CN201267837Y - 锚固夹片毛坯多工位冷挤压模具 - Google Patents

Abstract

锚固夹片毛坯多工位冷挤压模具，冷挤压加工中的每一工序，都配有专用的一副模具，每副模具都由凹模与挤压凸模、定位凸模组成，并且采用组合结构，凹模、挤压凸模与定位凸模在挤压终了位置所形成的模具型腔，与冷挤压过程中相应工序完成后锚固夹片毛坯的形状及尺寸相适应，凹模沿径向方向由内外二层或多层筒状结构的凹模组件组成，内外多层筒状结构的凹模组件通过筒状结构内外表面的小角度圆锥面静配合连接结构组成凹模，凹模组件沿凹模的轴向方向分为二段或多段的筒状结构的凹模组件，挤压凸模和定位凸模包括芯轴与套筒结构，芯轴与套筒结构之间为动配合连接结构，使用锚固夹片毛坯多工位冷挤压模具制造锚固夹片毛坯，可以取得非常明显的经济效益。

Description

锚固夹片毛坯多工位冷挤压模具

技术领域

本实用新型涉及一种多工位冷挤压模具，特别涉及一种锚固夹片毛坯多工位冷挤压模具。

背景技术

锚固夹片是预应力混凝土施工中用于夹持固定钢索不可缺少的紧固件，广泛应用于大跨度铁路和公路桥梁、工业厂房、水坝、核反应堆壳体及其它特种建筑物的建设工程中，目前普遍采用金属切削的方法生产锚固夹片毛坯，切削工作量大，生产效率低，单人班产只能达到200件左右，材料利用率低，只有63％左右。

冷挤压加工金属结构件的效率高，材料利用率高，在可以采用冷挤压加工代替切削加工的场合，使用冷挤压工艺制造金属结构件，可以取得良好的效果，实用新型专利97200598.6“自行车前后轴挡及脚蹬挡多工位冷镦机成型模芯”就提供了一种利用多工位冷挤压工艺，制造自行车前后轴挡和脚蹬挡的多工位模具，但是由于锚固夹片毛坯的等效截面积较大，形状较复杂，所用材料的强度较高，冷挤压塑性变形所消耗的能量较高，导致利用冷挤压工艺加工锚固夹片毛坯所需的工序较多，将总变形分配至各工序所涉及的制约因素也较多，所需的多工位冷挤压模具设计、制造困难，因此多工位冷挤压工艺在锚固夹片毛坯的制造中一直未能得到使用。

实用新型内容

为了提高锚固夹片毛坯的生产效率，提高材料利用率，降低成本，克服采用多工位冷挤压工艺生产锚固夹片毛坯的技术困难，本实用新型提出一种锚固夹片毛坯多工位冷挤压模具，其内容是：锚固夹片毛坯多工位冷挤压模具，每一工位的模具都包括设有孔状型腔的凹模，以及可以进入凹模孔状型腔的柱状的挤压凸模和位于凹模孔状型腔内的定位凸模，凹模、挤压凸模和定位凸模都设有与挤压机进行连接的连接装置，多工位冷挤压模具的工位数目与所加工的锚固夹片毛坯冷挤压的工序数目相同，每一工位的凹模、挤压凸模与定位凸模在挤压终了位置所形成的模具型腔，与冷挤压过程中相应工序完成后锚固夹片毛坯的形状及尺寸相适应。

凹模沿径向方向由内外二层或多层筒状结构的凹模组件组成，内外二层或多层筒状结构的凹模组件通过筒状结构内外表面的小角度圆锥面静配合连接结构组成凹模。

筒状结构的凹模组件，其内层的凹模组件沿凹模的轴向方向分为二段或多段的筒状结构的凹模组件。

二层或多层筒状结构的凹模组件的材料，是不同的材料。

挤压凸模和定位凸模包括芯轴与套筒结构，芯轴与套筒结构之间为动配合连接结构。

冷挤压模具与锚固夹片毛坯接触的表面，设有润滑油通道。

使用本实用新型的锚固夹片毛坯多工位冷挤压模具，利用冷挤压工艺制造锚固夹片毛坯，可以取得的技术效果是：冷挤压加工中的每一工序，都配有专用的一副模具，每副模具都由凹模与挤压凸模、定位凸模组成，通过模具上设置的与挤压机进行连接的连接装置，模具可以稳妥可靠地安装在冷挤压机床上。凹模、挤压凸模与定位凸模在挤压终了位置所形成的模具型腔，与冷挤压过程中相应工序完成后锚固夹片毛坯的形状及尺寸相适应，锚固夹片毛坯的金属材料在每一冷挤压工序所产生的塑性流动变形量，都根据冷挤压机床的动力特性、单个工位模具的承载能力和锚固夹片毛坯的金属材料塑性流动特性综合进行设计分配，使每次冷挤压所消耗的能量，与所使用的冷挤压机床相适应，使每工位的模具所承受的载荷和产生的热量，与该模具的承载能力和散热能力相适应，使锚固夹片毛坯的金属材料在每一工位产生的塑性流动变形量和流动距离，与该金属材料的承受能力相适应，加工后的锚固夹片毛坯的金属材料组织致密、金相组织的晶粒纤维完整，从而可以取得最佳的生产效率和最佳的产品技术性能。

