CN209502863U - 一种带凸台的偏心法兰螺母的冷镦成型组合模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带凸台的偏心法兰螺母的冷镦成型组合模具，包括依次设置的第一模具、第二模具、第三模具和第四模具，以分别用于作为三次依次设置的成型镦工序的模具载体；第一模具用于使坯料成型圆头、周向均布的六个梯形面和第一凸台；第二模具用于使坯料成型预法兰、预六角棱柱和第二凸台、第二腰形沉孔及第二腰形定位孔；第三模具用于使坯料成型正法兰段、六角棱柱段、凸台段、第三腰形沉孔及第三腰形定位孔；第四模具用于冲孔以及形成偏心法兰。通过上述技术方案制备的带凸台的偏心法兰螺母，工艺简单、极大地提高了生产效率且生产过程稳定、脱料方便，提高了模具的使用寿命，所成型的偏心法兰螺母上的法兰面均匀美观，产品精度较高。

Description

一种带凸台的偏心法兰螺母的冷镦成型组合模具

技术领域

本实用新型涉及汽车使用的异形螺母制造技术领域，具体涉及一种带凸台的偏心法兰螺母的冷镦成型组合模具。

背景技术

伴随着汽车制造业的发展，高品质、复杂的异形紧固件的需求量日益增长，汽车后下摆臂偏心螺母作为汽车上的负载紧固件，其需求量也日益迫切，该汽车后下摆臂偏心螺母沿轴向依次包括偏心法兰段、六角棱柱段和凸台段且其内轴向贯穿有腰形孔；传统的汽车后下摆臂偏心螺母的制备工艺是由带凸台的六角螺母与垫片焊接而成，其中垫片构成所需的偏心法兰段，但由于焊接工艺本身存在缺陷，因此，由焊接成型的产品存在内部流线不流畅、强度不足的问题；并且由于所需成型的螺母的尺寸通常较小，因此，焊接工序的增加会造成加工不便且所需加工的时间增长，生产效率不高，对企业的生产效益的提升不利。

针对上述问题，行业内有出现了采用垫片与六角螺母一体成型的工艺方式实现了锻造流线完整、强度较大且加工效率高的偏心法兰螺母的冷镦工艺，如于2016年2月3日公布的中国发明专利申请公布文件CN105290300A中记载了一种底盘偏心螺母的冷镦工艺及成型异形孔的模具结构，其中公开了底盘偏心螺母的冷镦工艺中拉伸孔为一次镦制成型工艺，以及公开其偏心法兰为分三次镦制成型的工艺，该工艺存在以下问题：(1)其偏心法兰为直接成型，因此，其所使用的冲模顶针相对冲模套来说为偏心设置，导致冲模顶针在镦制的过程中会受到较大的弯扭应力，容易造成冲模顶针出现磨损和断裂的现象；(2)在冷镦成型生产过程中，在第三工位上一次拉伸成型拉伸孔，使得拉伸孔在成型之后坯料对主模顶针的抱紧力度过大，因此，出料时，主模顶针无法容易地从坯料上脱离，从而就得借助套设于主模顶针外周的推管对坯料进行顶出操作，该推管在该申请文件中的第三步骤至第七步骤的各步骤中所采用的各模具中均需要设置，而由于推管的壁厚较小，因此，在坯料上端经冲模顶针镦制的情况下，坯料下端进行支承的推管很容易出现胀大、变形、开裂或卡死等现象，导致推管无法正常使用，同时还会影响主模顶针的功能，使得生产时模具容易出现加工故障，导致产品的成品率低、生产效率较低；(3)偏心法兰直接成型的过程中存在坯料不同位置的体积不同及不同部位的锻造流速在径向上的差异，会导致法兰在挤压时，其上未来得及流动的部分会从冲模顶针和型腔之间的侧壁间隙中挤出，从而会在坯料的法兰端面上产生凸刺的现象，不仅导致了法兰局部出现失料，而且还会使法兰的锻造流线不均匀，所成型的螺母上的法兰上各处的强度不均、法兰圆柱度偏大，影响产品的精度和品质。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服背景技术中存在的上述缺陷或问题，提供一种带凸台的偏心法兰螺母的冷镦成型组合模具，通过上述相关的技术方案制备带凸台的偏心法兰螺母，其生产工艺简单、极大地提高了生产效率且生产过程稳定、脱料方便，提高了模具的使用寿命，所成型的偏心法兰螺母上的法兰面均匀美观，产品精度较高，生产效益好，易于满足企业的生产需求。

为达成上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种带凸台的偏心法兰螺母的冷镦成型组合模具，所述偏心法兰螺母内轴向贯穿有腰形孔，且包括沿轴向依次设置的偏心法兰段、六角棱柱段和圆柱形的凸台段，且其在三次依次设置的成型镦工序中分三次逐渐成型有正法兰段、六角棱柱段和凸台段，所述正法兰段与六角棱柱段和凸台段同轴；包括依次设置的第一模具、第二模具、第三模具和第四模具；所述第一模具、第二模具和第三模具用于作为三次依次设置的成型镦工序的模具载体；其中，第一模具用于使坯料沿轴向成型圆头、周向均布的六个梯形面和第一凸台且在圆头内同轴成型第一腰形沉孔以及与第一凸台内的一第一腰形定位孔止转插接，其上设有用于成型圆头的法兰槽，所述法兰槽的直径大于圆头直径；所成型的圆头高度与所述第一腰形定位孔的深度差在0.2mm之内；所述第二模具用于使坯料沿轴向成型预法兰、预六角棱柱和第二凸台且镦深第一腰形沉孔以形成第二腰形沉孔以及镦深第一腰形定位孔以形成第二腰形定位孔；预法兰直径与正法兰段的直径差在2mm之内；所述第三模具用于使坯料沿轴向成型正法兰段、六角棱柱段和凸台段且镦深第二腰形沉孔以形成第三腰形沉孔以及镦深第二腰形定位孔以形成第三腰形定位孔；所述第四模具用于冲通第三腰形沉孔和第三腰形定位孔以及轴向冲裁正法兰段以形成偏心法兰。

