CN110434186B - 一种超深孔细长零件的冷加工工艺及冷挤压拉长模具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超深孔细长零件的冷加工工艺及冷挤压拉长模具，属于冷挤压加工技术领域。本发明的冷加工工艺，先根据零件需要对棒料进行表面磷化处理，形成中空短管坯料；然后利用护孔针伸入中空短管坯料的中心通孔内，在护孔针保护作用下，将中空短管坯料冷挤压拉长至零件所需长度，成型出细长零件的超深孔。本发明还公开了一种超深孔细长零件的冷加工工艺用冷挤压拉长模具。本发明解决了现有超深孔细长零件成型难度大、精度差、加工效率低等问题，大幅提高了超深孔细长零件的加工效率和加工质量，并且对于零件的加工适应性强，能够用于各种超深孔细长零件的冷加工成型，理论上不受零件长径比限制，尤其适用于大长径比的超深孔零件加工。

Description

一种超深孔细长零件的冷加工工艺及冷挤压拉长模具

技术领域

本发明涉及一种冷加工工艺方法及冷镦模具，更具体地说，涉及一种超深孔细长零件的冷加工工艺及冷挤压拉长模具。

背景技术

细长带孔零件是工业中较为常见的一类零件，如图1中使用的表演自行车把立中空吊紧螺丝和图4中的电动自行车避震器中空活塞杆等。一般将孔深超过孔径5倍的孔称为深孔，而孔深与孔径的比值，称之为“长径比”或“深径比”。相对而言，长径比不大于5倍的圆柱孔，可称为“浅孔”，加工成型相对较为方便；而对于深孔而言一般采用镗或钻的方式进行加工，而对于孔深与直径之比大于10的超深孔采用传统加工工艺则非常困难，而且精度差，效率低，也超出了一般意义上传统冷墩成型的极限。

中国专利号ZL201010549983.6，授权公告日为2019年4月23日，发明创造名称为：一种软管接头芯的制造方法，其采用盘圆毛料作为原材料，首先对盘圆毛料进行球化退火处理，再将球化退火后的盘圆毛料进行磷酸盐皮膜表面处理，再精抽定径，然后将精抽定径后的盘圆成品料剪切成单个的软管接头芯毛坯料，再按七工位冷墩方法用冷墩机制成软管接头芯的坯件。该申请案也是涉及一种细长带孔零件的冷镦加工，在冷镦过程中，其通过冲压在坯料上成型出中心通孔，然后进行挤压拉长。对于该软管接头芯零件而言，其采用冷镦工艺代替传统钻孔加工工艺，因此此类零件的长径比并不是很大，并且，对于细长带孔零件的冷挤压成型，将中空短管挤压拉长正是该工艺中的难点。

针对超深孔细长零件的冷镦加工，申请人也曾于2015年4月22日提出中国专利号ZL201710180611.2，授权公告日为2019年4月23日，发明创造名称为：活塞杆的加工方法及其加工工装的专利申请案，该申请案的一种活塞杆的加工方法及其加工工装，包括下料；预成型头部；冲出头部定位孔，同时加工出尾部倒角；头部成型，同时，冲孔形成尾部定位孔，且尾部定位孔与头部定位孔同心；拉孔，且两端同时进行冲拉孔；当下孔深度到位后，在下孔内置顶针保护，继续上孔拉伸，使中间连接处留一定厚度H不打通；穿连皮，产品成型。该申请案颠覆了传统制造工艺，大幅度减少了制造工序，效率提高数十倍，而且产品强度高，可靠性强，制造成本低，效益显著。该加工工艺通过更换上冲针进行多次冲拉孔，需要的上冲针长度也较长，冲拉孔工序多，且随着深度的增加，冲针强度达到极限，易磨损折断，导致空心偏差，模具成本相对较高，因此还有待进一步优化改进。

