凹腔35-2与冲模腔35-1上下相对应。冲压棒34从上而下伸入上模壳31的冲模腔35-1且伸出上模壳31的底面并能压入下模凹腔35-2内；下模凹腔35-2竖向伸入能将冲压成型零件2从下模凹腔35-2中顶出的顶杆37，顶杆37上端处于下模凹腔35-2内，下端处于下模36的下端面之下。
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35-1，形成头部预成型、杆部缩径至要求尺寸的零件2。
第三冲压模包括上模4和下模46，上模在驱动器作用下能相对于下模46作上下移动。上模4包括：上模壳41，上模壳41的底部形成能将零件毛坯冲压成球状头部的冲模腔45-1；下模46形成能将零件毛坯杆部缩径至要求尺寸的下模凹腔45-2，下模凹腔45-2与冲模腔45-1上下相对应；下模凹腔45-2竖向伸入能将冲压成型零件2从下模凹腔45-2中顶出的顶杆47，顶杆47上端处于下模凹腔45-2内，下端处于下模46的下端面之下。上模4在驱动器的驱动作用下向下移动，毛坯零件2的上部在冲模腔45-1的挤压下使零件向下移动而进入下模凹腔45-2，形成头部呈球面状、杆部镦粗及细杆缩径至要求尺寸的零件2。
第四冲压模包括上部冲压模5和下模55，上部冲压模5在驱动器作用下能相对于下模55上下运动；上部冲压模5包括冲模51、锁紧盖52、衬套53、上切边模54，上切边模54嵌置于锁紧盖52的孔腔，锁紧盖5螺纹式固定于冲模51的底端，冲模5形成成形产品从冲模51内取出的通道50-1；下模55形成能顺利将完成步骤四的零件2顺利进入的下模凹腔50-2，下模凹腔50-2与通道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在驱动器驱动作用下向下移动，上切边冲模54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50-1分离。形成了完成步骤五的零件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 (9)
1.一种球面六角螺栓的塑性成型方法，其特征是按如下步骤：
步骤一，通过第一冲压模(1)对零件毛坯的挤压，获得尾部倒角和杆部所需尺寸；
步骤二，通过第二冲压模(3)对步骤一加工后的零件(2)进行挤压，获得头部预成形、缩径至所需尺寸；
步骤三，通过第三冲压模(4)对步骤二加工后的零件(2)进行挤压，获得呈球状头部、杆部镦粗、细杆缩径至所需尺寸；
步骤四，通过第四冲压模(5)对步骤三加工后的零件(2)进行挤压，获得最终产品的形状和尺寸要求。
2.根据权利要求1所述球面六角螺栓的塑性成型方法，其特征在于：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倒角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。
3.根据权利要求2所述球面六角螺栓的塑性成型方法，其特征在于：下模凹腔(15)竖向伸入能将冲压成型零件(2)从下模凹腔(15)中顶出的顶杆(17)，顶杆(17)上端处于下模凹腔(15)内，下端处于下模(16)的下端面之下。
4.根据权利要求1所述球面六角螺栓的塑性成型方法，其特征在于：第二冲压模(3)包括上模和下模壳(36)，上模能相对于下模壳(36)上下移动；上模包括上模壳(31)、冲压棒压块(33)、冲压棒(34)，上模壳(31)的底部形成能将零件毛坯镦粗成要求尺寸的冲模腔(35-1)，冲压棒(34)从上而下伸入冲模腔(35-1)，上端与上模壳(31)相固定的冲压棒压块(33)的底面相连接；下模(36)形成能将零件毛坯杆部缩径至要求尺寸的下模凹腔(35-2)，下模凹腔(35-2)与冲模腔(35-1)上下相对应；冲压棒(34)从上而下伸入上模壳(31)的冲模腔(35-1)且伸出上模壳(31)的底面并能压入下模凹腔(35-2)内。
5.根据权利要求4所述球面六角螺栓的塑性成型方法，其特征在于：下模凹腔(35-2)竖向伸入能将冲压成型零件(2)从下模凹腔(35-2)中顶出的顶杆(37)，顶杆(37)上端处于下模凹腔(35-2)内，下端处于下模(36)的下端面之下。
6.根据权利要求1所述球面六角螺栓的塑性成型方法，其特征在于：第三冲压模包括上模(4)和下模(46)，上模(4)能相对于下模(46)作上下移动；上模(4)包括上模壳(41)，上模壳(41)的底部形成能将零件毛坯冲压成球状头部的冲模腔(45-1)；下模(46)形成能将零件毛坯杆部缩径至要求尺寸的下模凹腔(45-2)，下模凹腔(45-2)与冲模腔(45-1)上下相对应。
7.根据权利要求6所述球面六角螺栓的塑性成型方法，其特征在于：下模凹腔(45-2)竖向伸入能将冲压成型零件(2)从下模凹腔(45-2)中顶出的顶杆(47)，顶杆(47)上端处于下模凹腔(45-2)内，下端处于下模(46)的下端面之下。
8.根据权利要求1所述球面六角螺栓的塑性成型方法，其特征在于：第四冲压模包括上部冲压模(5)和下模(55)，上部冲压模(5)能相对于下模(55)上下运动；上部冲压模(5)包括冲模(51)、锁紧盖(52)、衬套(53)、上切边模(54)，上切边模(54)嵌置于锁紧盖(52)的孔腔，锁紧盖(52)螺纹式安装于冲模(51)的底端，冲模(5)形成成形产品从冲模(51)内取出的通道(50-1)；下模(55)形成下模凹腔(50-2)，下模凹腔(50-2)与通道(50-1)上下相对应。
9.根据权利要求8所述球面六角螺栓的塑性成型方法，其特征在于：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。
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