CN211990760U - 一种镦压冲头及镦压设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种镦压冲头及镦压设备，其中一镦压冲头包括镦冲成型段和位于镦冲成型段前端的预成型段，该镦冲成型段至少于柱状基体的前段部位形成数个周向上间隔分布的径向凸起；其中，径向凸起的横截面形状大致呈扇面形，且径向凸起的前段的径向尺寸值在镦冲方向上逐渐减小，本实用新型的镦压冲头在对制作螺盖的胚料进行镦冲时，可以在胚料上一次镦冲成形镦孔和径向凹槽，并且在径向凹槽的底部形成斜面，不存在胚料的去除，制作螺盖的胚料能得到充分的利用，从而降低制作成本。

Description

一种镦压冲头及镦压设备

技术领域

本实用新型涉及镦压设备技术领域,具体涉及一种镦压冲头及镦压设备。

背景技术

建筑中受力筋连接用的螺盖2’(如图1、图2所示)为具有复杂孔槽结合结构的薄壁零件，由于其孔21’和槽22’为一体结构，且孔22’和槽21’不但深浅不一还在轴向上存在过度斜面，因此在加工制造过程中较为复杂，传统的加工方法为在机床上先用车刀切削中间通孔，再用拉刀拉削中间通孔四周的径向凹槽；或者，直接在机床上用铣刀铣削孔和槽。无论是前一种加工方法还是后一种加工方法，都是采用在坯料上切削的方式成型螺盖的内部结构，因此工件内部大量的原材料被切削去除，由此形成的废料占比为工件原材料的60％以上，导致原材料利用率低，且切削加工耗时较多，造成螺盖的制造成本较高。因此，业内急需提供一种新的螺盖内部成型设备以提高原材料利用率。

实用新型内容

为解决上述的技术问题，本实用新型提供一种镦压冲头及镦压设备，以节约原材料。

为实现本实用新型的目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种镦压冲头，大致呈回转体状，包括镦冲成型段，该镦冲成型段至少于柱状基体的前段部位形成数个周向上间隔分布的径向凸起；其中，径向凸起的横截面形状大致呈扇面形，且径向凸起的前段的径向尺寸值在镦冲方向上逐渐减小。

一种镦压冲头，大致呈回转体状，包括镦冲成型段和位于镦冲成型段前端的预成型段，该镦冲成型段至少于柱状基体的前段部位形成数个周向上间隔分布的径向凸起；其中，径向凸起的横截面形状大致呈扇面形，且径向凸起的前段的径向尺寸值在镦冲方向上逐渐减小。

前述的镦压冲头中,预成型段的最大半径值小于或等于径向凸起至镦压冲头轴心线的最短直线距离；

前述的镦压冲头中,预成型段呈圆锥状或部分球头状或锥台状或带尖端的柱状。

前述的镦压冲头还包括位于镦冲成型段后端的安装段；

前述的镦压冲头中,径向凸起轴向位于柱状基体上，并且径向凸起长度为柱状基体长度的60％-100％。

前述的镦压冲头中,径向凸起与柱状基体之间光滑过渡；

前述的镦压冲头中,径向凸起的外侧面与周向两侧面之间具有圆弧角；

前述的镦压冲头中,径向凸起的周向两侧面与柱状基体的外侧面之间具有圆弧角。

前述的镦压冲头中,在垂直于镦冲方向的横截面中，径向凸起所对应的圆弧角α1大于或等于相邻两个径向凸起之间间隙所对应的圆弧角α2；

前述的镦压冲头中,在垂直于镦冲方向的横截面中，径向凸起的内圆弧长之和占柱状基体圆周长的60％至95％；优选的，径向凸起的内圆弧长之和占柱状基体圆周长的70％-80％。