发明内容

发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有超深孔细长零件的冷镦成型难度大、效率低等不足，提供一种超深孔细长零件的冷加工工艺及冷挤压拉长模具，采用本发明的技术方案，先根据零件需要对棒料进行表面磷化处理，形成中空短管坯料，然后利用护孔针伸入中空短管坯料的中心通孔内，在护孔针保护作用下，将中空短管坯料冷挤压拉长至零件所需长度，成型出细长零件的超深孔，解决了现有超深孔细长零件成型难度大、质量差、加工效率低等问题，大幅提高了超深孔细长零件的加工效率和加工质量，并且对于零件的加工适应性强，能够用于各种超深孔细长零件的冷加工成型，理论上不受零件长径比限制，尤其适用于大长径比的超深孔零件加工。

技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种超深孔细长零件的冷加工工艺，先根据零件需要对棒料进行表面磷化处理，形成中空短管坯料；然后利用护孔针伸入中空短管坯料的中心通孔内，在护孔针保护作用下，将中空短管坯料冷挤压拉长至零件所需长度，成型出细长零件的超深孔。

更进一步地，所述的护孔针采用耐高温硬质材料制作，且在护孔针表面镀钛，以提高护孔针耐高温性和表面硬度；所述的护孔针还具有一定脱模锥度。

更进一步地，将中空短管坯料冷挤压拉长所用的强缩模具采用冷却油循环冷却。

更进一步地，所述的中空短管坯料由冷挤压冲孔工艺加工而成，包括以下步骤：

步骤1：对棒料进行精整，该棒料采用球化精制盘圆或棒材事先进行表面磷化处理；

步骤2：在精整棒料下端冷挤压成型出倒角，并在精整棒料的上下端面上分别挤压成型出上定位槽和下定位槽；

步骤3：从上下两端同时用冲针冲孔，冷挤压成型出上冲孔和下冲孔，并在上冲孔和下冲孔之间留有连皮；在该步骤中，同时对棒料进行适当拉长；

步骤4：将步骤3中的连皮穿通，形成具有中心通孔的中空短管坯料。

更进一步地，在成型出细长零件的超深孔后，对于超深孔细长零件的端头形状同样在冷挤压变形区采用护孔针保护冷挤压成型。

更进一步地，所述的冷挤压所采用的设备为冷镦机或油压机或冲床。

更进一步地，所述的超深孔细长零件为空心活塞杆或空心吊杆。

本发明的一种超深孔细长零件的冷加工工艺用冷挤压拉长模具，包括上冲模总成和与上冲模总成相匹配的强缩模总成，其中：

所述的上冲模总成包括上冲套、推管和护孔针，所述的上冲套内设有推管活动腔，所述的推管滑动装配在上冲套的推管活动腔内，所述的推管的中心设有护孔针安装通孔，所述的护孔针装配在推管的护孔针安装通孔内，所述的推管的尾部设有能够推动推管在护孔针上滑移的推管顶针；

所述的强缩模总成包括强缩模和脱模顶针，所述的强缩模的前端设有用于容纳中空短管坯料的容腔，强缩模内设有与上述的容腔相连通的强缩模腔，所述的脱模顶针设于强缩模的强缩模腔后端；

工作时，所述的护孔针随上冲套穿入中空短管坯料的中心通孔，且护孔针的端部略伸出中空短管坯料的端面，在护孔针的作用下，推管将中空短管坯料由强缩模的前端容腔挤压进入强缩模腔内；成型后，零件由脱模顶针从强缩模腔内顶出，推管由推管顶针向前推出而使零件从护孔针上脱出。

更进一步地，所述的推管顶针在推管的尾部设有三根，所述的护孔针的尾部夹持安装于顶针座和顶针垫上，所述的顶针垫的后部设有起抵顶作用的后垫，所述的顶针座和顶针垫上设有供三根推管顶针穿过的通孔，所述的推管能够在三根推管顶针的作用下在推管活动腔内向前推出。

