CN209935740U - 一种内四方套筒螺母的冷成形多工位模具 - Google Patents
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Abstract
一种内四方套筒螺母的冷成形多工位模具，包括从右至左依次设置有整形模、预成形模、复合挤压模、浮动闭式四方孔模、外直齿模及冲孔模，整形模用于平整盘料的两端面，预成形模用于挤压盘料两端上的凹穴及下端倒角部，复合挤压模用于挤压套筒螺母的内圆孔及台阶状外形，浮动闭式四方孔模用于挤压套筒螺母的四方孔，外直齿模用于挤压四方孔外圆面上的直齿，冲孔模用于冲压出套筒螺母内的减重孔；每个工位一次加工完成，产品生产效率可达40‑50件/分，减少了辅助工序及车削加工，实现高效生产，降低了生产成本。
Description
技术领域
本实用新型属于套筒螺母冷成型领域，尤其是一种内四方套筒螺母的冷成形多工位模具。
背景技术
如图1所示内四方套筒螺母8的结构，内四方套筒螺母的外表面呈台阶状，上台阶801的外直径大于下台阶802的外圆直径、且两者通过过渡部803连接，内四方套筒螺母的内腔从上至下依次分为内圆孔804、减重孔805、四方孔806，如图2所示四方孔外圆面上设有多个直齿807，直齿呈凹槽状；此异形螺母为新设计产品，结构体积小，装配空间小，轻量化，紧固强度高。
目前未有现成的冷成形工艺，其多采用分序挤压成形或自动冷成形、加其他辅助加工，工序多，流程长，生产效率低，加工成本高。
发明内容
本实用新型提供了一种内四方套筒螺母的冷成形方法及其多工位模具，采用多工位连续冷成形工艺，完成一次加工，提高生产效率，降低成本。
为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：
一种内四方套筒螺母的冷成形多工位模具，其特征在于：包括从右至左依次设置有整形模、预成形模、复合挤压模、浮动闭式四方孔模、外直齿模及冲孔模，整形模用于平整盘料的两端面，预成形模用于挤压盘料两端上的凹穴及下端倒角部，复合挤压模用于挤压套筒螺母的内圆孔及台阶状外形，浮动闭式四方孔模用于挤压套筒螺母的四方孔，外直齿模用于挤压四方孔外圆面上的直齿，冲孔模用于冲压出套筒螺母内的减重孔。
对上述技术方案进一步地限定，所述浮动闭式四方孔模由上模和下模组成，上模的结构为：包括上模壳、上冲头、上顶料套筒、上顶料器，冲模壳与上冲头的后端连接，上顶料套筒设置在上冲头上，上顶料套筒的顶料端和上冲头的挤压端能伸入至下模的成型腔内，上顶料器固定在上冲模壳上，上顶料套筒通过上顶料器能在上冲头上滑动；下模的结构为：包括下模壳、浮动模、浮动弹簧、冲头座、四方孔冲头、下顶料套筒、下顶料器，浮动模、浮动弹簧、冲头座在下模壳内从前至后依次设置，浮动模通过浮动弹簧能在下模壳内浮动，位于浮动弹簧内的四方孔冲头固定在冲头座上，下顶料套筒设置在四方孔冲头上，四方孔冲头的挤压端和下顶料套筒的顶料端位于浮动模的成型腔内，下顶料器固定在冲头座上，下顶料套筒通过下顶料器能在四方孔冲头上滑动。
对上述技术方案进一步地限定，所述上顶料器包括在上冲模壳内从前至后依次设置的上冲头座、上顶料销座、上顶料杆导向座，上冲头座用于固定位于上顶料套筒内的上冲头，上顶料销座内设有上顶料销，上顶料销的前端从上冲头座内穿出后能抵靠在上顶料套筒的后端面上，上顶料销的后端位于顶料杆导向座内，上顶料杆导向座内设有上顶料杆，上顶料杆通过顶料销能推动上顶料套筒座进行顶料动作。
对上述技术方案进一步地限定，所述下顶料器由下顶料销座、下顶料销、下顶料杆导向筒、下顶料杆、下顶料弹簧，下顶料销座与冲头座固定连接，下顶料销位于下顶料销座内，下顶料销的顶料端从冲头座内穿出后能抵靠在下顶料套筒的端面上，下顶料杆导向筒与下顶料销座固定连接，下顶料杆和下顶料弹簧位于下顶料杆导向筒内，下顶料杆通过下顶料弹簧能依次推动下顶料销、下顶料套筒。
有益效果：本实用新型采用多工位连续冷成形工艺，每个工位一次加工完成，产品生产效率可达40-50件/分，减少了辅助工序及车削加工，实现高效生产，降低了生产成本。
