CN110102699A - 机头加注口螺钉冷镦成型加工模具及其加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机头加注口螺钉冷镦成型加工模具及其加工工艺，加工工艺包括如下步骤：剪料，先将线材盘料开卷、校直和剪切，剪切料坯长度为54~55毫米；预镦，将料坯上端预镦成圆锥形头部；压圆顶，将圆锥形头部锻压成圆柱体，并将圆柱体顶部锻压成圆弧形；缩六角，通过缩径模具将圆柱体缩出头部六角；成型法兰，挤压成型六角法兰，六角法兰位于六角头部与杆部之间；墩台，通过锥形四片模将杆部的一节镦粗而形成凸台。本发明通过设置锥形四片模模具，使加注口螺钉可以直接在冷镦机上成型出中间凸台，减少了合模工序，极大地提高了生产效率，降低了生产成本，并且提高了加注口螺钉的质量。

Description

机头加注口螺钉冷镦成型加工模具及其加工工艺

技术领域

本发明涉及汽车配件制造技术领域，尤其涉及到一种机头加注口螺钉冷镦成型加工模具及其加工工艺。

背景技术

机头加注口螺钉是一种用于汽车油箱盖上的螺钉，头部为六角法兰，中间有一节凸台。现有的工艺是先在冷镦机上先加工成六角法兰螺栓，再经过合模机合模加工出中间凸台，工序多，生产率低，质量不稳定，劳动成本高。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种机头加注口螺钉冷镦成型加工模具及其加工工艺，使机头加注口螺钉可以直接在冷镦机上成型，减少一道合模工序，极大地提高了生产效率，降低了生产成本，提高了机油加注口螺钉的质量。

本发明是通过如下技术方案实现的，提供一种机头加注口螺钉冷镦成型加工工艺，包括如下步骤：

1、剪料，先将线径为∅5.6~∅6.2毫米的线材盘料开卷、校直和剪切，剪切料坯长度为54~55毫米，然后将料坯捅料、夹钳送至第一工位；

2、预镦，在第一工位将料坯上端预镦成圆锥形头部，圆锥形头部高度控制在10~12毫米，圆锥形角度控制在10°~15°，然后将料坯夹钳送至第二工位；

3、压圆顶，在第二工位将圆锥形头部锻压成圆柱体，并将圆柱体顶部锻压成圆弧形，圆柱体直径大于料坯杆部直径，且圆柱体与杆部之间为140°倒角，然后将料坯夹钳送第三工位；

4、缩六角，在第三工位通过缩径模具将圆柱体缩出头部六角，并夹钳送至第四工位；在本步骤进行缩六角操作，利用六角边可方便在后续步骤中避免料坯转动；

5、成型法兰，在第四工位挤压成型六角法兰，六角法兰位于六角头部与杆部之间，然后将料坯夹钳送至第五工位；在本步骤中制出成型法兰，可以方便在墩台时往锥形四片模内放置，利用成型法兰搭设在四片模形成的放置孔上，对料坯进行支撑，也方便在墩台结束后工件被往上带起；

6、墩台，通过锥形四片模将杆部的一节镦粗而形成凸台；通过本步骤直接将凸台墩出，减少了合模工序，极大地提高了生产效率，提高了机头加注口螺钉质量。

作为优化，步骤6包括，将锥形四片模放于主模的模套中，料坯竖直穿过锥形四片模；主模固定，冲模向下压动料坯和锥形四片模，锥形四片模的外锥面沿模套内锥面向下移动，同时四片模向靠近移动，四片模之间的弹簧和模套下方的碟簧被压缩，四片模沿竖向的受力平衡时，形成凸台；然后将冲模回移，通过弹簧和碟簧的作用四片模和模套复位，并带动工件向上移动，最后通过打棒将工件从主模顶出。

本优化方案利用锥形四片模向下移动时的相互靠近对杆部形成挤压，同时通过冲模向下的压力成型凸台，并通过弹簧和碟簧的弹力使四片模和模套复位，并带动工件向上移动，简化了工艺步骤，降低了劳动强度，大幅提高了生产效率。