更进一步地，所述的强缩模采用多段拼装结构，包括依次拼接的前模、中接模和后模，所述的前模、中接模和后模均采用镶嵌式结构。

有益效果

采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：

（1）本发明的一种超深孔细长零件的冷加工工艺，其先根据零件需要对棒料进行表面磷化处理，形成中空短管坯料，然后利用护孔针伸入中空短管坯料的中心通孔内，在护孔针保护作用下，将中空短管坯料冷挤压拉长至零件所需长度，成型出细长零件的超深孔，解决了现有超深孔细长零件成型难度大、质量差、加工效率低等问题，大幅提高了超深孔细长零件的加工效率和加工质量，并且对于零件的加工适应性强，能够用于各种超深孔细长零件的冷加工成型，理论上不受零件长径比限制，尤其适用于大长径比的超深孔零件加工；

（2）本发明的一种超深孔细长零件的冷加工工艺，其护孔针采用耐高温硬质材料制作，且在护孔针表面镀钛，以提高护孔针耐高温性和表面硬度，护孔针还具有一定脱模锥度；采用该护孔针，配合冷挤压强缩，使中空短管坯料强缩拉长为薄壁细长管件，保证了零件超深孔的尺寸精度和同心度，无需后续机加工，且制造的零件晶相组织紧密，各项机械性能优异，表面外观好；

（3）本发明的一种超深孔细长零件的冷加工工艺，其将中空短管坯料冷挤压拉长所用的强缩模具采用冷却油循环冷却，在强缩拉长过程中，对强缩模具进行冷却，有效降低了强缩模具的磨损，提高了模具的使用寿命；

（4）本发明的一种超深孔细长零件的冷加工工艺，其中空短管坯料由冷挤压冲孔工艺加工而成，采用冷挤压工艺制作的中空短管坯料来强缩拉长形成超深孔细长零件，原材料损耗小，制造效率高，零件各项性能优异，制造成本低；

（5）本发明的一种超深孔细长零件的冷加工工艺，其在冷挤压制作中空短管坯料时，在精整棒料下端冷挤压成型出倒角，防止后续拉长后零件端面毛边，并防止端面无磷化层保护而拉毛模具，提高了模具的使用寿命；

（6）本发明的一种超深孔细长零件的冷加工工艺，其在成型出细长零件的超深孔后，对于超深孔细长零件的端头形状同样在冷挤压变形区采用护孔针保护冷挤压成型，满足了不同零件形状特点的成型需要，能够广泛适用于大长径比的超深孔细长零件的加工成型；

（7）本发明的一种超深孔细长零件的冷加工工艺，其冷挤压所采用的设备可以为冷镦机或油压机或冲床等机械，能够在多种冷挤压加工设备上成型，加工工艺适用性强；

（8）本发明的一种超深孔细长零件的冷加工工艺用冷挤压拉长模具，其上冲模总成包括上冲套、推管和护孔针，强缩模总成包括强缩模和脱模顶针，工作时，护孔针随上冲套穿入中空短管坯料的中心通孔，且护孔针的端部略伸出中空短管坯料的端面，在护孔针的作用下，推管将中空短管坯料由强缩模的前端容腔挤压进入强缩模腔内；成型后，零件由脱模顶针从强缩模腔内顶出，推管由推管顶针向前推出而使零件从护孔针上脱出；采用上述的冷挤压拉长模具，结构简单，模具使用寿命长，易损部件易于更换，零件脱模简单方便；

（9）本发明的一种超深孔细长零件的冷加工工艺用冷挤压拉长模具，其推管顶针在推管的尾部设有三根，所述的护孔针的尾部夹持安装于顶针座和顶针垫上，所述的顶针垫的后部设有起抵顶作用的后垫，所述的顶针座和顶针垫上设有供三根推管顶针穿过的通孔，所述的推管能够在三根推管顶针的作用下在推管活动腔内向前推出，护孔针与推管的配合结构设计简单巧妙，脱模容易，冷挤压成型动作稳定性好。

附图说明

图1为本发明实施例1所加工的表演自行车把立用空心吊杆的零件结构示意图；

图2为本发明实施例1的一种超深孔细长零件的冷加工工艺流程示意图；

图3为本发明实施例1的一种超深孔细长零件的冷加工工艺用冷挤压拉长模具的结构示意图；

图4为本发明实施例2所加工的电动自行车避震器用空心活塞杆的零件结构示意图；

图5为本发明实施例2的一种超深孔细长零件的冷加工工艺流程示意图。

示意图中的标号说明：

101、棒料；102、倒角；103、上定位槽；104、下定位槽；105、上冲孔；106、下冲孔；107、连皮；108、中心通孔；109、超深孔；110、圆头；111、外六角头；112、缩颈孔；113、内六角端头；