凹模沿径向方向由内外二层或多层筒状结构的凹模组件组成，内外多层筒状结构的凹模组件通过筒状结构内外表面的小角度圆锥面静配合连接结构组成凹模，在最易损坏的内层凹模损坏后，可以只更换损坏的内层凹模组件，降低了维修费用和生产成本。小角度的圆锥面便于形成稳定可靠的静配合连接，最内层的凹模组件因损坏进行更换后，便于保持原有的精度和静配合的过盈量，更主要的是由于静配合存在的过盈量，使内层的凹模组件材料内部预先产生了压应力，在冷挤压过程中可以有效地抵消型腔受工件的挤压而产生的部分拉应力，使内层凹模所受的最大应力大幅减小，明显提高了模具的许用载荷，延长了模具的使用寿命。

内外二层或多层筒状结构的凹模组件，其内层的凹模组件沿凹模的轴向方向分为二段或多段的筒状结构的凹模组件，便于对位于凹模组件内孔中部的圆锥面、阶梯面等特殊形面进行单独加工后再拼装成整体的内层凹模组件，解决了内孔中部圆锥面、阶梯面的形面不易加工的难题，同时可以对内层各段凹模组件的长度进行精确修磨后再进行拼装，进一步保证了凹模的精度。

二层或多层筒状结构的凹模组件的材料，是不同的材料，可以根据各层凹模组件的工作载荷情况，采用不同的材料制造，使各层凹模组件具有最适宜的硬度、强度和抗冲击韧性等性能，同时可以降低制造成本。

挤压凸模和定位凸模包括芯轴与套筒结构，芯轴与套筒结构之间为动配合连接结构，芯轴与套筒之间可以产生相对移动，在冷挤压过程中，可以分别承担对锚固夹片毛坯夹持定位和冷挤压的工作，还便于在一个工序完成后，将锚固夹片毛坯推出模具型腔，以便由机械手将锚固夹片毛坯送入下一工序所对应的模具型腔。

冷挤压模具与锚固夹片毛坯接触的表面，设有润滑油通道，可以保证冷挤压模具与锚固夹片毛坯接触的表面有可靠的润滑油膜保护，防止冷挤压模具与锚固夹片毛坯之间由于冷挤压产生的较大的挤压应力和滑动而产生胶合，并能避免冷挤压模具与锚固夹片毛坯的表面划伤和减小冷挤压的动力损耗。

使用本实用新型的锚固夹片毛坯多工位冷挤压模具，利用冷挤压工艺制造锚固夹片毛坯，可以将人均班产量由二百件提高到两万件，材料利用率由63％提高到92.5％，并且使冷挤压加工后的工件材料强度比切削加工的工件提高20％，模具损耗的费用也比采用切削加工的方法大幅度降低，而尺寸精度与切削加工的工件相同，由此而取得的经济效益非常明显。

附图说明

附图1是锚固夹片毛坯六工位冷挤压模具的示意图。

附图2是锚固夹片毛坯冷挤压模具第一工位冷挤压模具的示意图。

附图3是锚固夹片毛坯冷挤压模具第二工位冷挤压模具的示意图。

附图4是锚固夹片毛坯冷挤压模具第三工位冷挤压模具的示意图。

附图5是锚固夹片毛坯冷挤压模具第四工位冷挤压模具的示意图。

附图6是锚固夹片毛坯冷挤压模具第五工位冷挤压模具的示意图。

附图7是锚固夹片毛坯冷挤压模具第六工位冷挤压模具的示意图。

具体实施方式

附图1是锚固夹片毛坯六工位冷挤压模具的示意图，第一工位冷挤压模具1、第二工位冷挤压模具2、第三工位冷挤压模具3、第四工位冷挤压模具4、第五工位冷挤压模具5和第六工位冷挤压模具6在冷挤压机的模具座7上顺序排列，通过安装装置71与模具座7连接紧固，连接紧固的方式可以采用凸台楔块、销钉、螺纹或压块等方式。

