CN110576132A - 一种环形薄壁部位的成型方法、成型模具及成型冲具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环形薄壁部位的成型方法，应用于柱状形胚料，成型方法包括以下步骤：头部镦粗步骤：将初始胚料段的一端镦粗而形成头部，以使初始胚料段形成阶梯轴形胚料段，在对初始胚料段镦粗的过程中，同时对初始胚料段的一端的端面进行镦孔，以使端面形成初始定位孔；挤孔步骤：对初始定位孔进行挤孔拉伸，使阶梯轴形胚料段的轴向尺寸变大，并且，使初始定位孔变长，形成长定位孔，并且，使头部的轴向尺寸变大，其中，在头部预留后续形成薄壁部位所需的待形变体积；薄壁部位挤出步骤：对头部的周面部位进行挤压，使头部形成薄壁部位。由于此成型方法的成型阻力小，相应地，用于冷镦的模具所受到的冲击力也相对较小。

Description

一种环形薄壁部位的成型方法、成型模具及成型冲具

技术领域

本发明涉及一种环形薄壁部位的成型方法、成型模具及成型冲具。

背景技术

对比图9和图15，某些阶梯轴形胚料段的头部外围需制作环形薄壁部位13，在现有技术中，需要对该阶梯轴形胚料段的头部进行“反向挤压”，以使该头部的外围形成环形薄壁部位。该过程具体为，对该头部的靠近轴段的底侧中部位置进行冷镦(参考图15中箭头F)，以将该头部的材料沿图15中的虚线箭头方向挤，以形成环形薄壁部位13。由于在“反向挤压”的过程中，冷镦冲击力的方向(箭头F)与该头部材料的形变方向(虚线箭头)相反，导致该头部中的较多材料需要参与形变，使得该形变的过程中的成型阻力较大，导致单个零件的生产能耗较高，相应地，用于该成型过程的成型模具及成型冲具也因成型阻力较大而承受较大的载荷，导致其工作寿命较低。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种环形薄壁部位的成型方法，其能够降低零件在冷镦过程中的成型阻力，使得单个零件的生产能耗得以降低。本发明的目的之二在于提供一种成型模具，其在冷镦零件过程中的受力得以降低。本发明的目的之三在于提供一种成型冲具，其在冷镦零件过程中受到的成型阻力得以减低。

一种环形薄壁部位的成型方法，应用于柱状形胚料，所述成型方法包括以下步骤：

断料步骤：截取一定长度的初始胚料段；

头部镦粗步骤：将所述初始胚料段的一端镦粗而形成头部，以使所述初始胚料段形成阶梯轴形胚料段，在对所述初始胚料段镦粗的过程中，同时对所述初始胚料段的一端的端面进行镦孔，以使所述端面形成初始定位孔；

挤孔步骤：对所述初始定位孔进行挤孔拉伸，使所述阶梯轴形胚料段的轴向尺寸变大，并且，使所述初始定位孔变长，形成长定位孔，并且，使所述头部的轴向尺寸变大，其中，在所述头部预留后续形成薄壁部位所需的待形变体积；

薄壁部位挤出步骤：对所述头部的周面部位进行挤压，使所述头部形成薄壁部位。

具体地，在所述断料步骤与所述头部镦粗步骤之间，存在整形步骤，所述整形步骤：将所述初始胚料段的上、下端进行整形，以抚平所述初始胚料段的上、下端的断面剪痕。

具体地，在所述挤孔步骤中，采用反向挤压的方式对所述初始定位孔进行冷镦，以使所述初始定位孔变长。

具体地，在所述挤孔步骤与所述薄壁部位挤出步骤之间，存在头部整形步骤，所述头部整形步骤：对所述头部进行冷镦，以改善所述头部的料材对称度。

具体地，完成所述头部整形步骤后，所述头部的下端面与水平面平行。

一种环形薄壁部位的成型模具，应用于环形薄壁部位的成型方法其中的薄壁部位挤出步骤，所述成型模具设有垫套，所述垫套的上端开口用于放置完成所述头部整形步骤后的所述阶梯轴形胚料段，具体为，所述阶梯轴形胚料段的下轴段穿设于所述垫套的上端开口，所述垫套的上端端面抵着所述头部的下端面。

具体地，所述成型模具可滑动地设有推料杆，所述推料杆的上部可滑动地穿设于所述垫套，所述推料杆用于将完成成型的物料推出所述垫套。

一种环形薄壁部位的成型冲具，应用于环形薄壁部位的成型方法，所述成型冲具包括模腔和冲棒，所述冲棒穿过所述模腔的顶壁，所述冲棒的尺寸与所述长定位孔相应，所述模腔的内壁社设有一级阶梯，从而形成大环形立壁和小环形立壁，所述大环形立壁和小环形立壁通过锥面过渡连接，所述锥面用于对所述头部的周面部位进行挤压，使所述头部形成薄壁部位。

具体地，所述锥面在过轴线平面的轮廓投影线所成的夹角为a,42°≤a≤48°。

具体地，所述锥面在过轴线平面的轮廓投影线所成的夹角为a,a＝45°。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