1-1、上冲套；1-2、推管活动腔；1-3、推管；1-4、护孔针；1-5、推管顶针；1-6、顶针座；1-7、顶针垫；1-8、后垫；1-9、前模；1-10、中接模；1-11、后模；1-12、脱模顶针。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图对本发明作详细描述。

结合图2和图5所示，本发明的一种超深孔细长零件的冷加工工艺，先根据零件需要对棒料101进行表面磷化处理，形成中空短管坯料；然后利用护孔针伸入中空短管坯料的中心通孔108内，在护孔针保护作用下，将中空短管坯料冷挤压拉长至零件所需长度，成型出细长零件的超深孔109。中空短管坯料的成型可采用多种工艺方式，优选采用冷挤压冲孔工艺加工而成，具体包括以下步骤：

步骤1：对棒料101进行精整，该棒料101采用球化精制盘圆或棒材事先进行表面磷化处理；

步骤2：在精整棒料101下端冷挤压成型出倒角102，并在精整棒料101的上下端面上分别挤压成型出上定位槽103和下定位槽104；倒角102的作用是防止后续拉长后零件端面毛边，并防止端面无磷化层保护而拉毛模具；上下定位槽的作用是为后续冲孔进行冲针定位，防止冲孔偏移，提高中空短管坯料的中心通孔加工精度；

步骤3：从上下两端用冲针冲孔，冷挤压成型出上冲孔105和下冲孔106，并在上冲孔105和下冲孔106之间留有连皮107；在该步骤中，同时对棒料101进行适当拉长；

步骤4：将步骤3中的连皮107穿通，形成具有中心通孔108的中空短管坯料。

采用冷挤压工艺制作的中空短管坯料来强缩拉长形成超深孔细长零件，原材料损耗小，制造效率高，零件各项性能优异，制造成本低。并且，由中空短管坯料强缩拉长形成数倍长度的细长零件，采用上述护孔针保护的方式，在强缩拉长过程中，护孔针确保了零件通孔尺寸精度，结合强缩挤压作用，使中空短管坯料强缩拉长为薄壁细长管件，该工艺理论上不受零件长径比限制，尤其适用于大长径比的超深孔零件加工，解决了现有超深孔细长零件成型难度大、质量差、加工效率低等问题，大幅提高了超深孔细长零件的加工效率和加工质量，并且对于零件的加工适应性强，能够用于各种超深孔细长零件的冷加工成型。

本发明中的护孔针优选采用耐高温硬质材料制作，如硬质模具钢等，且在护孔针表面镀钛，以提高护孔针耐高温性和表面硬度，提高了护孔针的表面耐磨性，保证了护孔针的使用寿命。护孔针还具有一定脱模锥度，便于零件脱模。为了提高模具的使用寿命，将中空短管坯料冷挤压拉长所用的强缩模具采用冷却油循环冷却，在强缩拉长过程中，对强缩模具进行冷却，有效降低了强缩模具的磨损，提高了模具的使用寿命。采用上述中空短管坯料强缩拉长形成超深孔细长零件，保证了零件超深孔的尺寸精度和同心度，无需后续机加工，且制造的零件晶相组织紧密，各项机械性能优异，表面外观好。

另外，本发明中，在成型出细长零件的超深孔109后，对于超深孔细长零件的端头形状同样在冷挤压变形区采用护孔针保护冷挤压成型，满足了不同零件形状特点的成型需要，能够适用于大长径比的超深孔细长零件的加工成型。上述冷挤压所采用的设备可为冷镦机或油压机或冲床等机械，能够在多种冷挤压加工设备上成型，加工工艺适用性强。在本发明中优选采用多工位冷镦机，加工效率高，成本低。

