CN203992210U - 半扁圆头、平锥头铆钉用硬质合金阴模 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及半扁圆头、平锥头铆钉用硬质合金阴模。采用的技术方案是：硬质合金阴模，由合金芯子、中套和外体构成；合金芯子中心设有通孔Ⅰ，合金芯子插入中套内并与中套过盈配合，然后再整体插入外体内，并与外体过盈配合，外体上设有通孔Ⅱ，通孔Ⅰ与通孔Ⅱ同轴。由合金芯子、中套和外体组合后构成的工作端面为斜面，具有30′-1°向心角。合金芯子的通孔Ⅰ工作面一端具有圆角。采用本实用新型的方法加工的硬质合金阴模，加工出的铆钉产品满足使用以及设计精度等各种要求。

Description

半扁圆头、平锥头铆钉用硬质合金阴模

技术领域

本发明创造属于模具加工方法领域，具体地涉及一种用于加工半扁圆头、平锥头铆钉用的硬质合金阴模的加工方法。

背景技术

铆钉和螺栓等标准件主要用来紧固零件，因而其用途广泛，数量需求量很大，铆钉等标准件一般都是在冷镦机上通过阴模、阳模冷镦机冲压而成的，可以实现批量生产，根据被加工材料的不同其需要的阴模的外形、材质等也不同。如果是钢材质的铆钉需要的阴模其模芯应为硬质合金，因其担负着承受金属变形抗力较大，而普通的钢芯子阴模一般用来加工铝料等材质的铆钉。通过硬质合金阴模、阳模在冷镦机上的使用使零件最终达到成型的重要作用。所以，合金阴模的制造精度和使用寿命对产品的质量、成本有着直接的影响。

发明内容

本发明创造的目的是提供一种适用于半扁圆头、平锥头铆钉用硬质合金阴模的加工方法，采用本发明创造的方法加工的硬质合金阴模，加工出的铆钉产品满足使用以及设计精度等各种要求。

本发明创造采用的技术方案是：一种半扁圆头、平锥头铆钉用硬质合金阴模，由合金芯子、中套和外体构成；合金芯子中心设有通孔Ⅰ，合金芯子插入中套内并与中套过盈配合，然后再整体插入外体内，并与外体过盈配合，外体上设有通孔Ⅱ，通孔Ⅰ与通孔Ⅱ同轴。

上述的半扁圆头、平锥头铆钉用硬质合金阴模，由合金芯子、中套和外体组合后构成的工作端面为斜面，具有30′-1°向心角。

上述的半扁圆头、平锥头铆钉用硬质合金阴模，合金芯子的通孔Ⅰ工作面一端具有圆角。

一种半扁圆头、平锥头铆钉用硬质合金阴模的加工方法，步骤如下：

1)加工合金芯子

1.1)备料；取中心具有内孔的合金芯子料；

1.2)一次钳工工序：用两个顶尖抵住合金芯子的两端的孔，研中心内孔；

1.3)一次电解磨工序：用电解磨床自带的顶尖，拨杆，用卡箍装夹，磨外圆见光；

1.4)线切工序：以外圆找正用夹具装夹，线切孔，留0.08-0.10mm的余量，保持孔的圆度和圆柱度在φ0.02-0.03mm之内；

1.5)二次钳工工序：用涨套粗研通孔Ⅰ，留0.04mm余量，保证圆柱度在0.02mm之内，涨套套在一个带小锥度的棒上，在研通孔Ⅰ时，渐进通孔Ⅰ，随着长度的深入锥度增加涨套尺寸渐进涨开实现涨孔；

1.6)三次钳工工序：采用若干不同直径尺寸的研磨棒精研通孔Ⅰ至要求，所述的研磨棒的长度L5＝所需研磨孔的长度L1+55mm；

1.7)二次电解磨工序：用磨床自带的卡箍装夹，磨外圆，并磨合金芯子一端，使合金芯子一端具有长度L2＝5mm且锥度为5°的圆锥形，同时保证与通孔Ⅰ的同轴度在φ0.025mm之内；