进一步地，所述第一模具包括第一型腔、第一前冲组件和第一后冲棒；所述第一型腔用于成型所述的圆头、周向均布的六个梯形面和第一凸台的外壁形状；且第一型腔设有所述的法兰槽；所述第一前冲组件用于与法兰槽界定配合成型所述的圆头，并在圆头内成型所述的第一腰形沉孔；所述第一后冲棒用于与第一凸台内的第一腰形定位孔止转插接。

进一步地，所述第一前冲组件包括第一冲管和第一前冲棒；所述第一冲管朝向第一型腔的一端内凹形成有圆弧内槽，以与法兰槽界定配合成型所述的圆头；所述第一前冲棒同轴穿设于第一冲管内，其端面凸设有用于成型第一腰形沉孔的第一前凸起；所述第一后冲棒的端面凸设有与第一腰形定位孔止转插接的第一后凸起。

进一步地，所述第二模具包括第二型腔、第二前冲棒和第二后冲棒；所述第二型腔用于成型预法兰、预六角棱柱和第二凸台的外壁形状；所述第二前冲棒朝向第二型腔的一端凸设有高度大于第一前凸起的第二前凸起，以用于成型所述的第二腰形沉孔；所述第二后冲棒朝向第二型腔的一端凸设有与第二前凸起相对且高度大于第一后凸起的第二后凸起，以用于成型所述的第二腰形定位孔。

进一步地，所述第三模具包括第三型腔、第三前冲组件和第三后冲棒；所述第三型腔用于成型正法兰段、六角棱柱段和凸台段的外壁形状；所述第三前冲组件端部置入第三型腔内以成型正法兰段的端面且镦深第二腰形沉孔以形成第三腰形沉孔；所述第三后冲棒端部置入第三型腔内以成型凸台段的端面且镦深第二腰形定位孔以形成第三腰形定位孔。

进一步地，所述第三前冲组件包括第三冲管和第三前冲棒；所述第三冲管的端面用于成型正法兰段的端面；所述第三前冲棒同轴穿设于第三冲管内，其端面凸设有第三前凸起，以用于成型第三腰形沉孔。

进一步地，所述第四模具包括第四型腔、前冲芯管、第四后冲棒和推管；所述第四型腔设有偏心槽，以在正法兰段置入其内时轴向冲裁成型为所述的偏心法兰段；所述前冲芯管内设有轴向通孔，其朝向第四型腔的一端设有与偏心槽适配且可置入偏心槽内的冲抵部；所述第四后冲棒用于朝轴向通孔内冲出隔断第三腰形沉孔和第三腰形定位孔的部分；所述推管套设于第四后冲棒外，以用于将成型坯料顶出第四型腔。

进一步地，还包括依序设置的第五模具和第六模具；所述第五模具用于下料，其包括静刀座和可相对静刀座滑动的动刀座；所述静刀座定位夹持经校直的原材料；所述动刀座运行切断原材料以得到所需长度的坯料；所述第六模具位于第一模具的前一工位上，以用于整形坯料，其包括整形腔和第六前冲棒；所述整形腔内设有相衔接的第一倾斜面和第二倾斜面，以在坯料的一端形成相接的第一倒角和第二倒角；所述第一倒角的大小为15-25°；所述第二倒角的大小为45-55°；所述第六前冲棒用于在坯料的另一端成型内倒角。

进一步地，还包括设于第六模具和第一模具之间的第七模具；所述第七模具包括定位腔和第七前冲棒；所述定位腔的形状和整形腔相同；所述第七前冲棒设有朝向定位腔的腰形凸起，以在坯料成型有内倒角的一端成型所述的第一腰形定位孔。

进一步地，所述第一模具、第二模具、第三模具和第四模具均设有夹具，以用于将其所成型的坯料夹取至位于下一工位的模具上。

由上述对本实用新型的描述可知，相对于现有技术，本实用新型具有的如下有益效果：

1、本技术方案中的冷镦成型组合模具所基于的冷镦成型工艺中通过采用三次成型镦工序以对坯料分三次逐渐成型正法兰段、六角棱柱段和凸台段，以使模具受力能够均匀分配，避免模具一次受力过大，因此，可以有效提高模具的使用寿命；此外，分三步成型的形式还可以使正法兰段、六角棱柱段和凸台段在成型过程中能够从不饱和形状逐渐成型为饱和形状，因此，所成型的正法兰段、六角棱柱段和凸台段更为饱和和美观；正法兰段的成型不存在法兰面和边缘出现失料现象，有效提高了成品的精度，有利于满足企业的生产需求；腰形沉孔和腰形定位孔也均通过分三步逐渐成型，可以避免冲棒吸附坯料的情况，从而缓解了坯料对冲棒产生较大的抱紧力而无法顺利脱料的现象，进一步地可以取消模具中推管的使用，避免出现推管开裂、变形、胀大或卡死的情况，有效提高了冲棒和模具的使用寿命。