一种机头加注口螺钉冷镦成型墩台用模具，包括冲模和固定设置的主模，所述主模包括顶部开设有冲模孔的模壳，以及滑接于模壳内的模套和成型模，所述成型模上设有支撑模套的支撑台，成型模内设有开口位于顶面的成型腔，所述模套内设有自顶面向下延伸的锥形腔，锥形腔的上口大于下口，且在锥形腔内放置有锥形四片模模具。

本方案通过冲模提供成型压力，成型模对模套形成支撑，冲模向下压动四片模模具，四片模模具顺锥形腔下移过程中逐渐靠近杆部，并对杆部逐渐夹紧，随着冲模的继续下移挤压出中间凸台，成型腔内可根据工件要求设置相应的形状，使得加注口螺钉上的中间凸台直接墩出，大幅提高了生产效率。

作为优化，所述锥形四片模模具包括四片沿周向排布的单模，各单模的外侧面形成与锥形腔适配的锥面，各单模朝向圆心的一端形成放置孔，相邻单模之间通过连接弹簧连接。本优化方案在使用时，将料坯竖直穿过放置孔，成型法兰由各单模的内侧边支撑，在冲模下压时，锥面沿锥形腔内壁下移，各单模相互靠近，连接弹簧被压缩，形成对料坯杆部越来越紧的夹持力，从而将中间凸台墩出。

作为优化，所述单模的侧壁上设有与连接弹簧适配的盲孔。通过设置盲孔，在各单模相靠近移动时，连接弹簧可完全缩至盲孔内，使单模之间紧密接触，从而提高了单模的挤压范围，适合更多规格的螺钉。

作为优化，连接弹簧未被压缩时，锥面上端的直径大于冲模孔直径，且在各单模上设有向上延伸至冲模孔内的引导部。本优化方案的直径设置，可避免锥形四片模模具从模套中自行脱出，保证了使用的连续性，通过设置引导部，对单模的移动起到导向作用，避免偏斜，保证了料坯沿轴向受力。

作为优化，所述成型模上穿设有上端伸至成型腔、下端伸出模壳的打棒。本优化方案通过设置打棒，可以在成型结束后通过打棒将工件顶出，提高了工件的取出效率。

作为优化，所述成型模下端通过弹簧与模壳固接。本优化方案的成型模通过弹簧与模壳固接，将成型模与模壳的硬连接变为弹性连接，延长了模具使用寿命，弹簧的弹力与冲模的压力平衡时，完成中间凸台的镦粗作业，通过选择的弹簧不同，对应的冲压力不同，满足多种需要。

作为优化，所述成型模上套设有碟簧组，碟簧组下端与模壳壳底接触，所述支撑台上穿设有上端与模套接触、下端与碟簧组上端接触的传力销。本优化方案通过设置碟簧组对模套进行支撑，冲模下压时，利用碟簧组中碟簧的弹力对模套进行弹性支撑，避免硬连接而造成模具损坏。

作为优化，所述成型模的上端伸至模套内。本优化方案通过将成型模上端伸至模套内，避免模套与成型模之间发生横向位移，保证工件沿轴向受力。

本发明的有益效果为：通过设置锥形四片模模具，使加注口螺钉可以直接在冷镦机上成型出中间凸台，减少了合模工序，极大地提高了生产效率，降低了生产成本，并且提高了加注口螺钉的质量。

附图说明

图1为预镦状态示意图；

图2为压圆顶状态示意图；

图3为缩六角状态示意图；

图4为成型法兰状态示意图；

图5为墩台状态示意图；

图6为墩台步骤中初始状态示意图；

图7为墩台步骤中冲模下压状态示意图；

图8为墩台结束后状态示意图；

图9为锥形四片模模具俯视图；

图10为图9侧剖视图；

图11为单模结构示意图；

图12为各单模接触时状态图；

图中所示：

1、冲模，2、料坯，3、模套，4、传力销，5、成型模，6、碟簧组，7、弹簧，8、模壳， 9、打棒，10、锥形四片模模具，11、单模，12、连接弹簧，13、盲孔。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。

