CN208728606U - 一种自动机械手热镦螺母下模结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动机械手热镦螺母下模结构，包括硬质合金模芯、后垫、前模片、内模套、外模套，后垫、前模片、内模套的内侧中部形成一用于收容硬质合金模芯的收容空间，使硬质合金模芯收容于其中后，前、内、后三个面均被包覆，硬质合金模芯与内模套为过盈配合，后垫、前模片、内模套与外模套均为过盈配合。本实用新型采用“硬质合金模芯+后垫+前模片+内模套+外模套”的结构，因为温度升高后，膨胀量增加，模具的预紧力相应增加，足以抵消热镦时产生的张力，从而提高模具使用寿命。同时由于使用内模套、后垫、前模片等代替了原来的硬质合金部分，也可减少模具的硬质合金使用量，降低模具制造成本。

Description

一种自动机械手热镦螺母下模结构

技术领域

本实用新型涉及紧固件模具制造领域，尤其是一种自动机械手热镦螺母下模结构。

背景技术

紧固件制造技术中，有冷镦、温镦、热镦三种成型加工工艺，而热镦工艺是直径M30以上紧固件产品批量成型的唯一方法，螺母成型中有传统的手工夹取型成型方法和自动机械手夹取型成型方法。手工夹取成型方法生产的螺母具有毛刺飞边多、速度慢、对切料要求低、劳动效率低等特点，自动机械手夹取成型方法生产的螺母基本无毛刺、速度快、对切料要求高、劳动效率高等特点。由于自动机械手在批量生产中具有非常明显的成本、产量优势，国内自动机械手热镦螺母应用于越来越多的企业。

自动机械手热镦螺母的模具结构主要有两种，一种是采用整体热作模具钢制作的螺母下模，还有一种是采用整体硬质合金制作的螺母下模。整体热作模具钢制作的螺母下模在手工夹取成型方法的生产中应用广泛，寿命在2~3万件，但是机械手夹取方式的生产速度提高后，受冷却速度限制的原因，此类模具的寿命往往低于2万件。为提高模具寿命，行业内尝试采用耐热温度更高的硬质合金来代替热作模具钢，用硬质合金材料后寿命在5~10万件，劳动生产率得到明显提高。但这种方式硬质合金用量较大导致生产成本过高。

实用新型内容

本实用新型提供一种能减少硬质合金用量的自动机械手热镦螺母下模结构。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种自动机械手热镦螺母下模结构，包括硬质合金模芯、后垫、前模片、内模套、外模套，后垫、前模片、内模套的内侧中部形成一用于收容硬质合金模芯的收容空间，使硬质合金模芯收容于其中后，前、内、后三个面均被包覆，硬质合金模芯与内模套为过盈配合，后垫、前模片、内模套与外模套均为过盈配合。

在其中一实施例中，后垫、前模片、内模套与外模套的过盈量为4~5°。

在其中一实施例中，后垫、前模片、内模套与外模套之间采用圆柱孔的过盈模式。

在其中一实施例中，前模片、内模套为一体结构。

在其中一实施例中，前模片、内模套前外侧周缘设有台阶状凹陷结构，相应地，外模套前内侧周缘向内延伸设有台阶状凸起结构，台阶状凸起结构与台阶状凹陷结构配合，用以方便内模套与外模套在前后方向准确定位。

在其中一实施例中，内模套、前模片、后垫的热处理回火温度为540℃，模具硬度为35~36HRC，用以确保回火温度高于正常服役状态下的模具温度100℃以上，减少模具工作时温度对模具硬度的影响。

在其中一实施例中，内模套与硬质合金模芯的配合方式为：低于回火温度加热内模套，然后在200T压力机将常温下的硬质合金模芯快速压入内模套中。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型采用“硬质合金模芯+后垫+前模片+内模套+外模套”的结构，因为温度升高后，膨胀量增加，模具的预紧力相应增加，足以抵消热镦时产生的张力，从而提高模具使用寿命。同时由于使用内模套、后垫、前模片等代替了原来的硬质合金部分，也可减少模具的硬质合金使用量，降低模具制造成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例自动机械手热镦螺母下模结构的分解剖视图。

图2为图1所示自动机械手热镦螺母下模结构的组合剖视图。

图3为图1所示自动机械手热镦螺母下模结构的组合立体图。

具体实施方式

下面结合附图及实例，对本实用新型做进一步说明。

本实施例中，如图1所示，自动机械手热镦螺母下模结构主要用于自动机械手热镦螺母成型机上，螺母规格范围是符合GB/T6170、GB/T6171、GB/T6172.1、GB/T6173、GB/T6174、GB/T56、GB/T1229、SH3404等国标规定的M24~M36的热镦工艺生产的螺母，由于本系列的模具材料和制造工艺原理一致、参数相近，本实用新型内容和附图中主要以M30的模具为例进行说明。