2、通过采用先成型正法兰段后轴向冲裁形成偏心法兰段的方式，可以使得法兰在镦制成型的过程中各个部位的锻造流速一致，确保所成型的法兰饱和、不失料，外观上不存在凸刺现象，提高所成型的正法兰段的精度；操作简单，同时，避免了偏心冲棒或非对称结构的冲棒的设置，减小冲棒在镦制过程中所受的弯扭应力，避免冲棒出现磨损和断裂的现象。

3.第一模具中第一前冲组件与第一型腔上的法兰槽配合界定并形成坯料上的圆头，由于法兰槽的直径大于圆头直径，因此，成型时第一前冲组件一端应伸入法兰槽内，以界定成型坯料的圆头，并使第一前冲组件的外壁可与法兰槽的槽壁配合定位，提高模具在结构成型时的结构稳定性，保证圆头的成型精度；所成型的圆头高度与第一腰形定位孔的深度差在0.2mm之内，以避免第一腰形沉孔的深度一次成型过深而受径向法兰的径向拉动作用产生扩孔现象；坯料上的第一腰形沉孔的成型通过第一前冲棒上的第一前凸起镦入成型，结构简单、操作便利；坯料上的第一腰形定位孔与第一后冲棒上的第一后凸起插接并形成止转配合，以保证坯料在镦制的过程中不发生转动，以提高成型的精度，保证第一腰形沉孔与第一腰形定位孔能够准确相对；第一腰形定位孔的设置还能够使得坯料在后续的冷镦成型的过程中能够与模具形成止转配合，避免坯料在镦制过程中相对模具发生转动而损坏坯料，生产过程稳定，成型产品的精度更高。

2.第一模具中第一冲管上形成有圆弧内槽以与第一型腔上的法兰槽配合界定并形成坯料上的圆头，由于法兰槽的直径大于圆头直径，因此，成型时第一冲管设有圆弧内槽的一端应伸入法兰槽内，以界定成型坯料的圆头，第一冲管的外壁可与法兰槽的槽壁配合定位，进而提高模具在结构成型时的结构稳定性，进一步保证了圆头的成型精度。

3.第二模具将坯料的圆头成型为预法兰；预法兰与正法兰段的直径差在2mm之内，以使预法兰边缘能够接近抵接模具中的第二型腔中的法兰槽的侧壁，进而减轻第二腰形沉孔成型时产生扩孔的现象；通过第二前冲棒上的第二前凸起对第二型腔内的坯料进行镦制，以镦深坯料上的第一腰形沉孔，同时，通过第二后冲棒上高度大于第一后凸起的第二后凸起，使得镦制之后坯料上的第一腰形定位孔也继续加深，但由第二模具成型的第二腰形定位孔和第二腰形沉孔的加深深度不足以使坯料产生较大的高度形状上的变化，因此，也就不会产生对第二前凸起或第二后凸起的较大的抱紧力，从而方便了成型之后的脱料操作，同时，也就取消了模具中推管(作用为：用于在出料时推动坯料以进行脱料)的使用，避免了由于镦制而造成推管变形或卡死现象的产生，提高模具的使用寿命。

4.第三模具中，通过第三前冲棒组件中的第三前凸起继续加深第二腰形沉孔，以及通过第三后冲棒上的第三后凸起继续加深第二腰形定位孔，其中，隔断第二腰形沉孔和第二腰形定位孔的部分在后续工序中需要冲除，根据体积不变原则，冲孔工序中坯料的形状不会发生太大的变化，因此，在本模具中需要同时完成了正法兰段、六角棱柱段和凸台段的成型，模具的结构简单，动作可靠，同样的，在该模具中所成型的第三腰形定位孔和第三腰形沉孔的加深深度不足以使坯料产生较大的高度形状上的变化，因此，也就不会产生对第三前凸起或第三后凸起的较大的抱紧力，从而方便了成型之后的脱料操作，同时，也就取消了模具中推管的使用，避免了由于镦制而造成壁面较薄的推管变形或卡死现象的产生，提高模具的使用寿命。

5.第四模具通过第四后冲棒将坯料中隔断第三腰形沉孔和第三腰形定位孔的部分冲至前冲芯管的轴向通孔内，同时，前冲芯管上偏心设置的冲抵部在将坯料的正法兰段冲入至偏心槽内时可将正法兰段进行轴向裁切以形成所需的偏心法兰，模具的结构简单、动作可靠，且所成型的偏心法兰的形状规整、饱和且均匀，精度较高。

6.第五模具和第六模具的结构简单、操作便利；第五模具获得线型的坯料，保证坯料尺寸的一致性，以使同批次所成型的螺母的形状大小能够一致；第六模具所形成的外倒角可以与第一次成型镦工序中的坯料具有更好的贴合度，从而便于成型圆头，内倒角的形成则方便了模具在坯料上形成腰形定位孔；坯料上所成型的外倒角包括第一倒角和第二倒角，更进一步地使坯料的端部形状能够贴近模具上的圆弧形状，从而进一步提高坯料上圆头形成的可靠性和成型精度。