一种机头加注口螺钉冷镦成型加工工艺，包括如下步骤：

a、剪料，先将线径为∅5.6毫米的线材盘料开卷、校直和剪切，剪切料坯长度为55毫米，然后将料坯捅料、夹钳送至第一工位；

b、预镦，在第一工位将料坯上端预镦成圆锥形头部，圆锥形头部高度控制在10~12毫米，圆锥形角度控制在10°~15°，然后将料坯夹钳送至第二工位；

c、压圆顶，在第二工位将圆锥形头部锻压成圆柱体，并将圆柱体顶部锻压成圆弧形，圆柱体直径大于料坯杆部直径，且圆柱体与杆部之间为140°倒角，然后将料坯夹钳送第三工位；

d、缩六角，在第三工位通过缩径模具将圆柱体缩出头部六角，并夹钳送至第四工位；

e、成型法兰，在第四工位挤压成型六角法兰，六角法兰位于六角头部与杆部之间，然后将料坯2夹钳送至第五工位；

f、墩台，通过锥形四片模将杆部的一节镦粗而形成凸台。具体地，将锥形四片模放于主模的模套中，料坯竖直穿过锥形四片模；主模固定，冲模向下压动料坯和锥形四片模，锥形四片模的外锥面沿模套内锥面向下移动，同时四片模向靠近移动，四片模之间的弹簧和模套下方的碟簧被压缩，四片模沿竖向的受力平衡时，形成凸台；然后将冲模回移，通过弹簧和碟簧的作用四片模和模套复位，并带动工件向上移动，最后通过打棒将工件从主模顶出。

上述墩台步骤中用的模具包括冲模1和固定设置的主模，所述主模包括顶部开设有冲模孔的模壳8，以及滑接于模壳8内的模套3和成型模5，所述成型模5上设有支撑模套的支撑台，成型模的上端伸至模套内，成型模内设有开口位于顶面的成型腔，成型模上还穿设有上端伸至成型腔、下端伸出模壳的打棒9，打棒9可沿竖向滑动。模套内设有自顶面向下延伸的锥形腔，锥形腔的上口大于下口，且在锥形腔内放置有锥形四片模模具10。

成型模下端通过弹簧7与模壳8固接，成型模上套设有碟簧组6，碟簧组包括若干叠放在一起的碟簧，碟簧组6下端与模壳壳底接触，所述支撑台上穿设有上端与模套接触、下端与碟簧组上端接触的传力销4。

所述锥形四片模模具包括四片沿周向排布的单模11，各单模的外侧面形成与锥形腔适配的锥面，各单模朝向圆心的一端形成小于成型法兰的放置孔，相邻单模之间通过连接弹簧12连接，单模的侧壁上设有与连接弹簧12适配的盲孔13。连接弹簧未被压缩时，锥面上端的直径大于冲模孔直径，且在各单模上设有向上延伸至冲模孔内的引导部。连接弹簧为矩形弹簧，在受到冲模的压力时四片单模沿模套的锥度向下运动，弹簧受力压缩，最终合拢产品成型，冲模向后退时，锥形四片模在矩形弹簧的弹力的作用下，沿模套的锥度向上运动，达到死点，运动停止。

墩台步骤中用的模具在使用时，冲模向主模运动，图6为冲模刚刚与锥形四片模接触，产品还未受力时的瞬时图，这个瞬间过后，冲模继续向前运动，锥形四片模在冲模的作用下沿锥形面向下运动，然后带动模套以及成型模往下运动，同时碟簧和弹簧受力压缩，待受力达到平衡时，产品完全成型；产品成型后，冲模向后运动，锥形四片模、模套以及成型模在碟簧和弹簧弹力作用下，带动工件向前运动，待到达上方死点后，冲模继续向后运动远离主模，工件被打棒顶出主模，如此循环往复，使得工件连续加工成型。