1.8)三次电解磨工序：磨合金芯子两端，保证平行度在0.02mm之内并且与孔轴线的垂直度在φ0.03mm之内；

1.9)四次钳工工序：用油石粗打通孔Ⅰ工作面一端的圆角的1/2及锥度为5°的圆锥形一端；

2)加工中套

2.1)备料；

2.2)一次车工工序：用车床自带的三爪卡盘装夹，车外圆，留0.3-0.4mm的余量，内孔按合金芯子外圆留0.4-0.5mm的余量，长度方向上留1-2mm余量；

2.3)热处理工序：淬回火至HRC53-58；

2.4)吹砂工序：吹砂

2.5)一次平磨工序：用平口钳子装夹磨出一端基准面；

2.6)内孔磨工序：以平磨磨出的基准面为基准，与合金芯子配磨内孔成对交付；

3)合金芯子与中套配合

3.1)一次钳工工序：中套于450℃中温盐炉中保温30分钟后取出，迅速将合金芯子压入中套内孔中；

3.2)车工工序：车去压合后两端的多余部分；

3.3)外磨工序：以合金芯子的孔为基准，磨中套外圆，并磨中套一端，使中套一端具有长度L3＝5mm且锥度为5°的圆锥形，同时保证与通孔Ⅰ的同轴度在φ0.025mm之内；

3.4)平磨工序：以磨出的外圆为基准，磨两端与合金芯子保持齐平，保证两端的平行度在0.02mm之内并且与孔轴线的垂直度在φ0.03mm之内；

3.5)二次钳工工序：用油石打圆中套上锥度为5°的圆锥形一端；

4)加工外体(3)

4.1)备料；

4.2)一次车工工序，粗车外圆，留2mm余量，按中套外圆粗车内孔留2mm余量，长度加长5mm，其余不加工；

4.3)热处理工序：对外体进行调质HRC37-41；

4.4)吹砂工序：吹砂；

4.5)二次车工工序：精车内孔，内孔直径与中套外径配合留0.09-0.11mm余量，内孔的口端与底端保证垂直于孔轴线的垂直度在φ0.015mm之内，其余不车；

4.6)平磨工序：上平口钳子磨尾端与口端，保证平行度在0.015mm之内；

5)中套(2)与外体(3)的配合

5.1)一次钳工工序：将外体置于450℃盐炉中保温30分钟后取出，迅速将中套压入外体至外体底部；

5.2)一次车工工序：用车床自带的夹具以通孔Ⅰ中心为基准，钻铰通孔Ⅱ，留0.01-0.04mm余量，通孔Ⅰ和通孔Ⅱ同轴，车外圆至要求，保证与通孔Ⅰ的同轴度在φ0.05mm内，车两端面长，留磨量0.2-0.3mm余量；

5.3)一次钳工工序：采用若干不同尺寸的研磨棒精研通孔Ⅱ至要求；

5.4)凹心磨：磨由合金芯子(1)、中套(2)和外体(3)组合后构成的工作端面(6)，磨工作端面的向心角为30′-1°；

5.5)平磨工序：平磨尾端保证平行并与孔轴线的垂直度在φ0.03mm内，保持长度方向至尺寸；

5.6)二次钳工工序：用油石研磨抛光通孔Ⅰ工作面一端的圆角及工作端面向心角至要求。

本发明创造的有益效果是：本发明创造采用硬质合金作为芯子，使得阴模冷镦模在承受冲击或强冲击的耐磨工作条件下，有较好的抗冲击韧性，断裂韧性，疲劳强度以及良好的耐磨性。本发明创造的工作端面具有向心角(一般为30′～1°)，而该向心角可以在冷镦加工时，使工件(一般为钢丝)被冲压的更彻底，保证加工出的铆钉端面更加齐平。本发明创造工作端面的通孔Ⅰ上制有圆角，使产品满足使用以及设计精度等各种要求。