一、由于在挤孔步骤中，已在头部预留后续形成薄壁部位所需的待形变体积，因而，在薄壁部位挤出步骤中，在冲具对头部的周面部位进行冷镦的过程中，由于冲具只对被预留在头部周面的材料进行正向挤压(即冲具的冲击方向与材料的流动方向相同)，只有该被预留在头部周面的材料受到冲击而形变，其余部位的物料均未受到冲击，因而不会产生形变，从而大大降低冲具在冷镦过程中所受到的成型阻力，使得单个零件的生产能耗得以降低。由于此成型方法的成型阻力小，相应地，用于冷镦的模具所受到的冲击力也相对较小，因而用于冷镦的模具的使用寿命得以延长。

二、由于垫套的上端面抵着头部的下端面，垫套只起到支撑的作用，而不对头部的下端面产生冲击力，因而，成型模具的受力大大减低，因而其工作寿命得以提高。

三、成型冲具通过锥面对头部的周面部位进行挤压，使得在冷镦的过程中，头部周面部位的物料流动方向与冲棒的运动方向相同，因而只有处于头部周面部位的材料流动，而其余部位的材料无需流动，因而无需参与形变，从而大大降低成型冲具受到的成型阻力。

附图说明

图1为柱状形胚料的视图；

图2为整形步骤工位的局部结构视图；

图3为完成整形步骤后的物料视图；

图4为头部镦粗步骤工位的局部结构视图；

图5为完成头部镦粗步骤后的物料视图；

图6为挤孔步骤工位的局部结构视图；

图7为完成挤孔步骤后的物料视图；

图8为头部整形步骤工位的局部结构视图；

图9为完成头部整形步骤后的物料视图；

图10为薄壁部位挤出步骤工位的局部结构视图；

图11为完成薄壁部位挤出步骤后的物料视图；

图12为紧密整形步骤工位的局部结构视图；

图13为完成紧密整形步骤后的物料视图；

图14为图10的上侧局部视图；

图15为现有技术中的阶梯轴形胚料段的受力形变示意图。

图中：1、头部；11、初始定位孔；12、长定位孔；13、薄壁部位；2、垫套；3、模腔；31、大环形立壁；32、小环形立壁；33、锥面；4、冲棒；5、推料杆。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

一种环形薄壁部位的成型方法，应用于柱状形胚料，其特征在于，成型方法包括以下步骤：

断料步骤：参考图1，截取一定长度的初始胚料段。

整形步骤：参考图1至图3，将初始胚料段的上、下端进行整形，以抚平初始胚料段的上、下端的断面剪痕。

头部镦粗步骤：参考图3至图5，将初始胚料段的上端镦粗而形成头部1，以使初始胚料段形成阶梯轴形胚料段。在对初始胚料段镦粗的过程中，同时对初始胚料段的上端的端面进行镦孔，以使初始胚料段的上端面形成初始定位孔11。

挤孔步骤：参考图5至图7，对初始定位孔11进行挤孔拉伸，使阶梯轴形胚料段的轴向尺寸变大，并且，使初始定位孔11变长，形成长定位孔12。并且，使头部1的轴向尺寸变大，其中，在头部1预留后续形成薄壁部位13所需的待形变体积。具体地，在挤孔步骤中，采用反向挤压的方式对初始定位孔11进行冷镦，以使初始定位孔11变长，反向挤压的方式即冲棒4的移动方向与被冲压件的物料流动方向相反的一种冷镦方式。

头部整形步骤：参考图7至图9，对头部1进行冷镦，以改善头部1的料材对称度，具体地，完成头部1整形步骤后，头部1被整形至其下端面与水平面平行。

薄壁部位挤出步骤：参考图9至图11，对头部1的周面部位进行正向挤压，使头部1形成薄壁部位13。

紧密整形步骤：参考图11至图13，对薄壁部位13进行整形，以使薄壁部位13的高度方向尺寸符合图纸要求。

由于在挤孔步骤中，已在头部1预留后续形成薄壁部位13所需的待形变体积，因而，在薄壁部位挤出步骤中，在冲具对头部1的周面部位进行冷镦的过程中，由于冲具只对被预留在头部1周面的材料进行正向挤压(即冲具的冲击方向与材料的流动方向相同)，只有该被预留在头部1周面的材料受到冲击而形变，其余部位的物料均未受到冲击，因而不会产生形变，从而大大降低冲具在冷镦过程中所受到的成型阻力，使得单个零件的生产能耗得以降低。由于此成型方法的成型阻力小，相应地，用于冷镦的模具所受到的冲击力也相对较小，因而用于冷镦的模具的使用寿命得以延长。

在上述薄壁部位挤出步骤中，可使用本发明所提供的成型模具，见图10，成型模具设有垫套2，垫套2的上端开口用于放置完成头部1整形步骤后的阶梯轴形胚料段。具体为，阶梯轴形胚料段的下轴段穿设于垫套2的上端开口，垫套2的上端端面抵着头部1的下端面。由于在上述头部整形步骤中，头部1被整形至其下端面与水平面平行，垫套2的上端面能够更稳定地抵着头部1的下端面。由于垫套2的上端面抵着头部1的下端面，垫套2只起到支撑的作用，而不对头部1的下端面产生冲击力，因而，成型模具的受力大大减低，因而其工作寿命得以提高。