附图2是锚固夹片毛坯冷挤压模具第一工位冷挤压模具的示意图，第一工位凹模11由二层筒状结构的凹模组件111和凹模组件112套装在一起组成，凹模组件111的外圆表面和凹模组件112的内圆表面具有相同的小角度圆锥度，推荐的单侧斜度为1∶100至1∶50，装配时凹模组件111与凹模组件112间形成静配合。凹模组件111采用硬度、耐磨性能非常优越的硬质合金制造，凹模组件112采用强度、疲劳强度、抗冲击韧性和硬度都较好的弹簧钢制造。第一工位挤压凸模12由挤压凸模轴121和挤压凸模套122组成，挤压凸模轴121和挤压凸模套122之间是动配合。第一工位定位凸模13由定位凸模轴131组成。挤压凸模轴121和定位凸模轴131与锚固夹片毛坯接触的部分，采用硬质合金制造，挤压凸模轴121和定位凸模轴131的其余部分和挤压凸模套122采用弹簧钢制造。工作时，挤压凸模轴121和挤压凸模套122共同将冷挤压机机械手送来的锚固夹片毛坯10挤入凹模组件111的型腔中。第一工位的冷挤压主要是对锚固夹片毛坯10进行整形。挤压完成后，定位凸模轴131将锚固夹片毛坯10推出凹模组件111的型腔，由冷挤压机机械手送入第二工位冷挤压模具，进行第二工位的加工。

附图3是锚固夹片毛坯冷挤压模具第二工位冷挤压模具的示意图，第二工位的凹模21(包括凹模组件211和212)、挤压凸模22(包括挤压凸模轴221和挤压凸模套222)和定位凸模23(包括定位凸模轴231)的结构和材料都与第一工位冷挤压模具相同，工作过程也相同。第二工位的冷挤压是使锚固夹片毛坯的直径减小，长度加大。冷挤压完成后，定位凸模轴231将锚固夹片毛坯10推出凹模组件211的型腔，由冷挤压机机械手送入第三工位冷挤压模具，进行第三工位的加工。

附图4是锚固夹片毛坯冷挤压模具第三工位冷挤压模具的示意图，第三工位凹模31由多层多段的凹模组件311、312、313和314套装在一起组成，凹模组件311和312采用硬质合金制造，凹模组件313和314采用弹簧钢制造，各层凹模组件之间仍然采用小角度圆锥面形成静配合。第三工位的凹模组件311和312沿凹模型腔的长度方向分为二段，便于在硬质合金的凹模组件312上加工型腔中部长度很小的一段圆锥面。第三工位挤压凸模32由挤压凸模轴321和挤压凸模套322组成，第三工位定位凸模33由定位凸模轴331和定位凸模套332组成，挤压凸模轴321和挤压凸模套322之间及定位凸模轴331和定位凸模套332之间是动配合。挤压凸模轴321和定位凸模轴331与锚固夹片毛坯接触的部分，采用硬质合金制造，挤压凸模轴321和定位凸模轴331的其余部分以及挤压凸模套322和定位凸模套332采用弹簧钢制造。第三工位的冷挤压主要是将锚固夹片毛坯一端的中心挤出凹坑，并将这一端的外圆表面挤成圆锥面。挤压完成后，定位凸模套332将锚固夹片毛坯10推出凹模组件311的型腔，由冷挤压机机械手送入第四工位冷挤压模具，进行第四工位的加工。

附图5是锚固夹片毛坯冷挤压模具第四工位冷挤压模具的示意图，第四工位凹模41由三层筒状结构的凹模组件411、412和413套装在一起组成，凹模组件411采用硬质合金制造，凹模组件412和413采用弹簧钢制造，各层凹模组件之间仍然采用小角度圆锥面形成静配合。第四工位挤压凸模42由挤压凸模轴421和挤压凸模套422组成，第四工位定位凸模43由定位凸模轴431和定位凸模套432组成，挤压凸模轴421和挤压凸模套422之间以及定位凸模轴431和定位凸模套432之间是动配合。挤压凸模轴421和定位凸模轴431与锚固夹片毛坯接触的部分，采用硬质合金制造，挤压凸模轴421和定位凸模轴431的其余部分以及挤压凸模套422和定位凸模套432采用弹簧钢制造。第四工位的冷挤压主要是将锚固夹片毛坯10的长度加大，将锚固夹片毛坯一端的凹坑加深，并将这一端外圆表面的圆锥面加长。冷挤压完成后，定位凸模套432将锚固夹片毛坯10推出凹模组件411的型腔，由冷挤压机机械手送入第五工位冷挤压模具，进行第五工位的加工。