本实施例中，自动机械手热镦螺母下模结构包括硬质合金模芯、后垫、前模片、内模套、外模套。硬质合金模芯为圆环状。后垫、前模片、内模套大致呈圆环状，内侧中部形成一用于收容硬质合金模芯的收容空间，使硬质合金模芯收容于其中后，前、内、后三个面均被包覆。硬质合金模芯与内模套为过盈配合。后垫、前模片、内模套与外模套均为过盈配合。过盈量为4~5°（现有过盈量为7°），因为工作时模芯温度高模套温度低，所以可通过两者膨胀量不同而产生的预紧力来补充过盈量减少预紧力降低的部分。也可以将带锥度的过盈模式改为圆柱孔的过盈模式，组模过盈量保持改进后的量，消除由于锥度导致模具工作时产生垂直方向的分力。

本实施例中，前模片、内模套为一体结构，其前外侧周缘设有台阶状凹陷结构。相应地，外模套前内侧周缘向内延伸设有台阶状凸起结构，台阶状凸起结构与台阶状凹陷结构配合，以方便内模套与外模套在前后方向准确定位。

加工时，本实施例通过提高内模套、前模片、后垫的热处理回火温度（540℃），降低模具硬度（35~36HRC），确保回火温度高于正常服役状态下的模具温度100℃以上，减少模具工作时温度对模具硬度的影响。同时，低于回火温度加热内模套（500℃左右），然后在200T压力机将常温下的硬质合金模芯快速压入内模套中。

现有的模具结构是“硬质合金模芯+模套”的结构，硬质合金模芯与模套之间采用过盈配合，用压力机进行冷压配。通过对通行的模具结构和组模方法进行分析，发现此类工艺忽略了自动机械手热镦工艺生产速度成倍增加后模具温度升高后，模具的导热能力、线性膨胀系数与模具结构、组模方法之间的关系。由于过盈配合时，是通过压力机将模芯压入模套中，模套会施加给模芯一个向圆心方向的压应力，以此来抵消热镦成型时工件给模芯的一个向外圆方向的张力，避免硬质合金的脆性较大而损坏。自动机械手热镦螺母过程中，模具温度可超过400℃，在此温度下模具的膨胀量会改变模芯与模套之间的预紧力，模芯的温度升高后的张力抵消了一部分预紧力，温度越高膨胀量越大，抵消的预紧力也越大，模具寿命就越短。

本实用新型主要是从模具结构和组模方法上进行处理，根据失效分析和一系列的试验对比，使用超微粒系列的硬质合金材料制作模具。本实用新型采用“硬质合金模芯+后垫+前模片+内模套+外模套”的结构，同时根据试验结论确定各个部分的组模方法、组模过盈量、模套机械性能等参数。本实用新型使用的模具加工设备同传统的模具加工方法一致，加工过程中的冷加工参数也一致，只有与组模有关的角度、过盈量、组模工艺有所区别。通过对通用模具组模参数、模具结构的改变，使硬质合金模芯受热后的张力与模具预紧力不会抵消，反而会因为温度升高后，膨胀量增加，模具的预紧力相应增加，足以抵消热镦时产生的张力，从而提高模具使用寿命（通过多次试验发现，本实施例寿命稳定在25万次~35万次之间）。同时由于使用内模套、后垫、前模片等代替了原来的硬质合金部分，也可减少模具的硬质合金使用量，降低模具制造成本。

Claims (7)

1.一种自动机械手热镦螺母下模结构，其特征在于，包括硬质合金模芯、后垫、前模片、内模套、外模套，后垫、前模片、内模套的内侧中部形成一用于收容硬质合金模芯的收容空间，使硬质合金模芯收容于其中后，前、内、后三个面均被包覆，硬质合金模芯与内模套为过盈配合，后垫、前模片、内模套与外模套均为过盈配合。

2.根据权利要求1所述的自动机械手热镦螺母下模结构，其特征在于，后垫、前模片、内模套与外模套的过盈量为4~5°。

3.根据权利要求1所述的自动机械手热镦螺母下模结构，其特征在于，后垫、前模片、内模套与外模套之间采用圆柱孔的过盈模式。

4.根据权利要求1所述的自动机械手热镦螺母下模结构，其特征在于，前模片、内模套为一体结构。

5.根据权利要求4所述的自动机械手热镦螺母下模结构，其特征在于，前模片、内模套前外侧周缘设有台阶状凹陷结构，相应地，外模套前内侧周缘向内延伸设有台阶状凸起结构，台阶状凸起结构与台阶状凹陷结构配合，用以方便内模套与外模套在前后方向准确定位。

6.根据权利要求1所述的自动机械手热镦螺母下模结构，其特征在于，内模套、前模片、后垫的热处理回火温度为540℃，模具硬度为35~36HRC，用以确保回火温度高于正常服役状态下的模具温度100℃以上，减少模具工作时温度对模具硬度的影响。

7.根据权利要求1所述的自动机械手热镦螺母下模结构，其特征在于，内模套与硬质合金模芯的配合方式为：低于回火温度加热内模套，然后在200T压力机将常温下的硬质合金模芯快速压入内模套中。