CN112828225A - 中间粗两头细杆件镦压成型方法及镦压模具 - Google Patents

中间粗两头细杆件镦压成型方法及镦压模具 Download PDF

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Abstract

中间粗两头细杆件镦压成型方法及镦压模具。本发明公开了一种镦压模具，包括下底板、布置在下底板上的下垫板、布置在下垫板上的凹模及凸模；所述凹模包括同轴布置的上凹模、中凹模及下凹模，以及套置在上凹模上的上护圈、套置在中凹模上的中护圈和套置在下凹模上的下护圈，且下护圈与中护圈之间通过第二定位圈固定连接，中护圈与上护圈之间通过第一定位圈固定连接，螺钉依次穿过凹模的上护圈、中护圈、下护圈、下垫板和下底板将上凹模、中凹模和下凹模固定连接。采用本发明的镦压模具制备，一次成型、一次卸料，节约了原材料，提高了效率，节约了生产成本；另外，一模多用，降低模具成本的投入。

Description

中间粗两头细杆件镦压成型方法及镦压模具
技术领域
本发明属于杆件模压技术领域，具体涉及一种中间粗两头细杆件镦压成型方法及镦压模具。
背景技术
真空开关管的关键零件-铜导电杆零件的外型为中间粗两端细结构，传统的生产工艺是采用两次挤压成型，成型后的毛坯是一头大一头小，虽然省了一部分材料，但大端仍有一部分材料要车掉，造成了原材料的浪费。并且，若按传统的挤压方法设计的中间大两端小的凹模，则造成卸料困难。另外，传统的挤压模具使用寿命短、维修费用高，从而造成生产成本高。
发明内容
本发明的目的就是针对现有模压技术的缺陷，提供一种节省原材料、降低模具投入成本的中间粗两头细杆件镦压成型方法及镦压模具。
为实现上述目的，本发明所设计的镦压模具，包括下底板、布置在下底板上的下垫板、布置在下垫板上的凹模及凸模；所述凹模包括同轴布置的上凹模、中凹模及下凹模，以及套置在上凹模上的上护圈、套置在中凹模上的中护圈和套置在下凹模上的下护圈，且下护圈与中护圈之间通过第二定位圈固定连接，中护圈与上护圈之间通过第一定位圈固定连接，螺钉依次穿过凹模的上护圈、中护圈、下护圈、下垫板和下底板将上凹模、中凹模和下凹模固定连接。
进一步地，所述中凹模的内壁上设置有若干圈环形槽。
进一步地，所述凸模的型腔采用锥形腔，所述凸模上开有与锥形腔同轴布置的排气孔，所述排气孔连通锥形腔和外界。
进一步地，所述镦压模具采用合金钢Cr12MoV，镦压模具热处理具体过程为：淬火采用油淬，淬火保温时间为H×0.9，H为镦压模具的壁厚；淬火后，回火去应力，回火温度为190～210℃、保温12～20h且进行2～3次回火。
进一步地，所述锥形腔的锥度大于30分且小于1度30分。
进一步地，所述凹模的凹模腔内设置有顶块，顶杆依次插入下底板和下垫板直至接触顶块。
进一步地，所述凸模14上套置有凸模护圈16。
还提供一种中间粗两头细杆件镦压成型方法，包括如下步骤：
1)装模
将镦压模具装入液压机上，所述镦压模具为权利要求所述的镦压模具，螺杆依次穿过凹模的上护圈、中护圈、下护圈、下垫板和下底板，然后通过螺母将凹模固定在液压机的工作台上，凸模用固定套固定在液压机的滑块上，滑块缓缓下滑，校对凸模和凹模对中，对中后将凸模紧固在滑块上、凹模紧固在工作台上；
2)镦压
将毛坯铜棒件放入凹模的凹模腔内，下滑滑块合模压制成型；并在装毛坯棒件之前，涂抹润滑剂；
3)脱模
压制成型后滑块回程，凸模脱离凹模和成型工件，液压机的顶出缸推动顶杆、顶杆推动顶块直至成型工件从凹模内顶出。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：采用本发明的镦压模具制备，一次成型、一次卸料，节约了原材料，提高了效率，节约了生产成本；另外，一模多用，降低模具成本的投入。
附图说明