附图说明
图1是背景技术中的四方孔螺母的结构示意图。
图2是图1中的螺母四方孔端的截面示意图。
图3是本实用新型中多工位模具结构示意图。
图4是本实用新型中浮动闭式四方孔模结构示意图。
图5是图4的上模结构示意图。
图6是图4的下模结构示意图。
图7是图4的使用状态图。
具体实施方式
根据产品尺寸设计最终毛坯图，确定需冲孔连皮位置及厚度，计算其需使用的材料体积V，依据塑性成形毛坯体积不变原理，初步选取原材料外径为d0、长度为L0，尽量满足L0/d0≥0.5，以保证切断质量；各工位为便于上道毛坯放入，从一序到六序其外径间隙取依次放大0.05-0.10mm，内径间隙缩小0.05-0.10mm，3、4、5序毛坯孔深尺寸相同，依据体积不变计算出各个工序毛坯尺寸；所述原材料必须进行球化退火处理使之有均匀、球形的晶粒结构，金相组织要求4～6级；硬度范围140～160HB；材料表面经磷皂化处理，磷化层均匀、致密。
如图3所示，一种内四方套筒螺母的冷成形多工位模具，包括从右至左依次设置有整形模1、预成形模2、复合挤压模3、浮动闭式四方孔模4、外直齿模5及冲孔模6，整形模用于平整盘料的两端面，预成形模用于挤压盘料两端上的凹穴及下端倒角部，复合挤压模用于挤压套筒螺母的内圆孔及台阶状外形，浮动闭式四方孔模用于挤压套筒螺母的四方孔，外直齿模用于挤压四方孔外圆面上的直齿，冲孔模用于冲压出套筒螺母内的减重孔；
如图4所示，所述浮动闭式四方孔模4由上模和下模组成，上模的结构为：包括上模壳401、上冲头402、上顶料套筒403、上顶料器404，冲模壳与上冲头的后端连接，上顶料套筒设置在上冲头上，上顶料套筒的顶料端和上冲头的挤压端能伸入至下模的成型腔内，上顶料器固定在上冲模壳上，上顶料套筒通过上顶料器能在上冲头上滑动；下模的结构为：包括下模壳405、浮动模406、浮动弹簧407、冲头座408、四方孔冲头409、下顶料套筒410、下顶料器411，浮动模、浮动弹簧、冲头座在下模壳内从前至后依次设置且冲头座与下模壳固定连接，浮动模通过浮动弹簧能在下模壳内浮动，位于浮动弹簧内的四方孔冲头固定在冲头座上，下顶料套筒设置在四方孔冲头上，四方孔冲头的挤压端和下顶料套筒的顶料端位于浮动模的成型腔内，下顶料器固定在冲头座上，下顶料套筒通过下顶料器能在四方孔冲头上滑动；
如图5所示，所述上顶料器404包括在上冲模壳内从前至后依次设置的上冲头座4041、上顶料销座4042、上顶料杆导向座4043组成的固定结构，上冲头座用于固定位于上顶料套筒内的上冲头，顶料套筒的顶料端和上冲头的挤压端从上冲模壳内延伸出，上顶料销座内设有能作滑动的上顶料销4044，上顶料销的前端从上冲头座内穿出后能抵靠在上顶料套筒后端上的座体，上顶料销的后端位于顶料杆导向座内，上顶料杆导向座内设有能作滑动的上顶料杆4045，上顶料杆通过顶料销能推动上顶料套筒座进行顶料动作；
如图6所示，所述下顶料器411由下顶料销座4111、下顶料销4112、下顶料杆导向筒4113、下顶料杆4114、下顶料弹簧4115，下顶料销座与冲头座固定连接，下顶料销位于下顶料销座内，下顶料销的顶料端从冲头座内穿出后能抵靠在下顶料套筒后端上的座体，下顶料杆导向筒与下顶料销座固定连接，下顶料杆和下顶料弹簧位于下顶料杆导向筒内，下顶料杆通过下顶料弹簧能依次推动下顶料销、下顶料套筒进行顶料动作；
所述整形模、预成形模、复合挤压模、外直齿模、冲孔模的结构相同，均由上模和下模组成，只是各自的型腔不相同而已；整形模、预成形模、复合挤压模、外直齿模、冲孔模均属于现有技术，其结构不作详细说明；所述整形模、预成形模、复合挤压模、浮动闭式四方孔模、外直齿模及冲孔模的上模按照有序排列方式固定在上模板的底面上，整形模、预成形模、复合挤压模、浮动闭式四方孔模、外直齿模及冲孔模的下模按照有序排列方式固定在下模板上，上模板通过导向柱与下模板连接。
