CN210080388U - 热压模具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种热压模具，用于在棒料的外壁面上加工外花键，包括模具主体以及设于模具主体内的用于供加热后的棒料受压后进入的模腔，模腔内壁面上设有与所需加工的外花键相匹配的内花键，模腔的径向尺寸与由棒料成型的零件的设计径向尺寸相等。本实用新型的热压模具，通过设置与待成型零件的设计径向尺寸相等的模腔，并且在模腔内壁面设有与所需加工的外花键相匹配的内花键，将加热后膨胀且硬度降低的棒料压入模腔中，棒料在模腔中冷却成型，操作简单，加工周期短，加工成本低，且棒料直接在模腔中冷却成型，形成与模腔内壁面上的内花键相匹配的外花键，外花键的加工误差小，尺寸易于控制。
Description
技术领域
本实用新型涉及花键加工技术领域，特别地，涉及一种用于在棒料的外壁面上加工外花键的热压模具。
背景技术
在航空发动机的固定盘或机匣上需要使用到带有外花键的自锁螺母，通过使用带有内花键的套筒扳手将带有外花键的自锁螺母锁紧。加工带有外花键的自锁螺母时，先在棒料的外壁面上加工外花键，再在棒料上进行内螺纹的加工，现有技术中，通过专用滚齿设备采用滚齿刀进行外花键的加工，包括粗加工、半精加工和光整加工，加工周期长，并且当工件为高温合金材料，需要使用硬质合金制成的滚齿刀，价格比较高。
实用新型内容
本实用新型提供了一种热压模具，以解决现有的在棒料的外壁面上加工外花键的加工周期长，加工成本高的技术问题。
本实用新型提供一种热压模具，用于在棒料的外壁面上加工外花键，包括模具主体以及设于模具主体内的用于供加热后的棒料受压后进入的模腔，模腔内壁面上设有与所需加工的外花键相匹配的内花键，模腔的径向尺寸与由棒料成型的零件的设计径向尺寸相等。
进一步地，模具主体包括模芯以及紧密套于模芯上的模套，模腔设于模芯内；模套用于对模芯进行径向限位，以防止加热后的棒料进入模腔时使模芯受热而沿径向变形。
进一步地，模芯采用硬质合金材料制成，模套采用合金钢材料制成。
进一步地，内花键的键槽宽度为0-5mm，内花键的键槽深度为0-3mm。
进一步地，棒料的轴向尺寸为10mm-50mm，模腔的轴向尺寸比棒料的轴向尺寸大10mm-30mm。
进一步地，模腔用于供棒料进入的入口端设有用于引导棒料受压进入模腔的引导结构。
进一步地，引导结构包括引导开口以及用于将引导开口与模腔连通的过渡腔，过渡腔的径向尺寸由引导开口向模腔渐缩。
进一步地，引导开口的径向尺寸比模腔的径向尺寸大1mm-2mm，引导开口的轴向尺寸为2mm-5mm。
进一步地，过渡腔的壁面的倾斜角度为30度-60度。
进一步地，引导开口的出口端与过渡腔的入口端为圆角过渡连接，圆角的半径为0.2mm-0.5mm。
本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型的热压模具，通过设置与待成型零件的设计径向尺寸相等的模腔，并且在模腔内壁面设有与所需加工的外花键相匹配的内花键，棒料加热后膨胀且硬度降低，将加热后膨胀且硬度降低的棒料压入模腔中，棒料在模腔中冷却成型，成型后的棒料的外壁面形成所需加工的外花键且径向尺寸与待成型零件的设计径向尺寸相等，操作简单，加工周期短，加工成本低，且棒料直接在模腔中冷却成型，形成与模腔内壁面上的内花键相匹配的外花键，外花键的加工误差小，尺寸易于控制。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1是本实用新型优选实施例的剖面结构示意图；
图2是本实用新型优选实施例的俯视结构示意图。
图例说明：
1、模腔；2、内花键；3、模芯；4、模套；5、引导结构。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。