图1为本发明镦压模具结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施案例对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，镦压模具包括下底板1、布置在下底板1上的下垫板2、布置在下垫板2上的凹模、凸模14、套置在凸模14上的凸模护圈16及内置在凹模的凹模腔内的顶块5，以及依次插入下底板1和下垫板2直至用于顶起顶块5的顶杆3。其中，凹模包括同轴布置的上凹模13、中凹模9及下凹模6，以及套置在上凹模13上的上护圈12、套置在中凹模9上的中护圈8和套置在下凹模6上的下护圈4，且下护圈4与中护圈8之间通过第二定位圈7固定连接，中护圈8与上护圈12之间通过第一定位圈10固定连接，螺钉11依次穿过凹模的上护圈12、中护圈8、下护圈4、下垫板2和下底板1将上凹模12、中凹模9和下凹模6固定连接。
脱模时为了防止工件沾在凸模上，一方面，在中凹模9的内壁上设置有若干圈环形槽(图中未示出)，以增大成型工件与凹模内壁的摩擦力，另一方面，凸模的型腔采用锥形腔，同时凸模上开有与锥形腔同轴布置的排气孔15，排气孔15连通锥形腔和外界。
为了增加镦压模具的使用寿命，镦压模具采用合金钢Cr12MoV，取代传统的合金钢CrWMn，合金钢Cr12MoV材料韧性即不易开裂性优于合金钢CrWMn，同时，硬度和耐磨性也不低于合金钢CrWMn。
另外，镦压模具热处理具体过程为：淬火采用油淬，淬火保温时间为H×0.9，H为镦压模具的壁厚，例如镦压模具壁厚25mm，则淬火保温时间为25×0.9＝22.5分钟；淬火后，立即回火去应力，回火温度为190～210℃(优选200℃)、保温12～20h(优选16h)且进行2～3次回火。通过减少淬火保温时间，来减轻镦压模具表面的氧化，保证镦压模具有足够的硬度和耐磨性；通过延长回火的保温时间，来完全消除淬火应力，以防止镦压模具在使用中产生开裂，增加其寿命。
本实施例中，锥形腔的锥度大于30分且小于1度30分，凸模与凹模形成的内腔与所制备的工件外型面一致。
n＝0.1～0.15，铜与钢间的摩擦系数
f上：凸模摩擦力
f下：凹模摩擦力
F顶：顶出缸顶出力
F上：凸模正压力
F下：凹模正压力
f上＜f下时，成型工件才能脱离凸模。采用锥度结构的理论依据：成型工件与凸模脱离时的摩擦力，有静摩擦力和滑动摩擦力。凸模采用锥度结构时，由于凸模内腔是上小下大，成型工件也是上小下大，凸模向上运动时，成型工件表面与凸模内表面分离，正压力可视为0，则滑动摩擦力f上＝n×F＝n×0＝0。
当凸模锥形腔的锥度为0度时，f上＞f下，成型工件无法脱离凸模；
当凸模锥形腔的锥度为30分时，f上≥f下，成型工件脱离凸模不理想；
当凸模锥形腔的锥度为1度时，f上＜f下，成型工件完全脱离凸模；
当凸模锥形腔的锥度为1度30分时，f上＜f下，成型工件完全脱离凸模，但是会增加铜材料的耗材。
因此，锥形腔的锥度为大于30分且小于1度30分。
现有一副挤压模具加工3000件要维修一次，(维修费为800元，而采用本发明的一副镦压模具可加工46000件以上，仍使用良好，节省了模具的维修费用，进一步降低生产成本。
中间粗两头细杆件镦压成型方法，具体如下：
1)装模
将镦压模具装入液压机上，螺杆依次穿过凹模的上护圈12、中护圈8、下护圈4、下垫板2和下底板1，然后通过螺母将凹模固定在液压机的工作台上，凸模用固定套固定在液压机的滑块上，滑块缓缓下滑，校对凸模和凹模对中，对中后将凸模紧固在滑块上、凹模紧固在工作台上。
2)镦压
将毛坯铜棒件放入凹模的凹模腔内，下滑滑块合模压制成型；并在装毛坯棒件之前，涂抹润滑剂，以减少摩擦方便凸模脱离成型工件，方便卸料；
3)脱模
压制成型后滑块回程，凸模脱离凹模和成型工件，液压机的顶出缸推动顶杆、顶杆推动顶块直至成型工件从凹模内顶出。
回程时，由于液压机滑块无顶出装置，为了防止工件沾在凸模上，一方面，在中凹模9的内壁上设置有若干圈环形槽，以增大成型工件与凹模内壁的摩擦力，另一方面，凸模的型腔采用锥形腔，凸模上开有与锥形腔同轴布置的排气孔，排气孔连通锥形腔和外界。
采用本发明的镦压模具制备，一次成型、一次卸料，节约了原材料，提高了效率，节约了生产成本；另外，一模多用，降低模具成本的投入。

