CN109047602A - 球头销用镦压成型模具及球头销的镦压工艺 - Google Patents

球头销用镦压成型模具及球头销的镦压工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种球头销用镦压成型模具及球头销的镦压工艺，涉及球头销加工技术领域，旨在解决环形凸缘被完整镦压成功率较低的技术问题，其技术方案要点是当需要对杆状原料进行镦压时，首先将杆状原料放置在镦压型腔内；然后上模和下模进行合模；第一电热丝对杆状原料位于凸缘型腔处进行加热，从而易于杆状原料位于凸缘型腔处的变形；通过镦压后，球头销上的环形凸缘能够充分贴合凸缘型腔内侧壁，使环形凸缘完整镦压，有效提高环形凸缘完整镦压的成功率。

Description

球头销用镦压成型模具及球头销的镦压工艺
技术领域
本发明涉及球头销加工技术领域，更具体地说，它涉及一种球头销用镦压成型模具及球头销的镦压工艺。
背景技术
球头销在独立悬架系统中被广泛采用，控制臂或推力杆常通过位于端部的球头销与其它部件相连；球头销的主要功能是实现车轮上下跳动和转向运动。
现有球头销参照图1，其包括销杆11，销杆11其中一端为球头12，销杆11的中间位置设置有环形凸缘13；当需要对球头销进行镦压时，首先将杆状原料放置在镦压成型模具（图中未示出）内，然后通过镦压轴（图中未示出）沿杆状原料的轴向进行镦压，从而使杆状原料镦压成球头销。
在镦压时，球头12的外表面圆弧过渡，较为易于成型；但是，环形凸缘13处较为薄，杆状原料位于环形凸缘13处变形较为严重，往往造成杆状原料不能镦压出完整的环形凸缘13，环形凸缘13被完整镦压的成功率较低，故有待改善。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的第一发明目的在于提供一种球头销用镦压成型模具，其具有有效提高环形凸缘完整镦压成功率的优势。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种球头销用镦压成型模具，包括上模和下模，所述上模与下模相互贴合的侧壁均为成型面，所述上模和下模位于成型面均相对应设置有镦压型腔、镦压通孔，所述镦压型腔内侧壁设置有凸缘型腔，所述镦压通孔与镦压型腔相通设置，所述镦压通孔内侧壁滑移设置有镦压轴；所述下模的内部环绕凸缘型腔设置有下让位孔，所述上模的内部环绕凸缘型腔设置有上让位孔，所述上让位孔的两端与下让位孔的两端相通设置；所述下让位孔的内部和上让位孔的内部分别固定设置有第一电热丝；所述下模的外侧壁设置有与下让位孔相通的延伸孔；位于所述下让位孔内的第一电热丝经延伸孔延伸至下模的外部，并与电源连接；当两个成型面相互贴合时，上让位孔内的第一电热丝和下让位孔内的第一电热丝相接触。
通过采用上述技术方案，当需要对杆状原料进行镦压时，首先将杆状原料放置在镦压型腔内；然后上模和下模进行合模；第一电热丝对杆状原料位于凸缘型腔处进行加热，从而易于杆状原料位于凸缘型腔处的变形；通过镦压后，球头销上的环形凸缘能够充分贴合凸缘型腔内侧壁，使环形凸缘完整镦压，有效提高环形凸缘完整镦压的成功率。
进一步地，所述下让位孔内侧壁且位于其两端处均设置有锥形插接孔；所述上让位孔内侧壁且位于其两端均设置有可插入锥形插接孔内的锥形插接管，所述上让位孔内的第一电热丝延伸至锥形插接管的外部。
通过采用上述技术方案，两个成型面贴合时，锥形插接管将上模内的第一电热丝送至下让位孔内；同时，上让位孔内的第一电热丝与下让位孔内的第一电热丝充分接触，提高导电性。