本发明还涉及一种超深孔细长零件的冷加工工艺用冷挤压拉长模具，包括上冲模总成和与上冲模总成相匹配的强缩模总成，其中：

上冲模总成包括上冲套1-1、推管1-3和护孔针1-4，上冲套1-1内设有推管活动腔1-2，推管1-3滑动装配在上冲套1-1的推管活动腔1-2内，推管1-3的中心设有护孔针安装通孔，护孔针1-4装配在推管1-3的护孔针安装通孔内，推管1-3的尾部设有能够推动推管1-3在护孔针1-4上滑移的推管顶针1-5；

强缩模总成包括强缩模和脱模顶针1-12，强缩模的前端设有用于容纳中空短管坯料的容腔，强缩模内设有与上述的容腔相连通的强缩模腔，脱模顶针1-12设于强缩模的强缩模腔后端；

工作时，护孔针1-4随上冲套1-1穿入中空短管坯料的中心通孔108，且护孔针1-4的端部略伸出中空短管坯料的端面，在护孔针1-4的作用下，推管1-3将中空短管坯料由强缩模的前端容腔挤压进入强缩模腔内；成型后，零件由脱模顶针1-12从强缩模腔内顶出，推管1-3由推管顶针1-5向前推出而使零件从护孔针1-4上脱出。采用上述的冷挤压拉长模具，结构简单，模具使用寿命长，易损部件易于更换，零件脱模简单方便。

本发明的一种超深孔细长零件的冷加工工艺及冷挤压拉长模具，其超深孔细长零件可为空心活塞杆或空心吊杆等大长径比中空零件。下面以空心吊杆和空心活塞杆为实施例对本发明作进一步的描述。

实施例1

如图1所示，为一种表演自行车把立用的空心吊杆，其总长度为170mm，中心通孔直径为6mm，杆部外径约为9.28mm，且在端部还具有外六角头。该空心吊杆的长径比达到28倍，属于“超深孔”，传统冷挤压工艺难以制作该零件。

如图2所示，本实施例的一种超深孔细长零件的冷加工工艺，采用多工位冷镦机冷挤压成型，其先在棒料101上成型出中心通孔108，形成中空短管坯料；然后利用护孔针伸入中空短管坯料的中心通孔108内，在护孔针保护作用下，将中空短管坯料冷挤压拉长至零件所需长度，成型出细长零件的超深孔109。具体步骤如下：

步骤a：将精线盘元切断形成所需长度的棒料101，该棒料101采用球化精制盘圆或棒材事先进行表面磷化处理，对棒料101进行精整，精整后的棒料101长度为40.3mm，直径约为15.53mm；

步骤b：在精整棒料101下端冷挤压成型出倒角102，倒角102为90°锥形倒角，并在精整棒料101的上下端面上分别挤压成型出上定位槽103和下定位槽104；

步骤c：从上下两端同时用冲针冲孔，冷挤压成型出上冲孔105和下冲孔106，并在上冲孔105和下冲孔106之间留有连皮107；在该步骤中，同时对棒料101进行适当拉长，拉长后长度为47mm，连皮107的厚度约为2mm；

步骤d：将步骤c中的连皮107穿通，形成具有中心通孔108的中空短管坯料，此时中空短管坯料的中心通孔108直径为6.25mm，长度为48mm；

步骤e：利用护孔针伸入中空短管坯料的中心通孔108内，护孔针端部略伸出中心通孔108的一端端面，在护孔针保护作用下，将中空短管坯料冷挤压强缩拉长至零件所需长度，成型出细长零件的超深孔109，且在零件端头部分留有部分端头材料；此时超深孔109的直径为6.05mm，零件端头部分长度为11.4mm，外径为15.8mm，杆部长度为160mm；

步骤f：成型零件端头形状，在零件端头部分的超深孔109内用护孔针保护，冷挤压成型出圆头110，圆头直径为16.1mm，超深孔109的直径为6mm，零件总长度为170mm；