多工位模具工作原理：本实用新型包括整形模、预成形模、复合挤压模、浮动闭式四方孔模、外直齿模及冲孔模六个工位，盘圆线材送入设备主机后，通过剪切机构的切料刀杆将剪断的盘料送入至第一工位，依次整形、预成形、复合挤压、四方孔成型、外直齿成型、冲孔六个工位一机完成，每个工位的工件由张闭式夹钳自动传送。如图7所示，所述浮动闭式四方孔模的工作原理：上模推入毛坯7进入下模的成型腔内，即上冲头的挤压端进入毛坯圆孔内用于定位毛坯，上顶料套筒的顶料端抵靠在毛坯端面上；毛坯进入成型腔后，下模的下顶料套筒的顶料端通过下顶料器抵靠在毛坯的下端面上，且四方孔冲头的挤压端位于下顶料套筒内；上模增大行程，由于毛坯上的台阶作用，毛坯与浮动模一起运动，浮动弹簧被压缩；进一步前行时，四方孔冲头的挤压端从下顶料套筒内穿出，毛坯接触四方孔冲头的挤压端，开始挤压，由于金属流动的速度大于上模前进的速度，这时就会出现毛坯与浮动模有相对运动的趋势，浮动弹簧提供弹力阻止此运动；毛坯成形后，上模后退，下顶料杆通过下顶料弹簧能依次推动下顶料销、下顶料套筒回位，将成型的毛坯随上模与下模脱离，设备上的凸轮顶动上顶料杆，顶料杆依次推动上顶料销、上顶料套筒将毛坯从上模上推出。
本实用新型的创新点：1）为便于自动连续成形，挤压内四方孔的工序放在外台阶及内孔工序后，避免在夹钳传送中，四方孔对不准下冲杆，使成形无法进行；2）浮动闭式四方孔模：模具采用硬质合金制成，毛坯采用过盈方式完整地压入浮动模成型腔中，弹簧的选取，在空间满足的情况下，应保证毛坯与浮动模无相对滑动，避免挤压四方孔时台阶过渡处再次被挤压，造成过渡处出现叠加状的双重台阶问题。
本说明书中未作详细说明之处，为本领域公知的技术。
Claims (4)
1.一种内四方套筒螺母的冷成形多工位模具，其特征在于：包括从右至左依次设置有整形模、预成形模、复合挤压模、浮动闭式四方孔模、外直齿模及冲孔模，整形模用于平整盘料的两端面，预成形模用于挤压盘料两端上的凹穴及下端倒角部，复合挤压模用于挤压套筒螺母的内圆孔及台阶状外形，浮动闭式四方孔模用于挤压套筒螺母的四方孔，外直齿模用于挤压四方孔外圆面上的直齿，冲孔模用于冲压出套筒螺母内的减重孔。
2.根据权利要求1所述一种内四方套筒螺母的冷成形多工位模具，其特征在于：所述浮动闭式四方孔模由上模和下模组成，上模的结构为：包括上模壳、上冲头、上顶料套筒、上顶料器，冲模壳与上冲头的后端连接，上顶料套筒设置在上冲头上，上顶料套筒的顶料端和上冲头的挤压端能伸入至下模的成型腔内，上顶料器固定在上冲模壳上，上顶料套筒通过上顶料器能在上冲头上滑动；下模的结构为：包括下模壳、浮动模、浮动弹簧、冲头座、四方孔冲头、下顶料套筒、下顶料器，浮动模、浮动弹簧、冲头座在下模壳内从前至后依次设置，浮动模通过浮动弹簧能在下模壳内浮动，位于浮动弹簧内的四方孔冲头固定在冲头座上，下顶料套筒设置在四方孔冲头上，四方孔冲头的挤压端和下顶料套筒的顶料端位于浮动模的成型腔内，下顶料器固定在冲头座上，下顶料套筒通过下顶料器能在四方孔冲头上滑动。
3.根据权利要求2所述一种内四方套筒螺母的冷成形多工位模具，其特征在于：所述上顶料器包括在上冲模壳内从前至后依次设置的上冲头座、上顶料销座、上顶料杆导向座，上冲头座用于固定位于上顶料套筒内的上冲头，上顶料销座内设有上顶料销，上顶料销的前端从上冲头座内穿出后能抵靠在上顶料套筒的后端面上，上顶料销的后端位于顶料杆导向座内，上顶料杆导向座内设有上顶料杆，上顶料杆通过顶料销能推动上顶料套筒座进行顶料动作。
4.根据权利要求2或3所述一种内四方套筒螺母的冷成形多工位模具，其特征在于：所述下顶料器由下顶料销座、下顶料销、下顶料杆导向筒、下顶料杆、下顶料弹簧，下顶料销座与冲头座固定连接，下顶料销位于下顶料销座内，下顶料销的顶料端从冲头座内穿出后能抵靠在下顶料套筒的端面上，下顶料杆导向筒与下顶料销座固定连接，下顶料杆和下顶料弹簧位于下顶料杆导向筒内，下顶料杆通过下顶料弹簧能依次推动下顶料销、下顶料套筒。
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