前述的镦压冲头中,径向凸起的径向宽度为柱状基体直径的10％-30％；优选的，径向凸起的径向宽度为柱状基体直径的15％-25％。

前述的镦压冲头中,柱状基体和径向凸起为一体结构；

前述的镦压冲头中,镦冲成型段硬度为HRC63-70；优选的，镦冲成型段硬度为HRC64-67。

前述的镦压冲头中,镦冲成型段的表面粗糙度Ra≤1μm；优选的，镦冲成型段的表面粗糙度Ra≤0.6μm。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：由于镦压冲头的镦冲成型段在周向上间隔分布有径向凸起，因此在本实用新型的镦压冲头进行镦冲时，可以在制作螺盖的胚料上一次镦冲成形镦孔和径向凹槽；并且由于径向凸起的前段的径向尺寸值在镦冲方向上逐渐减小，从而在胚料上由径向凸起镦冲形成的径向凹槽的底端形成内径逐渐减小斜面；由此可知，本实用新型的镦压冲头在对制作螺盖的胚料进行镦冲时，可以在胚料上一次镦冲成形镦孔和径向凹槽，并且在径向凹槽的底部形成斜面，避免了如现有切削或铣削的加工方式的多次切割操作来形成孔和槽，本实用新型的镦压冲头减少了生产螺盖过程中的制作步骤，提高生产效率；并且镦孔和径向凹槽通过镦压冲头镦冲形成过程中，不存在胚料的去除，制作螺盖的胚料能得到充分的利用，从而降低制作成本。

另外，本实用新型还提供了一种镦压设备，具体方案如下：

一种镦压设备，包括多工位镦压模具，多工位镦压模具包括前述的镦压冲头。

本实用新型提供的镦压设备包含前述的镦压冲头，因而具有与镦压冲头相同的功能，且另由于镦压设备具有多工位镦压模具，胚料可以在一台镦压设备内经过多次镦压变形成螺盖，无需更换镦压设备，具有节约制造时间及减少操作流程的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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讲，在不付出创造性劳动性前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1是背景技术中螺盖的结构示意图；

图2是背景技术中螺盖的剖面示意图；

图3是实施例中第一种镦压冲头的结构示意图；

图4是实施例中第二种镦压冲头的结构示意图；

图5是实施例中第三种镦压冲头的结构示意图；

图6是实施例中螺盖使用状态下的截面示意图；

图7是实施例中第四种镦压冲头的结构示意图；

图8是实施例中第五种镦压冲头的结构示意图；

图9是实施例中第六种镦压冲头的结构示意图；

图10是实施例中镦冲成型段的截面示意图；

图11是实施例中多工位镦压模具的结构示意图；

图12是实施例中镦冲步骤中胚料镦冲变形的截面示意图。

附图标记：1、多工位镦压模具；10、镦压冲头；11、镦冲成型段；111、柱状基体；112、径向凸起；113、定位部；12、预成型段；13、安装段；20、母模；2、螺盖；21、径向凹槽；22、镦孔；3、卡止件；4、插杆。2’、螺盖；21’、槽；22’、孔。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型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一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本文中，“上、下、内、外”等用语是基于附图所示的位置关系而确立的，根据附图的不同，相应的位置关系也有可能随之发生变化，因此，并不能将其理解为对保护范围的绝对限定；而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

实施例一：

参见图3-4、6、10、12，本实施例提供一种镦压冲头10，其大致呈回转体状，包括镦冲成型段11，该镦冲成型段11至少于柱状基体111的前段部位形成数个周向上间隔分布的径向凸起112；其中，径向凸起112的横截面形状大致呈扇面形，且径向凸起112的前段的径向尺寸值在镦冲方向上逐渐减小。

具体的，柱状基体111在周向上间隔分布有数个径向凸起112，并且于镦冲方向上，径向凸起112的端部与柱状基体111的端部齐平(如图3所示)；或者，参见图4，柱状基体111端部形成有定位部113，径向凸起112的端部与定位部113的尾部相接，即柱状基体111的前端留有部分结构形成在镦冲时与胚料配合定位的定位部113，径向凸起112位于定位部113后侧，并且本实施例的镦压冲头10在进行镦冲时，定位部113先对胚料进行镦冲定位，避免镦冲方向偏斜和有利于降低径向凸起112镦冲时所提供的镦冲力。

如图6和图10所示，径向凸起112的横截面形状大致呈扇面形，并且在径向远离柱状基体111轴心线方向上宽度逐渐增大，从而在胚料上镦冲出的径向凹槽21的横截面形状也大致呈扇面形，进而在螺盖2使用时，参见图6，在径向凹槽21内可以放置横截面形状大致呈扇面形的卡止件3，该种卡止件3的外弧面宽度大于内弧面宽度，可以将卡止件3的外弧面宽度设置为大于径向凹槽21内弧面宽度，从而在插杆4插入时卡止件3不易掉入柱状基体111镦冲形成的镦孔22内。