Claims (8)

1.一种镦压模具，包括下底板(1)、布置在下底板(1)上的下垫板(2)、布置在下垫板(2)上的凹模及凸模(14)；其特征在于：所述凹模包括同轴布置的上凹模(13)、中凹模(9)及下凹模(6)，以及套置在上凹模(13)上的上护圈(12)、套置在中凹模(9)上的中护圈(8)和套置在下凹模(6)上的下护圈(4)，且下护圈(4)与中护圈(8)之间通过第二定位圈(7)固定连接，中护圈(8)与上护圈(12)之间通过第一定位圈(10)固定连接，螺钉(11)依次穿过凹模的上护圈(12)、中护圈(8)、下护圈(4)、下垫板(2)和下底板(1)将上凹模(12)、中凹模(9)和下凹模(6)固定连接。
2.根据权利要求1所述镦压模具，其特征在于：所述中凹模(9)的内壁上设置有若干圈环形槽。
3.根据权利要求1所述镦压模具，其特征在于：所述凸模(14)的型腔采用锥形腔，所述凸模上开有与锥形腔同轴布置的排气孔(15)，所述排气孔(15)连通锥形腔和外界。
4.根据权利要求1所述镦压模具，其特征在于：所述镦压模具采用合金钢Cr12MoV，镦压模具热处理具体过程为：淬火采用油淬，淬火保温时间为H×0.9，H为镦压模具的壁厚；淬火后，回火去应力，回火温度为190～210℃、保温12～20h且进行2～3次回火。
5.根据权利要求3所述镦压模具，其特征在于：所述锥形腔的锥度大于30分且小于1度30分。
6.根据权利要求1所述镦压模具，其特征在于：所述凹模的凹模腔内设置有顶块(5)，顶杆(3)依次插入下底板(1)和下垫板(2)直至接触顶块(5)。
7.根据权利要求1所述镦压模具，其特征在于：所述凸模(14)上套置有凸模护圈(16)。
8.一种中间粗两头细杆件镦压成型方法，其特征在于：所述成型包括如下步骤：
1)装模
将镦压模具装入液压机上，所述镦压模具为权利要求1所述的镦压模具，螺杆依次穿过凹模的上护圈(12)、中护圈(8)、下护圈(4)、下垫板(2)和下底板(1)，然后通过螺母将凹模固定在液压机的工作台上，凸模用固定套固定在液压机的滑块上，滑块缓缓下滑，校对凸模和凹模对中，对中后将凸模紧固在滑块上、凹模紧固在工作台上；
2)镦压
将毛坯铜棒件放入凹模的凹模腔内，下滑滑块合模压制成型；并在装毛坯棒件之前，涂抹润滑剂；
3)脱模
压制成型后滑块回程，凸模脱离凹模和成型工件，液压机的顶出缸推动顶杆、顶杆推动顶块直至成型工件从凹模内顶出。
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