步骤g：在零件圆头110部分采用切边工艺成型出外六角头111，达到空心吊杆的形状尺寸要求。

如图3所示，为本实施例的一种超深孔细长零件的冷加工工艺用冷挤压拉长模具，其包括上冲模总成和与上冲模总成相匹配的强缩模总成，其中：

上冲模总成包括上冲套1-1、推管1-3和护孔针1-4，上冲套1-1内设有推管活动腔1-2，推管1-3滑动装配在上冲套1-1的推管活动腔1-2内，推管1-3的中心设有护孔针安装通孔，护孔针1-4装配在推管1-3的护孔针安装通孔内，推管1-3的尾部设有能够推动推管1-3在护孔针1-4上滑移的推管顶针1-5；推管1-3能够随上冲套1-1向前移动，对中空短管坯料进行强缩挤压拉长；护孔针1-4与推管1-3在强缩挤压拉长过程中，护孔针1-4伸出推管1-3，且伸出长度略大于中空短管坯料的长度，推管1-3能够由推管顶针1-5推动在推管活动腔1-2内向前移动，以便于成型后护孔针1-4的脱模。具体地，推管1-3的尾部具有与推管活动腔1-2相配合的凸台，推管1-3的尾部固连有推管顶针1-5，推管顶针1-5在推管1-3的尾部优选设有三根，用于推动推管1-3移动；护孔针1-4的尾部也设有凸台，护孔针1-4的尾部夹持安装于顶针座1-6和顶针垫1-7上，利用顶针座1-6和顶针垫1-7将护孔针1-4固定住，顶针垫1-7的后部设有起抵顶作用的后垫1-8，顶针座1-6和顶针垫1-7上设有供三根推管顶针1-5穿过的通孔，推管1-3能够在三根推管顶针1-5的作用下在推管活动腔1-2内向前推出，从而将零件从护孔针1-4上脱出，结构设计简单巧妙，冷挤压成型动作稳定性好。

强缩模总成包括强缩模和脱模顶针1-12，强缩模的前端设有用于容纳中空短管坯料的容腔，强缩模内设有与上述的容腔相连通的强缩模腔，脱模顶针1-12设于强缩模的强缩模腔后端，脱模顶针1-12用于零件成型后将零件从强缩模腔内推出。在本实施例中，强缩模采用多段拼装结构，包括依次拼接的前模1-9、中接模1-10和后模1-11，前模1-9、中接模1-10和后模1-11均采用镶嵌式结构，便于强缩模的加工制作。为了提高强缩模的使用寿命和零件成型质量，中空短管坯料冷挤压拉长所用的强缩模具采用冷却油循环冷却，在强缩拉长过程中，对强缩模具进行冷却，有效降低了强缩模具的磨损，提高了模具的使用寿命，并且保证了零件的成型质量，零件成型后外观质量好。

工作时，护孔针1-4随上冲套1-1穿入中空短管坯料的中心通孔108，且护孔针1-4的端部略伸出中空短管坯料的端面，在护孔针1-4的作用下，推管1-3将中空短管坯料由强缩模的前端容腔挤压进入强缩模腔内；成型后，零件由脱模顶针1-12从强缩模腔内顶出，推管1-3由推管顶针1-5向前推出而使零件从护孔针1-4上脱出。

在成型出细长零件的超深孔109后，对于超深孔细长零件的端头形状同样在冷挤压变形区采用护孔针保护冷挤压成型。零件端头形状的冷挤压成型模具与上述冷挤压拉长模具的结构原理类似，进行在上下冲模上设置相应的成型模腔即可，在上冲模上设置端头成型用护孔针即可，其具体结构在此就不再赘述。

在本实施例中，上述的护孔针优选采用耐高温硬质材料制作，且在护孔针表面镀钛，以提高护孔针耐高温性和表面硬度；护孔针还具有一定脱模锥度。采用上述护孔针，配合冷挤压强缩，无需后续机加工，且制造的零件晶相组织紧密，各项机械性能优异，表面外观好，具有更好的抗拉、抗冲击等机械性能。

实施例2

如图4所示，为一种电动自行车避震器用空心活塞杆坯，其总长度为122mm，上部长孔直径为9mm，下部缩颈孔112直径为6.9mm，长度为15mm，空心活塞杆的杆部外径为12mm，且在端部还具有内六角端头113。该空心活塞杆的长径比超过10倍以上，属于“超深孔”，传统冷挤压工艺制作难度大、效率低。