进一步地，所述镦压型腔包括球头型腔，所述下模的外侧壁设置有延伸至球头型腔处的安装孔，所述安装孔内设置有与电源连接的第二电热丝。
通过采用上述技术方案，第二电热丝对球头销的球头进行加热，以易于球头的变形。
进一步地，所述下模的内部位于球头型腔处设置有弧形孔；所述弧形孔与安装孔相通设置，所述第二电热丝延伸至弧形孔的内部。
通过采用上述技术方案，位于弧形孔内的第二电热丝对球头销的球头进行更加均匀的加热。
进一步地，所述下模的内部且位于安装孔和下让位孔之间设置有下通水孔，所述上模的内部环绕镦压型腔设置有上通水孔，所述上通水孔的两端与下通水孔的两端分别相通设置；所述下模的外侧壁分别设置有与下通水孔相通的注水孔和排水孔。
通过采用上述技术方案，经注水孔向下通水孔内注入冷却水，冷却水充满下通水孔和上通水孔；然后，经排水孔排出，加速下模、上模和球头销的冷却。
进一步地，所述下通水孔内侧壁且位于其两端均设置有台阶孔，所述上通水孔且位于其两端均设置有可插入台阶孔内的连通管，所述连通管的端壁与台阶孔底壁相抵。
通过采用上述技术方案，连通管与台阶孔底壁相抵，从而提高上通水孔与下通水孔对接处的密封性。
本发明的另一发明目的在于提供一种球头销的镦压工艺，其具有有效提高环形凸缘完整镦压成功率的优势。
一种使用上述球头销用镦压成型模具的球头销的镦压工艺：
S10：将杆状原料放置在镦压型腔内，上模向下模方向靠近，直至两个成型面相互贴合；
S20：然后使用液压压力机，液压压力机对镦压轴施力，从而对杆状原料进行初步镦压；
S30：第一电热丝接通电源，第一电热丝对杆状原料位于凸缘型腔处进行加热；
S40，第一电热丝断开电源；
S50，液压压力机对镦压轴施力，镦压轴对杆状原料进行镦压，从而对杆状原料进行最终镦压成型。
通过采用上述技术方案，在镦压成型环状凸缘的过程中，第一电热丝对球头销的环状凸缘处进行加热，易于其变形；镦压时，环状凸缘能够充分贴合镦压型腔，从而提高环形凸缘完整镦压的成功率。
进一步地，在步骤S20中，对杆状原料进行初步镦压的时间为30-50秒。
通过采用上述技术方案，初步镦压的时间低于30秒时，销杆不能与镦压型腔充分接触，起不到较好的热传递效果；初步镦压的时间高于50秒时，球头销的球头和环状凸缘已初步成型，不利于后续的球头和环状凸缘的最终成型；优选对杆状原料进行初步镦压的时间为30-50秒，以保证杆状原料充分与镦压空腔内侧壁充分接触，且降低对后续球头和环状凸缘的最终成型。
进一步地，在步骤S30中，第一电热丝对杆状原料位于凸缘型腔处进行加热的时间为2-3.5分钟。
通过采用上述技术方案，加热的时间低于2分钟时，杆状原料位于凸缘型腔处的温度较低，杆状原料位于凸缘型腔处变形困难；加热时间高于3.5分钟时，杆状原料位于凸缘型腔处的温度较高，上模和下模的温度较高，强度降低；优选第一电热丝对杆状原料位于凸缘型腔处进行加热的时间为2-3.5分钟；能够保证上模和下模的强度，且能够易于杆状原料位于凸缘型腔处的变形。
进一步地，在步骤S50中，镦压轴对杆状原料进行镦压的时间为60-80秒。
通过采用上述技术方案，镦压的时间低于60秒时，最终的球头销表面存在有凹陷区域；当镦压的时间高于80秒时，较为浪费时间；优选镦压轴对杆状原料进行镦压的时间为60-80秒，能够在节省时间的基础上，保证球头销的表面没有凹陷区域。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、通过加热的方式，利于球头和环状凸缘的成型，进而提高环形凸缘完整镦压成功率；
2、镦压完成后，使用水冷的方式，快速对下模、上模和球头销进行降温。
附图说明
图1为背景技术中球头销的结构示意图；