7.第七模具可用于可靠成型第一次成型镦工序中坯料所需的第一腰形定位孔，其结构简单，操作便利，坯料在进行正法兰段、六角棱柱段和凸台段的镦制之前形成腰形定位孔，可使得坯料在冷镦成型时能够与模具形成止转配合，避免坯料在镦制过程中相对模具发生转动而损坏坯料，生产过程稳定，成型产品的精度更高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例带凸台的偏心法兰螺母的冷镦成型组合模具所基于的冷镦成型工艺的过程示意图一；

图2为本实用新型实施例带凸台的偏心法兰螺母的冷镦成型组合模具所基于的冷镦成型工艺的过程示意图一；

图3为本实用新型实施例中第五模具的结构示意图；

图4为本实用新型实施例中第六模具的结构示意图；

图5为本实用新型实施例中第七模具的结构示意图；

图6为本实用新型实施例中第一模具的结构示意图；

图7为本实用新型实施例中第二模具的结构示意图；

图8为本实用新型实施例中第三模具的结构示意图；

图9为本实用新型实施例中第四模具的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的优选实施例，且不应被看作对其他实施例的排除。基于本实用新型实施例，本领域的普通技术人员在不作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，如使用术语“第一”、“第二”或“第三”等，都是为了区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

本实用新型的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，对于方位词，如使用术语“中心”、“横向”、“纵向”、“水平”、“垂直”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位或位置关系乃基于附图所示的方位和位置关系，且仅是为了便于叙述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或以特定的方位构造和操作，所以也不能理解为限制本实用新型的具体保护范围。

本实用新型的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，如使用术语“固接”或“固定连接”，应作广义理解，即两者之间没有位移关系和相对转动关系的任何连接方式，也就是说包括不可拆卸地固定连接、可拆卸地固定连接、连为一体以及通过其他装置或元件固定连接。

本实用新型的权利要求书、说明书及上述附图中，如使用术语“包括”、“具有”以及它们的变形，意图在于“包含但不限于”。

参见图1和图2，图1和图2示出了本实用新型实施例带凸台的偏心法兰螺母的冷镦成型组合模具所基于的带凸台的偏心法兰螺母的冷镦成型工艺的示意图。如图1和图2所示，在本实用新型实施例中，本实用新型实施例所提供的带凸台的偏心法兰螺母的冷镦成型组合模具所需制备的带凸台的偏心法兰螺母内轴向贯穿有腰形孔，且包括沿轴向依次设置的偏心法兰段、六角棱柱段和圆柱形的凸台段，需要指出的是，该带凸台的偏心法兰螺母的冷镦成型组合模具所基于的冷镦成型工艺包括依次设置的下料工序、整形工序、冲孔工序、三次成型镦工序和偏心法兰成型及冲孔工序。

其中，下料工序为将经校直之后的原材料剪切成段，以制得线型的坯料。

整形工序为将下料工序所得的坯料进行镦制，以在坯料的两端分别形成内倒角和外倒角，坯料设有外倒角的一端为用于成型圆头的一端。具体地，在本实施例中，整形工序为坯料成型的外倒角包括两个相衔接的第一倒角和第二倒角，第一倒角的两端分别与第二倒角和坯料的端面相接，其大小为15-25°；第二倒角的大小为45-55°。

定位孔成型工序在用于在坯料上成型一腰形定位孔，该腰形定位孔用于在后续的工序中与模具形成止转定位；具体地，定位孔成型工序在坯料成型有内倒角的一端成型所需的腰形定位孔，为了方便定义，本实施例中，将该工序所成型的腰形定位孔命名为第一腰形定位孔且第一腰形定位孔的深度为2.9-3.1mm。

三次成型镦工序用于对坯料分三次逐渐成型正法兰段、六角棱柱段和凸台段，并分三次在坯料需成型偏心法兰段的一端同轴成型深度依次加深的腰形沉孔以及分三次在坯料需成型凸台段的一端同轴成型深度依次加深的腰形定位孔；其最终成型的正法兰段与六角棱柱段和凸台段同轴设置。

具体地，三次成型镦工序中含有第一次成型镦工序、第二次成型镦工序和第三次成型镦工序，其中，第一次成型镦工序在坯料需成型偏心法兰段的一端成型有圆头，圆头的直径为正法兰段直径的0.75-0.85倍，且第一次成型镦工序在圆头内成型有第一腰形沉孔，第一腰形沉孔的深度与圆头的高度差在0.2mm之内；此外，第一次成型镦工序还在坯料需成型六角棱柱段的部分成型有周向均布的六个梯形面以及在坯料需成型凸台段的部分成型有第一凸台；在本实施例中，第一次成型镦工序中所成型的坯料的圆头直径为30.6-31mm；第一腰形沉孔的深度为4.8-5.1mm；第一凸台的直径为23.4-23.45mm；第一凸台的高度为7.9-8.1mm。

三次成型镦工序中的第二次成型镦工序将坯料的圆头成型为预法兰；预法兰与正法兰段的直径差在2mm之内，此外，第二次成型镦工序还在坯料周向均布的六个梯形面的部分成型预六角棱柱以及在坯料的第一凸台处成型为第二凸台；第二凸台的长度大于第一凸台的长度；第二成型镦工序将第一腰形沉孔和第一腰形定位孔继续镦深，并分别成型为第二腰形沉孔和第二腰形定位孔；在本实施例中，第二成型镦工序中所成型的坯料的预法兰的直径为38-38.05mm；第二腰形沉孔的深度为9.9-10.1mm；第二腰形定位孔的深度为5.9-6.1mm；第二凸台的直径为23-23.55mm；第二凸台的高度为9.4-9.6mm；应当理解，第二凸台的高度比第一凸台的高度大，是由于在镦制的过程中坯料的体积不变，因此，镦制的第二腰形定位孔的深度的增加则会转化成为第二凸台的高度的增长。