如图5所示，本实施例的一种超深孔细长零件的冷加工工艺，采用多工位冷镦机冷挤压成型，其先根据零件需要对棒料101进行表面磷化处理，在棒料101上成型出中心通孔108，形成中空短管坯料；然后利用护孔针伸入中空短管坯料的中心通孔108内，在护孔针保护作用下，将中空短管坯料冷挤压拉长至零件所需长度，成型出细长零件的超深孔109。具体步骤如下：

步骤a：将精线盘元切断形成所需长度的棒料101，该棒料101采用球化精制盘圆或棒材事先进行表面磷化处理，对棒料101进行精整，精整后的棒料101长度为36mm，直径为17.4mm；

步骤b：在精整棒料101下端冷挤压成型出倒角102，倒角102为90°锥形倒角；

步骤c：在精整棒料101的上下端面上分别挤压成型出上定位槽103和下定位槽104，下定位槽104的最大外径为9mm；

步骤d：从上下两端同时用冲针冲孔，冷挤压成型出上冲孔105和下冲孔106，并在上冲孔105和下冲孔106之间留有连皮107；在该步骤中，同时对棒料101进行适当拉长，拉长后长度为48.2mm，连皮107的厚度约为2mm；

步骤e：将步骤d中的连皮107穿通，形成具有中心通孔108的中空短管坯料，此时中空短管坯料的中心通孔108直径为9.25mm，长度为48.2mm；

步骤f：利用护孔针伸入中空短管坯料的中心通孔108内，护孔针端部略伸出中心通孔108的一端端面，在护孔针保护作用下，将中空短管坯料冷挤压强缩拉长至零件所需长度，成型出细长零件的超深孔109和端部的缩颈孔112，且在零件端头部分留有部分端头材料，与上述实施例1不同地是，由于该零件的中心孔包含超深孔109和端部的缩颈孔112，因此采用的护孔针的端部也具有相应的台阶结构，使上述超深孔109和缩颈孔112一次成型；此时超深孔109的直径为9mm，缩颈孔112的直径为6.9mm，零件端头部分长度为14.55mm，外径为17.7mm，杆部总长度为112mm；

步骤g：成型零件端头形状，在零件端头部分冷挤压成型出内六角端头113，内六角端头113外径为21mm，高度为10mm，达到空心活塞杆的形状尺寸要求。

本实施例中的成型原理和冷挤压拉长模具的结构与实施例1类似，在此就不再赘述。

上述实施例1和实施例2均采用多工位冷镦机成型，当然也可以采用油压机或冲床等机械完成本发明的超深孔细长零件的冷加工工艺，实现超深孔细长零件的加工成型。

本发明的一种超深孔细长零件的冷加工工艺及冷挤压拉长模具，先根据零件需要对棒料进行表面磷化处理，形成中空短管坯料，然后利用护孔针伸入中空短管坯料的中心通孔内，在护孔针保护作用下，将中空短管坯料冷挤压拉长至零件所需长度，成型出细长零件的超深孔，解决了现有超深孔细长零件成型难度大、质量差、加工效率低等问题，大幅提高了超深孔细长零件的加工效率和加工质量，并且对于零件的加工适应性强，能够广泛用于各种超深孔细长零件的冷加工成型，理论上不受零件长径比限制，尤其适用于大长径比的超深孔零件加工。

以上示意性地对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，凡类似于本发明的制造工艺思路和模具结构，均应属于本发明的保护范围，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性地设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种超深孔细长零件的冷加工工艺，其特征在于：先根据零件需要对棒料（101）进行表面磷化处理，形成中空短管坯料；然后利用护孔针伸入中空短管坯料的中心通孔（108）内，且护孔针的端部略伸出中空短管坯料的端面，所述的护孔针采用耐高温硬质材料制作，且在护孔针表面镀钛，以提高护孔针耐高温性和表面硬度，在护孔针保护作用下，将中空短管坯料冷挤压拉长至零件所需长度，成型出细长零件的超深孔（109）；所述的超深孔细长零件为空心活塞杆或空心吊杆，在成型出细长零件的超深孔（109）后，对于超深孔细长零件的端头形状同样在冷挤压变形区采用护孔针保护冷挤压成型；所述的冷挤压所采用的设备为冷镦机；