图2为实施例1中球头销用镦压成型模具的结构示意图；
图3为实施例1中球头销用镦压成型模具沿镦压通孔轴向的剖视图；
图4为图3中A部分的放大图；
图5为实施例1中球头销用镦压成型模具沿凸缘型腔径向的剖视图；
图6为图5中B部分的放大图；
图7为实施例1中球头销用镦压成型模具沿下通水孔径向的剖视图；
图8为图7中C部分的放大图。
图中：1、球头销；11、销杆；12、球头；13、环形凸缘；2、上模；21、成型面；22、上让位孔；221、锥形插接管；222、第一电热丝；23、上通水孔；231、连通管；24、导柱；3、下模；31、镦压型腔；311、球头型腔；312、凸缘型腔；32、镦压通孔；321、镦压轴；33、下让位孔；331、锥形插接孔；34、延伸孔；35、安装孔；351、弧形孔；352、第二电热丝；36、下通水孔；361、台阶孔；37、注水孔；38、排水孔；39、导套。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例1：
一种球头销用镦压成型模具，参照图2，其包括上模2和下模3，上模2设置有导柱24，下模3设置有导套39；导柱24在导套39内滑移，以保证上模2和下模3的精确对接；上模2与下模3相互贴合的侧壁均为成型面21。
参照图3和图4，上模2和下模3位于成型面21处均相对应设置有镦压型腔31、镦压通孔32，镦压通孔32与镦压型腔31相通设置；镦压型腔31内侧壁设置有凸缘型腔312，以成型球头销1上的环形凸缘13。
参照图3，镦压通孔32内侧壁滑移设置有镦压轴321，镦压轴321一端延伸至下模3的外部，另一端用于镦压球头销1；镦压轴321位于下模3外部的一端用于与液压压力机连接。
参照图3和图4，镦压型腔31包括球头型腔311，以用于成型球头销1的球头12；下模3的外侧壁设置有安装孔35，安装孔35延伸至球头型腔311处；安装孔35内设置有第二电热丝352，第二电热丝352通过线缆与电源连接；第二电热丝352通过加热以用于对球头销1的球头12进行加热。
参照图3和图4，下模3的内部位于球头型腔311处设置有弧形孔351，弧形孔351与安装孔35相通设置，第二电热丝352延伸至弧形孔351的内部，以对球头销1的球头12均匀加热。
参照图5，下模3的内部环绕凸缘型腔312设置有下让位孔33，上模2的内部环绕凸缘型腔312设置有上让位孔22；上让位孔22的两端与下让位孔33的两端相通设置；下让位孔33的内部和上让位孔22的内部分别焊接固定设置有第一电热丝222；当两个成型面21相互贴合时，上让位孔22内的第一电热丝222和下让位孔33内的第一电热丝222相接触，从而实现电连接。
参照图6，下让位孔33内侧壁且位于其两端处均设置有锥形插接孔331，上让位孔22内侧壁且位于其两端均通过焊接的方式设置有锥形插接管221；当两个成型面21相贴合时，锥形插接管221插入锥形插接孔331内；上让位孔22内的第一电热丝222延伸至锥形插接管221的外部，以保证上让位孔22内的第一电热丝222与下让位孔33内的第一电热丝222的充分接触。
参照图5，下模3的外侧壁设置有延伸孔34，延伸孔34与下让位孔33相通；位于下让位孔33内的第一电热丝222经延伸孔34延伸至下模3的外部，并通过线缆与电源连接。
参照图7，下模3的内部设置有下通水孔36，下通水孔36位于安装孔35和下让位孔33之间（参照图4）；上模2的内部环绕镦压型腔31处设置有上通水孔23，上通水孔23的两端与下通水孔36的两端相通设置；下模3的外侧壁分别设置有注水孔37和排水孔38，注水孔37和排水孔38均与下通水孔36相通；当成型后的球头销1需要冷却时，管件通过注水孔37快速向下通水孔36内注入冷水，以对球头销1进行冷却；冷水经下通水孔36流至上通水孔23内，然后流至下通水孔36内，最终经排水孔38排出。