附图说明

图1是一种半扁圆头铆钉的结构示意图。

图2是半扁圆头、平锥头铆钉用硬质合金阴模的结构示意图。

图3是合金芯子加工示意图。

图4是中套加工示意图。

图5是合金芯子和中套压芯后结构示意图。

图6是外体加工示意图。

图7是涨套的使用示意图。

图8是孔用研磨棒的外形示意图。

图9是铆钉加工过程的示意图(加工前)。

图10是铆钉加工过程的示意图(加工后)。

具体实施方式

实施例1 一种半扁圆头、平锥头铆钉用硬质合金阴模

如图2所示，一种半扁圆头、平锥头铆钉用硬质合金阴模：由合金芯子(1)、中套(2)和外体(3)构成。

合金芯子(1)中心设有通孔Ⅰ(4)，合金芯子(1)插入中套(2)内并与中套(2)过盈配合，然后再整体插入外体(3)内，并与外体(3)过盈配合，外体(3)上设有通孔Ⅱ(5)，通孔Ⅰ(4)与通孔Ⅱ(5)同轴。

由合金芯子(1)、中套(2)和外体(3)组合后构成的工作端面(6)为斜面，具有30′-1°向心角。

合金芯子(1)的通孔Ⅰ(4)工作面一端具有圆角。

实施例2 一种半扁圆头、平锥头铆钉用硬质合金阴模的加工方法

加工实施例1的硬质合金阴模的方法。合金芯子的材质为YG20或者YG25硬质合金，中套的材质为T8A，外体的材质为30CrMnSiA。加工方法如下：

1)如图3所示，加工合金芯子(1)

1.1)备料；取中心具有内孔(一般为φ1)的合金芯子料，材质完好，无裂纹，无砂眼；

1.2)一次钳工工序：用两个顶尖抵住合金芯子的两端的孔，目的是去一下杂质，研中心内孔；

1.3)一次电解磨工序：用电解磨床自带的顶尖，拨杆，用卡箍夹装夹，磨外圆见光；电解磨床是专门磨合金的磨床，用的是金刚石砂轮1Al/T2；

1.4)线切工序：以外圆找正用专用的夹具装夹，线切孔，留0.08-0.10mm的余量，保持孔的圆度和圆柱度在φ0.02-0.03mm之内；

1.5)二次钳工工序：用如图7所示的涨套粗研通孔Ⅰ(4)，留0.04mm余量，保证圆柱度在0.02mm之内，涨套(7)套在一个带小锥度的棒(8)上，在研通孔Ⅰ时，渐进通孔Ⅰ，随着长度的深入锥度增加涨套尺寸渐进涨开实现涨孔；

1.6)三次钳工工序：精研通孔Ⅰ(4)至要求，在专门研磨用的立式机床，手拿合金芯子，用最小尺寸的孔用研磨棒(如图8所示)装夹在立式研磨床上，工作时，研磨棒蘸研磨膏接触芯子内孔，随着尺寸增大，更换研磨棒，追着研磨棒尺寸的递进到最终尺寸达到研磨孔到设计尺寸的目的，研磨完成。研磨棒的长度L5＝所需研磨孔的长度L1+55mm(夹量和研磨棒运动时的活动区域)；

1.7)二次电解磨工序：用磨床自带的卡箍装夹，磨外圆(直径D1)，并磨合金芯子一端，使合金芯子一端具有长度L2＝5mm且锥度为5°的圆锥形，同时保证与通孔Ⅰ的同轴度在φ0.025mm之内；

1.8)三次电解磨工序：磨合金芯子两端，保证平行度在0.02mm之内并且与孔轴线的垂直度在φ0.03mm之内；

1.9)四次钳工工序：用油石粗打通孔Ⅰ工作面一端的圆角(R)的1/2及锥度为5°的圆锥形一端(5°尾角)；

2)如图4所示，加工中套(2)

2.1)备料：剪切下料；材质完好，无裂纹，无砂眼；

2.2)一次车工工序：用车床自带的三爪卡盘装夹，车外圆(直径D2)，留0.3-0.4mm的余量，内孔按合金芯子外圆(直径D1)留0.4-0.5mm的余量，长度方向上留1-2mm余量；