三次成型镦工序中的第三次成型镦工序用于将坯料的预法兰成型为上述所述的正法兰段、将预六角棱柱成型为所需的六角棱柱段以及将第二凸台成型为所需的凸台段；其中，正法兰段与所需成型的偏心法兰段的厚度差在0.2mm之内；第三次成型镦工序将第二腰形沉孔和第二腰形定位孔继续镦深，并分别成型为第三腰形沉孔和第三腰形定位孔；优选地，第一腰形沉孔的深度为第三腰形沉孔深度的三分之一；第二腰形沉孔的深度为第三腰形沉孔深度的三分之二，且第一腰形沉孔、第二腰形沉孔和第三腰形沉孔的深度误差均控制在0.2mm之内；第二腰形定位孔的深度为第三腰形定位孔的深度的三分之二，且第一腰形定位孔、第二腰形定位孔和第三腰形定位孔的深度误差均控制在0.2mm之内。

在本实施例中；第三成型镦工序中所成型的正法兰段的直径为40-40.05mm；第三腰形沉孔的深度为14.9-15.1mm，该深度与正法兰段和六棱柱段的总高度相等或相差在0.2mm之内；第三腰形定位孔的深度为8.9-9.1mm；凸台段的直径为23.6-23.65mm；凸台段的高度为10.9-11.1mm优选地，第一凸台、第二凸台和凸台段之间的直径差控制在0.15mm之内。

偏心法兰成型工序为对坯料上的正法兰段进行轴向冲裁以形成所需的偏心法兰段，具体地，在本实施例中，偏心法兰成型工序与冲孔工序集合于同一工序上，偏心法兰成型及冲孔工序中的冲孔用于向第三腰形定位孔内冲击，以冲出隔断第三腰形定位孔和第三腰形沉孔的部分，使得第三腰形定位孔与第三腰形沉孔连通；优选地，偏心法兰成型及冲孔工序中的偏心法兰成型工序在坯料上成型的偏心法兰段与正法兰段相切。

基于上述带凸台的偏心法兰的冷镦成型工艺，本实施例所提供的带凸台的偏心法兰螺母的冷镦成型组合模具具体参见图3至图9，图3至图9示出了本实用新型实施例应用于上述带凸台的偏心法兰螺母的冷镦成型工艺的组合模具的结构示意图。如图3至图9所示，针对上述带凸台的偏心法兰螺母的冷镦成型工艺，本实施例提供了一种带凸台的偏心法兰螺母的冷镦成型组合模具，其包括依次设置的第五模具5、第六模具6、第七模具7、第一模具1、第二模具2、第三模具3和第四模具4，以分别用于与下料工序、整形工序、冲孔工序、三次成型镦工序和偏心法兰成型及冲孔工序对应，并成为所对应的工序中的模具载体，应当理解，由现有紧固件的生产技术方式可知，坯料在各模具上成型之后，需要辅助机械手和夹持工装进行不同模具间的夹运，也即，各个模具上均设有夹具，以用于将其所成型的坯料夹取至位于下一工位的模具上。

其中，第一模具1用于使坯料沿轴向成型圆头、周向均布的六个梯形面和第一凸台且在圆头内同轴成型第一腰形沉孔以及与第一凸台内的一第一腰形定位孔止转插接，其上设有用于成型圆头的法兰槽，法兰槽的直径大于圆头直径；所成型的圆头高度与第一腰形定位孔的深度差在0.2mm之内。

具体地，在本实施例中，第一模具1包括第一型腔10、第一前冲组件11和第一后冲棒12；第一型腔10用于成型所述的圆头、周向均布的六个梯形面和第一凸台的外壁形状，其上设有法兰槽100，法兰槽100的直径大于圆头直径；第一前冲组件11用于与法兰槽100界定配合成型所述的圆头，并在圆头内成型第一次成型镦工序所需在坯料上成型的第一腰形沉孔；第一后冲棒12与第一型腔10止转配合，其端面凸设有与第一前凸起1121相对的第一后凸起121，以用于与坯料上的第一腰形定位孔止转配合插接。具体地，第一前冲组件11包括第一冲管111和第一前冲棒112；第一冲管111朝向第一型腔10的一端内凹形成有圆弧内槽1110，以与法兰槽100界定配合成型所述的圆头；第一前冲棒112同轴穿设于第一冲管111内，其端面凸设有用于成型第一腰形沉孔的第一前凸起1121。

第二模具2包括第二型腔20、第二前冲棒21、第二后冲棒22；第二型腔20用于成型预法兰、预六角棱柱和第二凸台的外壁形状；第二前冲棒21朝向第二型腔20的一端凸设有第二前凸起211，以用于成型第二次成型镦工序中坯料所需成型的第二腰形沉孔，第二前凸起211的高度大于第一前凸起1121；第二后冲棒22与第二型腔20止转配合，其端面凸设有与第二前凸起211相对且高度大于第一后凸起121的第二后凸起221，以用于加深坯料上的第一腰形定位孔的深度并成型为第二腰形定位孔。