参照图8，下通水孔36内侧壁且位于其两端均设置有台阶孔361，上通水孔23且位于其两端均设置有连通管231，连通管231嵌置在上通水孔23内侧壁上；当两个成型面21相互贴合时，连通管231插入台阶孔361内；此时，连通管231的端壁与台阶孔361的底壁相抵，从而提高上通水孔23与下通水孔36对接处的密封性。
工作原理如下：
工作时，首先将杆状原料放置在锻压型腔内，然后上模2向下模3方向靠近，直至两个成型面21相互贴合，完成合模过程。
然后液压压力机对镦压轴321施力，从而对杆状原料进行初步镦压；
第二电热丝352接通电源，第二电热丝352对球头销1的球头12进行加热；随后，第二电热丝352断开电源；液压压力机继续对镦压轴321施力，镦压轴321对球头销1进行施力；由于球头销1的球头12部分温度较高，从而易于球头销1的球头12部分的变形；充分完成球头销1球头12的镦压；液压压力机停止继续施力。
第一电热丝222接通电源，第一电热丝222对球头销1位于凸缘型腔312处进行加热；随后，第一电热丝222断开电源；液压压力机继续对镦压轴321进行施力，镦压轴321对球头销1进行施力；由于球头销1位于凸缘型腔312处温度较高，从而易于球头销1位于凸缘型腔312处的变形，使环形凸缘13与凸缘型腔312内侧壁充分贴合，充分完成球头销1环形凸缘13的镦压。
随后，液压压力机对镦压轴321施力，镦压轴321对球头销1继续进行镦压，从而对球头销1进行最终镦压成型，完成球头销1的镦压成型。
由于镦压成型环形凸缘13时，环形凸缘13处的温度较高，以便于环形凸缘13处的变形，以使环形凸缘13充分与凸缘型腔312内侧壁相贴合，从而有效提高环形凸缘13完整镦压的成功率。
随后，管件向注水孔37内注水，通过热传递，以快速对上模2、下模3和球头销1进行冷却；使用后的水经排水孔38排出。
上模2远离下模3，然后使用机械手对球头销1进行拿取；然后机械手将新的杆状原料放置在锻压型腔内。
实施例2：
一种球头销的镦压工艺，以实施例1为基础，使用实施例1中球头销用镦压成型模具对球头销的镦压工艺如下：
S10：机械手将杆状原料放置在镦压型腔31内，上模2向下模3方向靠近，直至两个成型面21相互贴合；完成合模的过程；
S20：然后使用液压压力机，液压压力机对镦压轴321施力，从而对杆状原料进行初步镦压；对杆状原料进行初步镦压的时间为30-50秒；
S21：第二电热丝352接通电源，第二电热丝352对球头销1的球头12进行加热；加热的时间为1.5-2分钟，加热温度为170-250℃；随后，第二电热丝352断开电源；液压压力机继续对镦压轴321施力，镦压轴321对球头销1进行施力；由于球头销1的球头12部分温度较高，从而易于球头销1的球头12部分的变形；充分完成球头销1球头12的镦压；液压压力机停止继续施力。
S30：第一电热丝222接通电源，第一电热丝222对杆状原料位于凸缘型腔312处进行加热；第一电热丝222对杆状原料位于凸缘型腔312处进行加热的时间为2-3.5分钟；加热温度为200-280℃；
S40，第一电热丝222断开电源；
S50，液压压力机对镦压轴321施力，镦压轴321对杆状原料进行镦压，从而对杆状原料进行最终镦压成型镦压轴321对杆状原料进行镦压的时间为60-80秒；
S60，经注水孔37向下通水孔36和上通水孔23内注入冷却水，以对下模3、上模2和球头销1进行冷却；