由于镦压冲头10的镦冲成型段11在周向上间隔分布有径向凸起112，因此在本实施例的镦压冲头10进行镦冲时，可以在制作螺盖2的胚料上一次镦冲成形镦孔22和径向凹槽21；并且由于径向凸起112的前段的径向尺寸值在镦冲方向上逐渐减小，从而在胚料上由径向凸起112镦冲形成的径向凹槽21的底端形成内径逐渐减小斜面；由此可知，本实施例的镦压冲头10在对制作螺盖2的胚料进行镦冲时，可以在胚料上一次镦冲成形镦孔22和径向凹槽21，并且在径向凹槽21的底部形成斜面，避免了如现有切削或铣削的加工方式的多次切割操作来形成孔和槽，本实施例的镦压冲头10减少了生产螺盖2过程中的制作步骤，提高生产效率；并且镦孔22和径向凹槽21通过镦压冲头10镦冲形成过程中，不存在胚料的去除，制作螺盖2的胚料能得到充分的利用，从而降低制作成本。

实施例二：

本实施例中，与实施例一相同的部分，给予相同的附图标记，并省略相同的文字说明。

参见图5、6、10、12，本实施例提供一种镦压冲头10，其大致呈回转体状，包括镦冲成型段11和位于镦冲成型段11前端的预成型段12，该镦冲成型段11至少于柱状基体111的前段部位形成数个周向上间隔分布的径向凸起112；其中，径向凸起112的横截面形状大致呈扇面形，且径向凸起112的前段的径向尺寸值在镦冲方向上逐渐减小。

本实施例中的预成型段12是指在镦冲成型段11镦冲前先对胚料进行镦冲的成型段，即本实施例中的镦压冲头10在镦冲时，预成型段12先对胚料进行镦冲形成镦孔22，镦冲成型段11于之后进行镦冲形成径向凹槽21。通过预成型段12先对胚料进行镦冲，使得镦冲成型段11进行镦冲时是在预成型段12镦冲出的镦孔22的基础上进行镦冲的，该种方式施加的镦冲力必然比镦冲成型段11直接进行镦冲形成镦孔22和径向凹槽21的镦冲力要小，降低镦冲时的镦冲力有利于镦压冲头10和配合镦压冲头10的母模20避免因镦冲力过大而易损坏。

参见图6和图10，径向凸起112的横截面形状大致呈扇面形，并且在径向远离柱状基体111轴心线方向上宽度逐渐增大，从而镦冲出的径向凹槽21的横截面形状也大致呈扇面形，进而在螺盖2使用时，参见图6，在径向凹槽21内可以放置横截面形状大致呈扇面形的卡止件3，该种卡止件3的外弧面宽度大于内弧面宽度，可以将卡止件3的外弧面宽度设置为大于径向凹槽21内弧面宽度，从而卡止件3不易掉入柱状基体111镦冲形成的镦孔22内。

由于镦压冲头10的镦冲成型段11在周向上间隔分布有径向凸起112，因此在本实施例的镦压冲头10进行镦冲时，可以在制作螺盖2的胚料上一次镦冲成形镦孔22和径向凹槽21；并且由于径向凸起112的前段的径向尺寸值在镦冲方向上逐渐减小，从而在胚料上由径向凸起112镦冲形成的径向凹槽21的底端形成内径逐渐减小斜面；由此可知，本实施例的镦压冲头10在对制作螺盖2的胚料进行镦冲时，可以在胚料上一次镦冲成形镦孔22和径向凹槽21，并且在径向凹槽21的底部形成斜面，避免了如现有切削或铣削的加工方式的多次切割操作来形成孔和槽，本实施例的镦压冲头10减少了生产螺盖2过程中的制作步骤，提高生产效率；并且镦孔22和径向凹槽21通过镦压冲头10镦冲形成过程中，不存在胚料的去除，制作螺盖2的胚料能得到充分的利用，从而降低制作成本。

实施例三：

本实施例中，与实施例一、二相同的部分，给予相同的附图标记，并省略相同的文字说明。

参见图5、7-9，相对于实施例二，本实施例提供的镦压冲头还有这样的区别结构设计：

预成型段12的最大半径值小于或等于径向凸起112至镦压冲头10轴心线的最短直线距离，即预成型段12的最大宽度小于或等于镦冲成型段11的宽度，从而相对于镦冲成型段11来说，在镦压冲头10进行镦冲时，预成型段12可以先进行预定位，有利于镦压冲头10的准确进行镦冲，还能减小镦冲成型段11镦冲阻力。