第三模具3包括第三型腔30、第三前冲组件31和第三后冲棒32；第三型腔30用于成型正法兰段、六角棱柱段和凸台段的外壁形状；第三前组件的端部置入第三型腔30内以成型坯料上的正法兰段的端面且其端面上凸设有朝向第三型腔30的第三前凸起3121，以镦深第二腰形沉孔并形成第三腰形沉孔，第三前凸起3121的高度大于第二前凸起211；第三后冲棒32与第三型腔30止转配合，其端面凸设有与第三前凸起3121相对且高度大于第二后凸起221的第三后凸起321，以用于加深坯料上的第二腰形定位孔的深度并成型为第三腰形定位孔；第三前冲组件包括第三冲管311和第三前冲棒312；第三冲管311的端面用于成型正法兰段的端面；第三前冲棒312同轴穿设于第三冲管311内，其端面凸设有第三前凸起3121，以用于成型第三腰形沉孔。

第四模具4包括第四型腔40、前冲芯管41、第四后冲棒42和推管43；第四型腔40设有偏心槽400，以在正法兰段置入于其内时轴向裁切成型为所需的偏心法兰段；前冲芯管41内设有轴向通孔411，其朝向第四型腔40的一端设有与偏心槽400适配且可置入偏心槽400内的冲抵部，以用于将正法兰段冲入偏心槽400内；第四后冲棒42用于朝轴向通孔411内冲出隔断坯料中第三腰形沉孔和第三腰形定位孔的部分；推管43套设于第四后冲棒42外周，以用于将成型坯料顶出第四型腔40。

第五模具5用于下料，其包括静刀座51和可相对静刀座51滑动的动刀座52；静刀座51定位夹持经校直的原材料，动刀座52的刀口相对静刀座51的上端面运行，以切断原材料露出静刀座51上端面的部分并得到所需长度的坯料。

第六模具6位于第一模具1的前一工位上，以用于整形坯料，其包括整形腔60和第六前冲棒61，整形腔60用于在坯料的一端形成外倒角；第六前冲棒61用于向整形腔60内冲入并在坯料的另一端成型内倒角；整形腔60内设有相衔接的第一倾斜面601和第二倾斜面602，以在坯料的一端形成相接的第一倒角和第二倒角。

第七模具7设于第六模具6和第一模具1之间，其包括定位腔70和第七前冲棒71；定位腔70与整形腔60相同，以供成型有内倒角和外倒角的坯料置入；第七前冲棒71设有朝向定位腔70的腰形凸起711，以在坯料成型有内倒角的一端成型坯料上的第一腰形定位孔。

应当理解，第六模具6、第七模具7、第一模具1、第二模具2、第三模具3和第四模具4中均设置有模座、模仁和固定座，模座上设有轴向的通孔，模仁固定于通孔中，并在其内形成有供坯料装入和成型的相应的型腔；固定座用于供各后冲棒滑动装设，且各后冲棒均通过一顶杆进行顶抵，以冲抵坯料。

通过上述实施例可知，本实用新型的技术方案中冷镦成型组合模具所基于的冷镦成型工艺中通过采用三次成型镦工序以对坯料分三次逐渐成型正法兰段、六角棱柱段和凸台段，以使模具受力能够均匀分配，避免模具一次受力过大，因此，可以有效提高模具的使用寿命；此外，分三步成型的形式还可以使正法兰段、六角棱柱段和凸台段在成型过程中能够从不饱和形状逐渐成型为饱和形状，因此，所成型的正法兰段、六角棱柱段和凸台段更为饱和和美观；正法兰段的成型不存在法兰面和边缘出现失料现象，有效提高了成品的精度，有利于满足企业的生产需求；腰形沉孔和腰形定位孔也均通过分三步逐渐成型，可以避免冲棒吸附坯料的情况，从而缓解了坯料对冲棒产生较大的抱紧力而无法顺利脱料的现象，进一步地可以取消模具中推管43的使用，避免出现推管开裂、变形、胀大或卡死的情况，有效提高了冲棒和模具的使用寿命。

通过采用先成型正法兰段后轴向冲裁形成偏心法兰段的方式，可以使得法兰在镦制成型的过程中各个部位的锻造流速一致，确保所成型的法兰饱和、不失料，外观上不存在凸刺现象，提高所成型的正法兰段的精度；操作简单，同时，避免了偏心冲棒或非对称结构的冲棒的设置，减小冲棒在镦制过程中所受的弯扭应力，避免冲棒出现磨损和断裂的现象。

第一模具1中第一前冲组件11与第一型腔10上的法兰槽100配合界定并形成坯料上的圆头，由于法兰槽100的直径大于圆头直径，因此，成型时第一前冲组件11一端应伸入法兰槽100内，以界定成型坯料的圆头，并使第一前冲组件11的外壁可与法兰槽100的槽壁配合定位，进而提高模具在结构成型时的结构稳定性，保证圆头的成型精度；所成型的圆头高度与第一腰形定位孔的深度差在0.2mm之内，以避免第一腰形沉孔的深度一次成型过深而受径向法兰的径向拉动作用产生扩孔现象；坯料上的第一腰形沉孔的成型通过第一前冲棒112上的第一前凸起1121镦入成型，结构简单、操作便利；坯料上的第一腰形定位孔与第一后冲棒12上的第一后凸起121插接并形成止转配合，以保证坯料在镦制的过程中不发生转动，以提高成型的精度，保证第一腰形沉孔与第一腰形定位孔能够准确相对；第一腰形定位孔的设置还能够使得坯料在后续冷镦成型的过程中能够与模具形成止转配合，避免坯料在镦制过程中相对模具发生转动而损坏坯料，生产过程稳定，成型产品的精度更高。