S70，通过机械手将球头销1取出，并将新的杆状原料放置在镦压型腔31内。
实施例3：
一种球头销的镦压工艺，以实施例1为基础，使用实施例1中球头销用镦压成型模具对球头销的镦压工艺如下：
S10：机械手将杆状原料放置在镦压型腔31内，上模2向下模3方向靠近，直至两个成型面21相互贴合；完成合模的过程；
S20：然后使用液压压力机，液压压力机对镦压轴321施力，从而对杆状原料进行初步镦压；对杆状原料进行初步镦压的时间为30秒；
S21：第二电热丝352接通电源，第二电热丝352对球头销1的球头12进行加热；加热的时间为1.5分钟，加热温度为170℃；随后，第二电热丝352断开电源；液压压力机继续对镦压轴321施力，镦压轴321对球头销1进行施力；由于球头销1的球头12部分温度较高，从而易于球头销1的球头12部分的变形；充分完成球头销1球头12的镦压；液压压力机停止继续施力。
S30：第一电热丝222接通电源，第一电热丝222对杆状原料位于凸缘型腔312处进行加热；第一电热丝222对杆状原料位于凸缘型腔312处进行加热的时间为2分钟；加热温度为200℃；
S40，第一电热丝222断开电源；
S50，液压压力机对镦压轴321施力，镦压轴321对杆状原料进行镦压，从而对杆状原料进行最终镦压成型镦压轴321对杆状原料进行镦压的时间为60秒；
S60，经注水孔37向下通水孔36和上通水孔23内注入冷却水，以对下模3、上模2和球头销1进行冷却；
S70，通过机械手将球头销1取出，并将新的杆状原料放置在镦压型腔31内。
实施例4：
一种球头销的镦压工艺，以实施例1为基础，使用实施例1中球头销用镦压成型模具对球头销的镦压工艺如下：
S10：机械手将杆状原料放置在镦压型腔31内，上模2向下模3方向靠近，直至两个成型面21相互贴合；完成合模的过程；
S20：然后使用液压压力机，液压压力机对镦压轴321施力，从而对杆状原料进行初步镦压；对杆状原料进行初步镦压的时间为50秒；
S21：第二电热丝352接通电源，第二电热丝352对球头销1的球头12进行加热；加热的时间为2分钟，加热温度为250℃；随后，第二电热丝352断开电源；液压压力机继续对镦压轴321施力，镦压轴321对球头销1进行施力；由于球头销1的球头12部分温度较高，从而易于球头销1的球头12部分的变形；充分完成球头销1球头12的镦压；液压压力机停止继续施力。
S30：第一电热丝222接通电源，第一电热丝222对杆状原料位于凸缘型腔312处进行加热；第一电热丝222对杆状原料位于凸缘型腔312处进行加热的时间为3.5分钟；加热温度为280℃；
S40，第一电热丝222断开电源；
S50，液压压力机对镦压轴321施力，镦压轴321对杆状原料进行镦压，从而对杆状原料进行最终镦压成型镦压轴321对杆状原料进行镦压的时间为80秒；
S60，经注水孔37向下通水孔36和上通水孔23内注入冷却水，以对下模3、上模2和球头销1进行冷却；
S70，通过机械手将球头销1取出，并将新的杆状原料放置在镦压型腔31内。