参见图5，预成型段12呈圆锥状；

参见图7，预成型段12呈部分球头状；

参见图8，预成型段12呈锥台状；

参见图9，预成型段12呈带尖端的柱状。

实施例四：

本实施例中，与实施例一、二、三相同的部分，给予相同的附图标记，并省略相同的文字说明。

参见图4，5-10、12。相对于实施例一、二、三，本实施例提供的镦压冲头还有这样的区别结构设计：

参见图4，镦压冲头10还包括位于镦冲成型段11后端的安装段13，以将镦压冲头10固定安装于镦压设备上，安装段13的最大宽度大于或等于镦冲成型段11的最大宽度，增强镦压冲头10的强度，且安装段13形成阻挡，避免镦冲过度。

径向凸起112轴向位于柱状基体111上，并且径向凸起112长度为柱状基体111长度的60％-100％，避免径向凸起112轴向宽度太短而在镦冲时径向凸起112变形导致不能实现径向凹槽21的镦冲，及避免在镦冲时不能稳定传递镦冲的力。

径向凸起112与柱状基体111之间光滑过渡，使得径向凸起112和柱状基体111在接受胚料给予的反作用力时是一个整体，有利于将反作用力分散，降低径向凸起112承受到的力，并且在镦压冲头10进行镦冲时，由于径向凸起112与柱状基体111之间光滑过渡，那么镦冲出的径向凹槽21与镦孔22之间也是光滑过渡的。

径向凸起112的外侧面与周向两侧面之间具有圆弧角，径向凸起112的周向两侧面与柱状基体111的外侧面之间具有圆弧角，使得本实施例的镦压冲头10镦冲出的径向凹槽21的槽壁以及径向凹槽21的槽壁与镦孔22的孔壁之间均是光滑过渡的，避免在螺盖2使用时嵌顿卡止件3。

参见图6、10、12，在垂直于镦冲方向的横截面中，径向凸起112所对应的圆弧角α1大于或等于相邻两个径向凸起112之间间隙所对应的圆弧角α2，从而使得镦冲出来的径向凹槽21的圆弧角大于径向凹槽21之间孔壁的圆弧角，进而在螺盖2使用时放置的相适配的卡止件3的圆弧角大于径向凹槽21之间孔壁的圆弧角，使得卡止件3与插杆4接触面积大，卡止件3可以稳定逆向卡止插杆4。

在垂直于镦冲方向的横截面中，径向凸起112的内圆弧长之和占柱状基体111圆周长的60％至95％，在此范围内的镦冲出的径向凹槽21的大小足够使得放置在径向凹槽21里的卡止件3与插杆4稳定卡止，又能避免径向凹槽21之间的孔壁过薄而使螺盖2在使用时易破损，优选的，径向凸起112的内圆弧长之和占柱状基体111圆周长的70％-80％，可以容纳更大的卡止件3，从而增大卡止件3与插杆4接触面积，使得卡止件3可以稳定逆向卡止插杆4。

径向凸起112的径向宽度为柱状基体111直径的10％-30％，经试验，使用同重量的胚料和同一镦冲母模20，并且在镦孔22能容纳插杆4的插入的情况下，径向凸起112与柱状基体111比值在该范围内的镦压冲头10所镦冲出的螺盖2在使用时更稳定，其镦冲出的径向凹槽21可以容纳的卡止件3能稳定逆向卡止插杆4，并镦孔22的孔壁不易破损。优选的，径向凸起112的径向宽度为柱状基体111直径的15％-25％，能放置径向宽度更大的卡止件3，有效避免卡止件3翻转掉落至镦孔22内。

柱状基体111和径向凸起112为一体结构，增强镦压冲头10的强度。

镦冲成型段11硬度为HRC63-70，该硬度可以保证在镦压冲头10镦冲时镦孔22和径向凹槽21能稳定一次镦冲成形；优选的，镦冲成型段11硬度为HRC64-67。镦压冲头10由钨钢制成。

镦冲成型段11的表面粗糙度Ra≤1μm，避免因镦压冲头10因镦冲成型段11的表面粗糙度过大而增大镦冲时与胚料的摩擦力；优选的，镦冲成型段11的表面粗糙度Ra≤0.6μm。