图1是本实用新型优选实施例的剖面结构示意图；图2是本实用新型优选实施例的俯视结构示意图。
如图1和图2所示，本实施例的热压模具，用于在棒料的外壁面上加工外花键，包括模具主体以及设于模具主体内的用于供加热后的棒料受压后进入的模腔1，模腔1内壁面上设有与所需加工的外花键相匹配的内花键2，模腔1的径向尺寸与由棒料成型的零件的设计径向尺寸相等。本实用新型的热压模具，通过设置与零件设计的径向尺寸相等的模腔1，并且在模腔1内壁面设有与所需加工的外花键相匹配的内花键2，棒料加热后膨胀且硬度降低，将加热后膨胀且硬度降低的棒料压入模腔1中，棒料在模腔1中冷却成型，成型后的棒料的外壁面形成所需加工的外花键且径向尺寸与零件设计的径向尺寸相等，操作简单，加工周期短，且棒料直接在模腔1中冷却成型，形成与模腔1内壁面上的内花键2相匹配的外花键，外花键的加工误差小，尺寸易于控制。根据棒料的材料特性，选择合适的加热保温条件。在本实施例中，采用热压模具进行自锁螺母的外花键加工，棒料为CH4169高温合金，将棒料加热至900±10℃并保温3秒-5秒后，采用冲压设备将棒料压至模腔1中，冷却成型后将棒料取出进行内螺纹的加工。模腔1内的表面光滑度与零件要求的表面光滑度一致，因此外花键一次成型，无需再进行光整加工，进一步缩短了加工周期，降低了加工成本。
如图1和图2所示，模具主体包括设有模腔1的模芯3以及紧密套于模芯3上的模套4，模套4用于对模芯3进行径向限位，以防止加热后的工件进入模腔1时模芯3受热后沿径向变形。在棒料的加热温度下，模芯3的材料屈服强度大于棒料的材料屈服强度，因此加热后的棒料压入模腔1后，模腔1内壁面上的内花键2不会受压变形，确保棒料外壁面上成型的外花键的加工精度。并且为避免模芯3受压沿径向扩张变形而导致棒料成型后的径向尺寸误差大，模芯3需保证一定的厚度，但由于屈服强度高的金属材料的价格比较昂贵，若采用很厚的模芯3则经济成本比较高，因此通过在模芯3外紧密套设一个模套4以防止模芯3受热后沿径向变形。在本实施例中，棒料为CH4169高温合金，模芯3为硬质合金制成，模套4为合金钢制成。
如图1和图2所示，内花键2的键槽的宽度为0-5mm，内花键2的键槽的深度为0-3mm。由于棒料在加热后，金属屈服强度下降，抵抗变形能力下降，但变形能力有限，采用热压模具适合于键槽宽度范围为0-5mm和键槽深度范围为0-3mm的外花键的加工。当采用内花键2的键槽的宽度大于5mm，键槽的深度大于3mm的热压模具在棒料的外壁面加工相匹配的外花键时，易出现加热后的棒料被压入模腔1后，棒料外壁面变形的金属材料无法完全填充于内花键2中，导致外花键的加工误差大。在本实施例中，内花键2的键宽尺寸为0.5mm。
如图1和图2所示，棒料的长度尺寸为10mm-50mm，模腔1的长度尺寸比棒料的长度尺寸大10mm-30mm。若棒料的长度尺寸小于10mm，将棒料沿轴向压至模腔中时，棒料容易沿径向偏移，操作难度大；若棒料的长度尺寸大于50mm，难以将外花键成型后的棒料从深长的模腔1中取出。
如图1和图2所示，模腔1用于棒料进入的入口端设有用于引导棒料受压进入模腔1的引导结构5。由于棒料加热后膨胀，径向尺寸大于模腔1的径向尺寸，通过引导结构5引导棒料进入模腔1，避免棒料发生偏斜而无法完全进入模腔1中或者在模腔1中受力不均导致外花键的加工误差大。可选地，引导结构5为设于模腔1入口端面的锥形口。在本实施例中，引导结构5包括引导开口以及用于将引导开口与模腔1连通的过渡腔，过渡腔的径向尺寸由引导开口向所述模腔1渐缩。引导开口的径向尺寸比模腔1的径向尺寸大1mm-2mm，引导开口的长度尺寸为2mm-5mm。过渡腔的壁面的倾斜角度为30度-60度。通过设置斜面使棒料的径向尺寸逐渐变小，引导棒料进入模腔1的同时还避免棒料受压变形时径向尺寸突然变小而应力过于集中。引导开口的出口端与过渡腔的入口端为圆角过渡连接，圆角的半径为0.2mm-0.5mm。通过将引导开口的出口端与斜面的入口端采用圆角过渡连接，避免棒料受压变形时应力过于集中。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种热压模具，用于在棒料的外壁面上加工外花键，其特征在于，