附图6是锚固夹片毛坯冷挤压模具第五工位冷挤压模具的示意图，第五工位凹模51由三层筒状结构的凹模组件511、512和513套装在一起组成，凹模组件511采用硬质合金制造，凹模组件512和513采用弹簧钢制造，各层凹模组件之间仍然采用小角度圆锥面形成静配合。第五工位挤压凸模由挤压凸模轴521和挤压凸模套522组成，第五工位定位凸模53由定位凸模轴531和定位凸模套532组成，挤压凸模轴521和挤压凸模套522之间以及定位凸模轴531和定位凸模套532之间是动配合。挤压凸模轴521和定位凸模轴531与锚固夹片毛坯接触的部分，采用硬质合金制造，挤压凸模轴521和定位凸模轴531的其余部分以及挤压凸模套522和定位凸模套532采用弹簧钢制造。第五工位的冷挤压主要是将锚固夹片毛坯10的长度加大，将锚固夹片毛坯10一端凹坑底部的材料101冲掉，以形成通孔。挤压完成后，定位凸模套532将锚固夹片毛坯10推出凹模组件511的型腔，由冷挤压机机械手送入第六工位冷挤压模具，进行第六工位的加工。

附图7是锚固夹片毛坯冷挤压模具第六工位冷挤压模具的示意图，第六工位凹模61由三层筒状结构的凹模组件611、612和613套装在一起组成，凹模组件611采用硬质合金制造，凹模组件612和613采用弹簧钢制造，各层凹模组件之间仍然采用小角度圆锥面形成静配合。第六工位挤压凸模62由挤压凸模轴621和挤压凸模套622组成，第六工位定位凸模63由定位凸模套632组成，挤压凸模轴621和挤压凸模套622之间是动配合。挤压凸模轴621与锚固夹片毛坯10接触的部分，采用硬质合金制造，挤压凸模轴621的其余部分以及挤压凸模套622和定位凸模套632采用弹簧钢制造。第六工位的冷挤压主要是将锚固夹片毛坯10的外圆表面全部挤压成圆锥面，并对锚固夹片毛坯10的内孔进行整形。挤压完成后，定位凸模套632将锚固夹片毛坯10推出凹模组件611的型腔，至此，锚固夹片毛坯的冷挤压加工全部完成。

为了防止冷挤压模具与锚固夹片毛坯接触面之间由于冷挤压产生的巨大挤压应力和滑动而产生胶合，并避免冷挤压模具与锚固夹片毛坯的表面划伤，冷挤压时锚固夹片毛坯与冷挤压模具之间应该有可靠的耐极压润滑，可以在冷挤压模具上设置润滑油通道，向冷挤压模具与锚固夹片毛坯接触的表面加注润滑油，也可以通过润滑油枪向冷挤压模具与锚固夹片毛坯接触的表面喷射或滴注润滑油。为可靠地防止胶合，润滑油应使用专用的耐极压润滑油，或在普通润滑油内添加耐极压剂。

根据锚固夹片毛坯的外形大小、截面大小、材料的强度以及金属材料冷挤压的塑性流动变形量的不同，可以改变锚固夹片毛坯冷挤压加工的工序数，这时，锚固夹片毛坯多工位冷挤压模具也需要相应地进行调整，使多工位冷挤压模具的工位数目与所加工的锚固夹片毛坯冷挤压的工序数目相同。

本实用新型的锚固夹片毛坯多工位冷挤压模具，在上述实施例的基础上，采用代换或变换的方法所产生的实施方案，都在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1、锚固夹片毛坯多工位冷挤压模具，每一工位的模具都包括设有孔状型腔的凹模，以及可以进入凹模孔状型腔的柱状的挤压凸模和位于凹模孔状型腔内的定位凸模，凹模、挤压凸模和定位凸模都设有与挤压机进行连接的连接装置，其特征在于：所述多工位冷挤压模具的工位数目与所加工的锚固夹片毛坯冷挤压的工序数目相同，每一工位的凹模、挤压凸模与定位凸模在挤压终了位置所形成的型腔，与冷挤压过程中相应工序完成后锚固夹片毛坯的形状及尺寸相适应。

2、权利要求1所述的锚固夹片毛坯多工位冷挤压模具，其特征在于：所述凹模沿径向方向由内外二层或多层筒状结构的凹模组件组成，所述内外二层或多层筒状结构的凹模组件通过筒状结构内外表面的小角度圆锥面静配合连接结构组成凹模。

3、权利要求2所述的锚固夹片毛坯多工位冷挤压模具，其特征在于：所述筒状结构的凹模组件，其内层的凹模组件沿凹模的轴向方向分为二段或多段的筒状结构的凹模组件。

4、权利要求2所述的锚固夹片毛坯多工位冷挤压模具，其特征在于：所述二层或多层筒状结构的凹模组件的材料，是不同的材料。

5、权利要求1所述的锚固夹片毛坯多工位冷挤压模具，其特征在于：所述挤压凸模和定位凸模包括芯轴与套筒结构，所述芯轴与套筒结构之间为动配合连接结构。

6、权利要求1所述的锚固夹片毛坯多工位冷挤压模具，其特征在于：所述冷挤压模具与锚固夹片毛坯接触的表面，设有润滑油通道。

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