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种球头销用镦压成型模具，包括上模(2)和下模(3)，所述上模(2)与下模(3)相互贴合的侧壁均为成型面(21)，所述上模(2)和下模(3)位于成型面(21)均相对应设置有镦压型腔(31)、镦压通孔(32)，所述镦压型腔(31)内侧壁设置有凸缘型腔(312)，所述镦压通孔(32)与镦压型腔(31)相通设置，所述镦压通孔(32)内侧壁滑移设置有镦压轴(321)；其特征在于：所述下模(3)的内部环绕凸缘型腔(312)设置有下让位孔(33)，所述上模(2)的内部环绕凸缘型腔(312)设置有上让位孔(22)，所述上让位孔(22)的两端与下让位孔(33)的两端相通设置；所述下让位孔(33)的内部和上让位孔(22)的内部分别固定设置有第一电热丝(222)；所述下模(3)的外侧壁设置有与下让位孔(33)相通的延伸孔(34)；位于所述下让位孔(33)内的第一电热丝(222)经延伸孔(34)延伸至下模(3)的外部，并与电源连接；当两个成型面(21)相互贴合时，上让位孔(22)内的第一电热丝(222)和下让位孔(33)内的第一电热丝(222)相接触。
2.根据权利要求1所述的球头销用镦压成型模具，其特征在于：所述下让位孔(33)内侧壁且位于其两端处均设置有锥形插接孔(331)；所述上让位孔(22)内侧壁且位于其两端均设置有可插入锥形插接孔(331)内的锥形插接管(221)，所述上让位孔(22)内的第一电热丝(222)延伸至锥形插接管(221)的外部。
3.根据权利要求1所述的球头销用镦压成型模具，其特征在于：所述镦压型腔(31)包括球头型腔(311)，所述下模(3)的外侧壁设置有延伸至球头型腔(311)处的安装孔(35)，所述安装孔(35)内设置有与电源连接的第二电热丝(352)。
4.根据权利要求3所述的球头销用镦压成型模具，其特征在于：所述下模(3)的内部位于球头型腔(311)处设置有弧形孔(351)；所述弧形孔(351)与安装孔(35)相通设置，所述第二电热丝(352)延伸至弧形孔(351)的内部。
5.根据权利要求3所述的球头销用镦压成型模具，其特征在于：所述下模(3)的内部且位于安装孔(35)和下让位孔(33)之间设置有下通水孔(36)，所述上模(2)的内部环绕镦压型腔(31)设置有上通水孔(23)，所述上通水孔(23)的两端与下通水孔(36)的两端分别相通设置；所述下模(3)的外侧壁分别设置有与下通水孔(36)相通的注水孔(37)和排水孔(38)。
6.根据权利要求5所述的球头销用镦压成型模具，其特征在于：所述下通水孔(36)内侧壁且位于其两端均设置有台阶孔(361)，所述上通水孔(23)且位于其两端均设置有可插入台阶孔(361)内的连通管(231)，所述连通管(231)的端壁与台阶孔(361)底壁相抵。
7.一种使用权利要求1-6任一项所述球头销用镦压成型模具的球头销的镦压工艺，其特征在于：
S10：将杆状原料放置在镦压型腔(31)内，上模(2)向下模(3)方向靠近，直至两个成型面(21)相互贴合；
S20：然后使用液压压力机，液压压力机对镦压轴(321)施力，从而对杆状原料进行初步镦压；
S30：第一电热丝(222)接通电源，第一电热丝(222)对杆状原料位于凸缘型腔(312)处进行加热；
S40，第一电热丝(222)断开电源；
S50，液压压力机对镦压轴(321)施力，镦压轴(321)对杆状原料进行镦压，从而对杆状原料进行最终镦压成型。
8.根据权利要求7所述的球头销的镦压工艺，其特征在于：在步骤S20中，对杆状原料进行初步镦压的时间为30-50秒。
9.根据权利要求7所述的球头销的镦压工艺，其特征在于：在步骤S30中，第一电热丝(222)对杆状原料位于凸缘型腔(312)处进行加热的时间为2-3.5分钟。
10.根据权利要求7所述的球头销的镦压工艺，其特征在于：在步骤S50中，镦压轴(321)对杆状原料进行镦压的时间为60-80秒。
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