具体地，成型模具可滑动地设有推料杆5，推料杆5的上部可滑动地穿设于垫套2，推料杆5用于将完成成型的物料推出垫套2。

在上述薄壁部位挤出步骤中，可使用本发明所提供的成型冲具，见图10和图14，成型冲具包括模腔3和冲棒4，冲棒4穿过模腔3的顶壁，冲棒4的尺寸与长定位孔12相应，使得在模腔3对零件冷镦的过程中，冲棒4能插入长定位孔12内，以对零件定位。模腔3的内壁社设有一级阶梯，从而形成大环形立壁31和小环形立壁32，大环形立壁31和小环形立壁32通过锥面33过渡连接。锥面33用于对头部1的周面部位进行挤压，使头部1形成薄壁部位13。通过锥面33对头部1的周面部位进行挤压，使得在冷镦的过程中，头部1周面部位的物料流动方向与冲棒4的运动方向相同，因而只有处于头部1周面部位的材料流动，而其余部位的材料无需流动，因而无需参与形变，从而大大降低成型阻力。

具体地，见图14，锥面33在过轴线平面的轮廓投影线所成的夹角为a,42°≤a≤48。优选地，锥面33在过轴线平面的轮廓投影线所成的夹角为a,a＝45°，该夹角设置为45°，有利于锥面33发挥最佳的挤料性能，从而使成型冲具达到最佳的工作状态。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种环形薄壁部位的成型方法，应用于柱状形胚料，其特征在于，所述成型方法包括以下步骤：

断料步骤：截取一定长度的初始胚料段；

头部镦粗步骤：将所述初始胚料段的一端镦粗而形成头部，以使所述初始胚料段形成阶梯轴形胚料段，在对所述初始胚料段镦粗的过程中，同时对所述初始胚料段的一端的端面进行镦孔，以使所述端面形成初始定位孔；

挤孔步骤：对所述初始定位孔进行挤孔拉伸，使所述阶梯轴形胚料段的轴向尺寸变大，并且，使所述初始定位孔变长，形成长定位孔，并且，使所述头部的轴向尺寸变大，其中，在所述头部预留后续形成薄壁部位所需的待形变体积；薄壁部位挤出步骤：对所述头部的周面部位进行挤压，使所述头部形成薄壁部位。

2.根据权利要求1所述的环形薄壁部位的成型方法，其特征在于，在所述断料步骤与所述头部镦粗步骤之间，存在整形步骤，所述整形步骤：将所述初始胚料段的上、下端进行整形，以抚平所述初始胚料段的上、下端的断面剪痕。

3.根据权利要求1所述的环形薄壁部位的成型方法，其特征在于，在所述挤孔步骤中，采用反向挤压的方式对所述初始定位孔进行冷镦，以使所述初始定位孔变长。

4.根据权利要求1所述的环形薄壁部位的成型方法，其特征在于，在所述挤孔步骤与所述薄壁部位挤出步骤之间，存在头部整形步骤，所述头部整形步骤：对所述头部进行冷镦，以改善所述头部的料材对称度。

5.根据权利要求4所述的环形薄壁部位的成型方法，其特征在于，完成所述头部整形步骤后，所述头部的下端面与水平面平行。

6.一种环形薄壁部位的成型模具，应用于权利要求1所述的环形薄壁部位的成型方法其中的薄壁部位挤出步骤，其特征在于：所述成型模具设有垫套，所述垫套的上端开口用于放置完成所述头部整形步骤后的所述阶梯轴形胚料段，具体为，所述阶梯轴形胚料段的下轴段穿设于所述垫套的上端开口，所述垫套的上端端面抵着所述头部的下端面。

7.根据权利要求6所述的环形薄壁部位的成型模具，其特征在于：所述成型模具可滑动地设有推料杆，所述推料杆的上部可滑动地穿设于所述垫套，所述推料杆用于将完成成型的物料推出所述垫套。

8.一种环形薄壁部位的成型冲具，应用于权利要求1所述的环形薄壁部位的成型方法，其特征在于：所述成型冲具包括模腔和冲棒，所述冲棒穿过所述模腔的顶壁，所述冲棒的尺寸与所述长定位孔相应，所述模腔的内壁社设有一级阶梯，从而形成大环形立壁和小环形立壁，所述大环形立壁和小环形立壁通过锥面过渡连接，所述锥面用于对所述头部的周面部位进行挤压，使所述头部形成薄壁部位。

9.根据权利要求8所述的环形薄壁部位的成型冲具，其特征在于：所述锥面在过轴线平面的轮廓投影线所成的夹角为a,42°≤a≤48°。

10.根据权利要求8所述的环形薄壁部位的成型冲具，其特征在于：所述锥面在过轴线平面的轮廓投影线所成的夹角为a,a＝45°。