2.3)热处理工序：淬回火至HRC53-58；

2.4)吹砂工序：吹砂

2.5)一次平磨工序：用平口钳子装夹磨出一端基准面；

2.6)内孔磨工序：以平磨磨出的基准面为基准，与合金芯子配磨内孔成对交付；

3)如图5所示，合金芯子(1)与中套(2)配合

3.1)一次钳工工序：中套于450℃中温盐炉中保温30分钟后取出，迅速将合金芯子压入中套内孔中；

3.2)车工工序：车去压合后两端的多余部分；

3.3)外磨工序：以合金芯子的孔为基准，磨中套外圆(直径D2)，并磨中套一端，使中套一端具有长度L3＝5mm且锥度为5°的圆锥形，同时保证与通孔Ⅰ的同轴度在φ0.025mm之内；

3.4)平磨工序：以磨出的外圆为基准，磨两端与合金芯子保持齐平，保证两端的平行度在0.02mm之内并且与孔轴线的垂直度在φ0.03mm之内；

3.5)二次钳工工序：用油石打圆中套上锥度为5°的圆锥形一端(5°尾角)；

4)如图6所示，加工外体(3)

4.1)备料：锯切下料；材料完好无破损裂纹；

4.2)一次车工工序，粗车外圆(直径D0)，留2mm余量，按中套外圆(直径D2)粗车内孔留2mm余量，长度加长5mm，其余不加工；

4.3)热处理工序：对外体进行调质HRC37-41，调质是淬火加高温回火的双重热处理。高温回火的目的是消除淬火产生的内应力，以取得预期的力学性能。调质可以使钢的性能，材质得到很大程度的调整，其强度、塑性和韧性都较好，具有良好的综合机械性能；

4.4)吹砂工序：吹砂；

4.5)二次车工工序：精车内孔(直径D2)，内孔直径与中套外径配合留0.09-0.11mm余量，内孔的口端与底端保证垂直于孔轴线的垂直度在φ0.015mm之内，其余不车；

4.6)平磨工序：上平口钳子磨尾端与口端，保证平行度在0.015mm之内；

5)最后的配合

5.1)一次钳工工序：将外体置于450℃盐炉中保温30分钟后取出，迅速将中套压入外体至外体底部；

5.2)一次车工工序：用车床自带的夹具以通孔Ⅰ中心为基准，钻铰通孔Ⅱ，留0.01-0.04mm余量，通孔Ⅰ和通孔Ⅱ同轴，车外圆至要求，保证与通孔Ⅰ的同轴度在φ0.05mm内，车两端面长，留磨量0.2-0.3mm余量；

5.3)一次钳工工序：采用如图8所示的，若干不同尺寸的研磨棒精研通孔Ⅱ至要求；

5.4)凹心磨：磨由合金芯子(1)、中套(2)和外体(3)组合后构成的工作端面(6)，磨工作端面的向心角为30′-1°，保证与孔轴线的跳动在φ0.05mm之内；

5.5)平磨工序：平磨尾端保证平行并与孔轴线的垂直度在0.03mm内，保持长度方向至尺寸；

5.6)二次钳工工序：用油石研磨抛光通孔Ⅰ工作面一端的圆角及工作端面向心角至要求。

工作过程如下：如图9所示，加工时，将钢丝(9)放入阴模的通孔中，阴模与阳模(10)配合，在冷镦机上通过阴模、阳模冷镦机冲压，冲压后如图10所示，完成如图1所示的铆钉的加工。

Claims (3)

1.一种半扁圆头、平锥头铆钉用硬质合金阴模，其特征在于：由合金芯子(1)、中套(2)和外体(3)构成；合金芯子(1)中心设有通孔Ⅰ(4)，合金芯子(1)插入中套(2)内并与中套(2)过盈配合，然后再整体插入外体(3)内，并与外体(3)过盈配合，外体(3)上设有通孔Ⅱ(5)，通孔Ⅰ(4)与通孔Ⅱ(5)同轴。

2.如权利要求1所述的半扁圆头、平锥头铆钉用硬质合金阴模，其特征在于：由合金芯子(1)、中套(2)和外体(3)组合后构成的工作端面(6)为斜面，具有30′-1°向心角。

3.如权利要求2所述的半扁圆头、平锥头铆钉用硬质合金阴模，其特征在于：合金芯子(1)的通孔Ⅰ(4)工作面一端具有圆角(R)。