所述的中空短管坯料由冷挤压冲孔工艺加工而成，包括以下步骤：

步骤1：对棒料（101）进行精整，该棒料（101）采用球化精制盘圆或棒材，进行表面磷化处理得到；

步骤2：在精整棒料（101）下端冷挤压成型出倒角（102），并在精整棒料（101）的上下端面上分别挤压成型出上定位槽（103）和下定位槽（104）；

步骤3：从上下两端用冲针冲孔，冷挤压成型出上冲孔（105）和下冲孔（106），并在上冲孔（105）和下冲孔（106）之间留有连皮（107）；在该步骤中，同时对棒料（101）进行适当拉长；

步骤4：将步骤3中的连皮（107）穿通，形成具有中心通孔（108）的中空短管坯料；

将所述的中空短管坯料冷挤压拉长为超深孔细长零件的模具，包括上冲模总成和与上冲模总成相匹配的强缩模总成，其中，

所述的上冲模总成包括上冲套（1-1）、推管（1-3）和护孔针（1-4），所述的上冲套（1-1）内设有推管活动腔（1-2），所述的推管（1-3）滑动装配在上冲套（1-1）的推管活动腔（1-2）内，所述的推管（1-3）的中心设有护孔针安装通孔，所述的护孔针（1-4）装配在推管（1-3）的护孔针安装通孔内，所述的推管（1-3）的尾部设有能够推动推管（1-3）在护孔针（1-4）上滑移的推管顶针（1-5）；

所述的强缩模总成包括强缩模和脱模顶针（1-12），所述的强缩模的前端设有用于容纳中空短管坯料的容腔，强缩模内设有与上述的容腔相连通的强缩模腔，所述的脱模顶针（1-12）设于强缩模的强缩模腔后端；

工作时，所述的护孔针（1-4）随上冲套（1-1）穿入中空短管坯料的中心通孔（108），且护孔针（1-4）的端部略伸出中空短管坯料的端面，在护孔针（1-4）的作用下，推管（1-3）将中空短管坯料由强缩模的前端容腔挤压进入强缩模腔内；成型后，零件由脱模顶针（1-12）从强缩模腔内顶出，推管（1-3）由推管顶针（1-5）向前推出而使零件从护孔针（1-4）上脱出。

2.根据权利要求1所述的一种超深孔细长零件的冷加工工艺，其特征在于：所述的护孔针还具有一定脱模锥度。

3.根据权利要求1所述的一种超深孔细长零件的冷加工工艺，其特征在于：将中空短管坯料冷挤压拉长所用的强缩模具采用冷却油循环冷却。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种超深孔细长零件的冷加工工艺，其特征在于：在上述步骤3中，从上下两端同时用冲针冲孔，冷挤压成型出上冲孔（105）和下冲孔（106）。

5.根据权利要求1所述的一种超深孔细长零件的冷加工工艺，其特征在于：所述的推管顶针（1-5）在推管（1-3）的尾部设有三根，所述的护孔针（1-4）的尾部夹持安装于顶针座（1-6）和顶针垫（1-7）上，所述的顶针垫（1-7）的后部设有起抵顶作用的后垫（1-8），所述的顶针座（1-6）和顶针垫（1-7）上设有供三根推管顶针（1-5）穿过的通孔，所述的推管（1-3）能够在三根推管顶针（1-5）的作用下在推管活动腔（1-2）内向前推出。

6.根据权利要求5所述的一种超深孔细长零件的冷加工工艺，其特征在于：所述的强缩模采用多段拼装结构，包括依次拼接的前模（1-9）、中接模（1-10）和后模（1-11），所述的前模（1-9）、中接模（1-10）和后模（1-11）均采用镶嵌式结构。

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