第一模具1中第一冲管111上形成有圆弧内槽1110以与第一型腔上的法兰槽100配合界定并形成坯料上的圆头，由于法兰槽的直径大于圆头直径，因此，成型时第一冲管111设有圆弧内槽1110的一端应伸入法兰槽内，以界定成型坯料的圆头，第一冲管的外壁可与法兰槽的槽壁配合定位，进而提高模具在结构成型时的结构稳定性，进一步保证了圆头的成型精度。

第二模具2将坯料的圆头成型为预法兰；预法兰与正法兰段的直径差在2mm之内，以使预法兰边缘能够接近抵接模具中的第二型腔20中的法兰槽的侧壁，进而减轻第二腰形沉孔成型时产生扩孔的现象；通过第二前冲棒21上的第二前凸起211对第二型腔20内的坯料进行镦制，以镦深坯料上的第一腰形沉孔，同时，通过第二后冲棒22上高度大于第一后凸起1121的第二后凸起221，使得镦制之后坯料上的第一腰形定位孔也继续加深，但由第二模具2所成型的第二腰形定位孔和第二腰形沉孔的加深深度不足以使坯料产生较大的高度形状上的变化，因此，也就不会产生对第二前凸起211或第二后凸起221的较大的抱紧力，从而方便了成型之后的脱料操作，同时，也就取消了模具中推管43(作用为：用于在出料时推动坯料以进行脱料)的使用，避免了由于镦制而造成推管43变形或卡死现象的产生，提高模具的使用寿命。

第三模具3中，通过第三前冲棒312组件中的第三前凸起3121继续加深第二腰形沉孔，以及通过第三后冲棒32上的第三后凸起321继续加深第二腰形定位孔，其中，隔断第二腰形沉孔和第二腰形定位孔的部分在后续工序中需要冲除，根据体积不变原则，冲孔工序之后坯料的形状不会发生太大的变化，因此，在本模具中需要同时完成了正法兰段、六角棱柱段和凸台段的成型，模具的结构简单，动作可靠，同样的，在该模具中所成型的第三腰形定位孔和第三腰形沉孔的加深深度不足以使坯料产生较大的高度形状上的变化，因此，也就不会产生对第三前凸起3121或第三后凸起321的较大的抱紧力，从而方便了成型之后的脱料操作，同时，也就取消了模具中推管43的使用，避免了由于镦制而造成壁面较薄的推管43变形或卡死现象的产生，提高模具的使用寿命。

第四模具4通过第四后冲棒42将坯料中隔断第三腰形沉孔和第三腰形定位孔的部分冲至前冲芯管41的轴向通孔411内，同时，前冲芯管41上偏心设置的冲抵部在将坯料的正法兰段冲入至偏心槽内时可将正法兰段进行轴向裁切以形成所需的偏心法兰，模具的结构简单、动作可靠，且所成型的偏心法兰的形状规整、饱和且均匀，精度较高。

第五模具5和第六模具6的结构简单、操作便利；第五模具5获得线型的坯料，保证坯料尺寸的一致性，以使同批次所成型的螺母的形状大小能够一致；第六模具6所形成的外倒角可以与第一次成型镦工序中的坯料具有更好的贴合度，从而便于成型圆头，内倒角的形成则方便了模具在坯料上形成腰形定位孔；坯料上所成型的外倒角包括第一倒角和第二倒角，更进一步地使坯料的端部形状能够贴近模具上的圆弧形状，从而进一步提高坯料上圆头形成的可靠性和成型精度。

第七模具7可用于可靠成型第一次成型镦工序中坯料所需的第一腰形定位孔，其结构简单，操作便利，坯料在进行正法兰段、六角棱柱段和凸台段的镦制之前形成腰形定位孔，可使得坯料在冷镦成型时能够与模具形成止转配合，避免坯料在镦制过程中相对模具发生转动而损坏坯料，生产过程稳定，成型产品的精度更高。

综合以上分析，本实用新型公开的技术方案解决了说明书所列的全部技术问题，实现了相应的技术效果。

上述说明书和实施例的描述，用于解释本实用新型保护范围，但并不构成对本实用新型保护范围的限定。通过本实用新型或上述实施例的启示，本领域普通技术人员结合公知常识、本领域的普通技术知识和/或现有技术，通过合乎逻辑的分析、推理或有限的试验可以得到的对本实用新型实施例或其中一部分技术特征的修改、等同替换或其他改进，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种带凸台的偏心法兰螺母的冷镦成型组合模具，所述偏心法兰螺母内轴向贯穿有腰形孔，且包括沿轴向依次设置的偏心法兰段、六角棱柱段和圆柱形的凸台段，且其在三次依次设置的成型镦工序中分三次逐渐成型有正法兰段、六角棱柱段和凸台段，所述正法兰段与六角棱柱段和凸台段同轴；其特征是：包括依次设置的第一模具、第二模具、第三模具和第四模具；

所述第一模具、第二模具和第三模具用于作为三次依次设置的成型镦工序的模具载体；其中，第一模具用于使坯料沿轴向成型圆头、周向均布的六个梯形面和第一凸台且在圆头内同轴成型第一腰形沉孔以及与第一凸台内的一第一腰形定位孔止转插接，其上设有用于成型圆头的法兰槽，所述法兰槽的直径大于圆头直径；所成型的圆头高度与所述第一腰形定位孔的深度差在0.2mm之内；