当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本发明的技术方案并非是对本发明的限制，参照优选的实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本发明的宗旨，也应属于本发明的权利要求保护范围。

Claims (10)

1.一种机头加注口螺钉冷镦成型加工工艺，其特征在于，包括如下步骤：

（1）剪料，先将线径为∅5.6~∅6.2毫米的线材盘料开卷、校直和剪切，剪切料坯长度为54~55毫米，然后将料坯捅料、夹钳送至第一工位；

（2）预镦，在第一工位将料坯上端预镦成圆锥形头部，圆锥形头部高度控制在10~12毫米，圆锥形角度控制在10°~15°，然后将料坯夹钳送至第二工位；

（3）压圆顶，在第二工位将圆锥形头部锻压成圆柱体，并将圆柱体顶部锻压成圆弧形，圆柱体直径大于料坯杆部直径，且圆柱体与杆部之间为140°倒角，然后将料坯夹钳送第三工位；

（4）缩六角，在第三工位通过缩径模具将圆柱体缩出头部六角，并夹钳送至第四工位；

（5）成型法兰，在第四工位挤压成型六角法兰，六角法兰位于六角头部与杆部之间，然后将料坯夹钳送至第五工位；

（6）墩台，通过锥形四片模将杆部的一节镦粗而形成凸台。

2.根据权利要求1所述的一种机头加注口螺钉冷镦成型加工工艺，其特征在于：步骤（6）包括，将锥形四片模放于主模的模套中，料坯竖直穿过锥形四片模；主模固定，冲模向下压动料坯和锥形四片模，锥形四片模的外锥面沿模套内锥面向下移动，同时四片模向靠近移动，四片模之间的弹簧和模套下方的碟簧被压缩，四片模沿竖向的受力平衡时，形成凸台；然后将冲模回移，通过弹簧和碟簧的作用四片模和模套复位，并带动工件向上移动，最后通过打棒将工件从主模顶出。

3.一种机头加注口螺钉冷镦成型墩台用模具，其特征在于：包括冲模（1）和固定设置的主模，所述主模包括顶部开设有冲模孔的模壳（8），以及滑接于模壳（8）内的模套（3）和成型模（5），所述成型模（5）上设有支撑模套的支撑台，成型模内设有开口位于顶面的成型腔，所述模套内设有自顶面向下延伸的锥形腔，锥形腔的上口大于下口，且在锥形腔内放置有锥形四片模模具（10）。

4.根据权利要求3所述的一种机头加注口螺钉冷镦成型墩台用模具，其特征在于：所述锥形四片模模具包括四片沿周向排布的单模（11），各单模的外侧面形成与锥形腔适配的锥面，各单模朝向圆心的一端形成放置孔，相邻单模之间通过连接弹簧（12）连接。

5.根据权利要求4所述的一种机头加注口螺钉冷镦成型墩台用模具，其特征在于：所述单模的侧壁上设有与连接弹簧（12）适配的盲孔（13）。

6.根据权利要求4所述的一种机头加注口螺钉冷镦成型墩台用模具，其特征在于：连接弹簧未被压缩时，锥面上端的直径大于冲模孔直径，且在各单模上设有向上延伸至冲模孔内的引导部。

7.根据权利要求3所述的一种机头加注口螺钉冷镦成型墩台用模具，其特征在于：所述成型模上穿设有上端伸至成型腔、下端伸出模壳的打棒（9）。

8.根据权利要求3所述的一种机头加注口螺钉冷镦成型墩台用模具，其特征在于：所述成型模下端通过弹簧（7）与模壳（8）固接。

9.根据权利要求3所述的一种机头加注口螺钉冷镦成型墩台用模具，其特征在于：所述成型模上套设有碟簧组（6），碟簧组（6）下端与模壳壳底接触，所述支撑台上穿设有上端与模套接触、下端与碟簧组上端接触的传力销（4）。

10.根据权利要求3所述的一种机头加注口螺钉冷镦成型墩台用模具，其特征在于：所述成型模的上端伸至模套内。