实施例五：

本实施例中，与实施例一、二、三、四相同的部分，给予相同的附图标记，并省略相同的文字说明。

参见图3-12，相对于实施例一、二、三、四，本实施例提供一种镦压设备，包括多工位镦压模具1，多工位镦压模具1包括数个母模20及数个分别与母模20一一对于的镦压冲头10，其中，至少一镦压冲头10为前述的镦压冲头10，至少一母模20的模腔与镦压冲头10配合时其之间的间隙与螺盖2相同。

具体的，多工位镦压模具1包括用于胚料整形的母模20和镦压冲头10、用于使胚料形成预冲孔的母模20和镦压冲头10、用于镦通胚料的母模20和镦压冲头10、前述的镦压冲头10和相配合的母模20。

参见图12，螺盖2的镦压过程包括胚料整形、胚料两端镦冲拉伸预冲孔、胚料内镦孔22及径向凹槽21的形成、胚料镦通。

在螺盖2镦压完成后还进行外螺纹加工，即利用螺纹加工设备挤压或切削胚料的外周面以形成外螺纹。

上述实施例一至实施例五，在镦压冲头10镦压过程中，不存在胚料的去除，制作螺盖2的胚料能得到充分的利用，从而降低制作成本。在不违背本实用新型主旨和技术手段相矛盾的情形下，实施例一至实施例五中的至少部分技术实施方式可以组合或者替换。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围以权利要求所限定的范围为准，本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内做出的若干改进和润饰，也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种镦压冲头，大致呈回转体状，其特征在于，包括镦冲成型段，该镦冲成型段至少于柱状基体的前段部位形成数个周向上间隔分布的径向凸起；

其中，所述径向凸起的横截面形状大致呈扇面形，且所述径向凸起的前段的径向尺寸值在镦冲方向上逐渐减小。

2.一种镦压冲头，大致呈回转体状，其特征在于，包括镦冲成型段和位于镦冲成型段前端的预成型段，该镦冲成型段至少于柱状基体的前段部位形成数个周向上间隔分布的径向凸起；

其中，所述径向凸起的横截面形状大致呈扇面形，且所述径向凸起的前段的径向尺寸值在镦冲方向上逐渐减小。

3.根据权利要求2所述的镦压冲头，其特征在于，预成型段的最大半径值小于或等于径向凸起至镦压冲头轴心线的最短直线距离；

预成型段呈圆锥状或部分球头状或锥台状或带尖端的柱状。

4.根据权利要求1或2所述的镦压冲头，其特征在于，还包括位于镦冲成型段后端的安装段；

所述径向凸起轴向位于所述柱状基体上，并且所述径向凸起长度为所述柱状基体长度的60％-100％。

5.根据权利要求1或2所述的镦压冲头，其特征在于，所述径向凸起与所述柱状基体之间光滑过渡；

所述径向凸起的外侧面与周向两侧面之间具有圆弧角；

所述径向凸起的周向两侧面与所述柱状基体的外侧面之间具有圆弧角。

6.根据权利要求1或2所述的镦压冲头，其特征在于，在垂直于镦冲方向的横截面中，所述径向凸起所对应的圆弧角α1大于或等于相邻两个径向凸起之间间隙所对应的圆弧角α2；

在横截面中，所述径向凸起的内圆弧长之和占所述柱状基体圆周长的60％至95％；

进一步，所述径向凸起的内圆弧长之和占所述柱状基体圆周长的70％-80％。

7.根据权利要求1或2所述的镦压冲头，其特征在于，所述径向凸起的径向宽度为所述柱状基体直径的10％-30％；

进一步，所述径向凸起的径向宽度为所述柱状基体直径的15％-25％。

8.根据权利要求1或2所述的镦压冲头，其特征在于，所述柱状基体和所述径向凸起为一体结构；

所述镦冲成型段硬度为HRC63-70；

进一步，所述镦冲成型段硬度为HRC64-67。

9.根据权利要求1或2所述的镦压冲头，其特征在于，所述镦冲成型段的表面粗糙度Ra≤1μm；

进一步，所述镦冲成型段的表面粗糙度Ra≤0.6μm。

10.一种镦压设备，其特征在于，包括多工位镦压模具，所述多工位镦压模具包括权利要求1-9任一所述的镦压冲头。

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