所述第二模具用于使坯料沿轴向成型预法兰、预六角棱柱和第二凸台且镦深第一腰形沉孔以形成第二腰形沉孔以及镦深第一腰形定位孔以形成第二腰形定位孔；预法兰直径与正法兰段的直径差在2mm之内；

所述第三模具用于使坯料沿轴向成型正法兰段、六角棱柱段和凸台段且镦深第二腰形沉孔以形成第三腰形沉孔以及镦深第二腰形定位孔以形成第三腰形定位孔；

所述第四模具用于冲通第三腰形沉孔和第三腰形定位孔以及轴向冲裁正法兰段以形成偏心法兰。

2.如权利要求1所述的一种带凸台的偏心法兰螺母的冷镦成型组合模具，其特征是：所述第一模具包括第一型腔、第一前冲组件和第一后冲棒；所述第一型腔用于成型所述的圆头、周向均布的六个梯形面和第一凸台的外壁形状；且第一型腔设有所述的法兰槽；所述第一前冲组件用于与法兰槽界定配合成型所述的圆头，并在圆头内成型所述的第一腰形沉孔；所述第一后冲棒用于与第一凸台内的第一腰形定位孔止转插接。

3.如权利要求2所述的一种带凸台的偏心法兰螺母的冷镦成型组合模具，其特征是：所述第一前冲组件包括第一冲管和第一前冲棒；所述第一冲管朝向第一型腔的一端内凹形成有圆弧内槽，以与法兰槽界定配合成型所述的圆头；所述第一前冲棒同轴穿设于第一冲管内，其端面凸设有用于成型第一腰形沉孔的第一前凸起；所述第一后冲棒的端面凸设有与第一腰形定位孔止转插接的第一后凸起。

4.如权利要求1所述的一种带凸台的偏心法兰螺母的冷镦成型组合模具，其特征是：所述第二模具包括第二型腔、第二前冲棒和第二后冲棒；所述第二型腔用于成型预法兰、预六角棱柱和第二凸台的外壁形状；所述第二前冲棒朝向第二型腔的一端凸设有高度大于第一前凸起的第二前凸起，以用于成型所述的第二腰形沉孔；所述第二后冲棒朝向第二型腔的一端凸设有与第二前凸起相对且高度大于第一后凸起的第二后凸起，以用于成型所述的第二腰形定位孔。

5.如权利要求1所述的一种带凸台的偏心法兰螺母的冷镦成型组合模具，其特征是：所述第三模具包括第三型腔、第三前冲组件和第三后冲棒；所述第三型腔用于成型正法兰段、六角棱柱段和凸台段的外壁形状；所述第三前冲组件端部置入第三型腔内以成型正法兰段的端面且镦深第二腰形沉孔以形成第三腰形沉孔；所述第三后冲棒端部置入第三型腔内以成型凸台段的端面且镦深第二腰形定位孔以形成第三腰形定位孔。

6.如权利要求5所述的一种带凸台的偏心法兰螺母的冷镦成型组合模具，其特征是：所述第三前冲组件包括第三冲管和第三前冲棒；所述第三冲管的端面用于成型正法兰段的端面；所述第三前冲棒同轴穿设于第三冲管内，其端面凸设有第三前凸起，以用于成型第三腰形沉孔。

7.如权利要求1所述的一种带凸台的偏心法兰螺母的冷镦成型组合模具，其特征是：所述第四模具包括第四型腔、前冲芯管、第四后冲棒和推管；所述第四型腔设有偏心槽，以在正法兰段置入其内时轴向裁切成型为所述的偏心法兰段；所述前冲芯管内设有轴向通孔，其朝向第四型腔的一端设有与偏心槽适配且可置入偏心槽内的冲抵部；所述第四后冲棒用于朝轴向通孔内冲出隔断第三腰形沉孔和第三腰形定位孔的部分；所述推管套设于第四后冲棒外，以用于将成型坯料顶出第四型腔。

8.如权利要求1所述的一种带凸台的偏心法兰螺母的冷镦成型组合模具，其特征是：还包括依序设置的第五模具和第六模具；所述第五模具用于下料，其包括静刀座和可相对静刀座滑动的动刀座；所述静刀座定位夹持经校直的原材料；所述动刀座运行切断原材料以得到所需长度的坯料；

所述第六模具位于第一模具的前一工位上，以用于整形坯料，其包括整形腔和第六前冲棒；所述整形腔内设有相衔接的第一倾斜面和第二倾斜面，以在坯料的一端形成相接的第一倒角和第二倒角；所述第一倒角的大小为15-25°；所述第二倒角的大小为45-55°；所述第六前冲棒用于在坯料的另一端成型内倒角。

9.如权利要求8所述的一种带凸台的偏心法兰螺母的冷镦成型组合模具，其特征是：还包括设于第六模具和第一模具之间的第七模具；所述第七模具包括定位腔和第七前冲棒；所述定位腔的形状和整形腔相同；所述第七前冲棒设有朝向定位腔的腰形凸起，以在坯料成型有内倒角的一端成型所述的第一腰形定位孔。

10.如权利要求1所述的一种带凸台的偏心法兰螺母的冷镦成型组合模具，其特征是：所述第一模具、第二模具、第三模具和第四模具均设有夹具，以用于将其所成型的坯料夹取至位于下一工位的模具上。