包括模具主体以及设于所述模具主体内的用于供加热后的棒料受压后进入的模腔(1)，所述模腔(1)内壁面上设有与所需加工的外花键相匹配的内花键(2)，
所述模腔(1)的径向尺寸与由棒料成型的零件的设计径向尺寸相等。
2.根据权利要求1所述的热压模具，其特征在于，
所述模具主体包括模芯(3)以及紧密套于所述模芯(3)上的模套(4)，所述模腔(1)设于所述模芯(3)内；
所述模套(4)用于对所述模芯(3)进行径向限位，以防止加热后的棒料进入所述模腔(1)时使所述模芯(3)受热而沿径向变形。
3.根据权利要求2所述的热压模具，其特征在于，
所述模芯(3)采用硬质合金材料制成，所述模套(4)采用合金钢材料制成。
4.根据权利要求1所述的热压模具，其特征在于，
所述内花键(2)的键槽宽度为0-5mm，所述内花键(2)的键槽深度为0-3mm。
5.根据权利要求1所述的热压模具，其特征在于，
棒料的轴向尺寸为10mm-50mm，所述模腔(1)的轴向尺寸比棒料的轴向尺寸大10mm-30mm。
6.根据权利要求1所述的热压模具，其特征在于，
所述模腔(1)用于供棒料进入的入口端设有用于引导棒料受压进入所述模腔(1)的引导结构(5)。
7.根据权利要求6所述的热压模具，其特征在于，
所述引导结构(5)包括引导开口以及用于将所述引导开口与所述模腔(1)连通的过渡腔，所述过渡腔的径向尺寸由所述引导开口向所述模腔(1)渐缩。
8.根据权利要求7所述的热压模具，其特征在于，
所述引导开口的径向尺寸比所述模腔(1)的径向尺寸大1mm-2mm，
所述引导开口的轴向尺寸为2mm-5mm。
9.根据权利要求7所述的热压模具，其特征在于，
所述过渡腔的壁面的倾斜角度为30度-60度。
10.根据权利要求7所述的热压模具，其特征在于，
所述引导开口的出口端与所述过渡腔的入口端为圆角过渡连接，圆角的半径为0.2mm-0.5mm。
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| CN201920343649.1U CN210080388U (zh) | 2019-03-18 | 2019-03-18 | 热压模具 |
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| CN201920343649.1U CN210080388U (zh) | 2019-03-18 | 2019-03-18 | 热压模具 |
Publications (1)
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| CN201920343649.1U Active CN210080388U (zh) | 2019-03-18 | 2019-03-18 | 热压模具 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113618333A (zh) * | 2021-07-16 | 2021-11-09 | 中航动力株洲航空零部件制造有限公司 | 自锁螺母加工方法及自锁螺母 |
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2019
- 2019-03-18 CN CN201920343649.1U patent/CN210080388U/zh active Active
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