CN215786479U - 方头阶梯螺栓冷镦成型模具组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及金属挤压的成型工具领域，具体为一种方头阶梯螺栓冷镦成型模具组件。一种方头阶梯螺栓冷镦成型模具组件，包括冲模组件(1)和主模组件(2)，其特征是：冲模组件(1)包括第一冲模(11)、第二冲模(12)、第三冲模(13)、第四冲模(14)、第五冲模(15)和第六冲模(16)，主模组件(2)包括第一主模(21)、第二主模(22)、第三主模(23)、第四主模(24)、第五主模(25)和第六主模(26)。本实用新型加工效率高、安全可靠。

Description

方头阶梯螺栓冷镦成型模具组件

技术领域

本实用新型涉及金属挤压的成型工具领域，具体为一种方头阶梯螺栓冷镦成型模具组件。

背景技术

冷挤压成型由于其材料利用率高、产能高、产品尺寸一致性好，成为现今紧固件制造的主流手段。冷挤压成型工艺（冷镦工艺）主要通过多工位冷镦机将圆棒线材加工成各类杆类零件，其工艺优势在于杆类零件比较厚的头型（如各类螺栓的头型：六角头、内梅花头等）的快速成型。但是，目前的冷镦成型只能成型较为规整的零件，对于其他形状的仍依赖后续机加工逐个完成，加工效率低，且安全性得不到保障。这就限制了冷挤压成型的适用范围。

实用新型内容

为了克服现有技术的缺陷，提供一种加工效率高、安全可靠的，本实用新型公开了一种方头阶梯螺栓冷镦成型模具组件。

本实用新型通过如下技术方案达到发明目的：

一种方头阶梯螺栓冷镦成型模具组件，包括冲模组件和主模组件，其特征是：

冲模组件包括第一冲模、第二冲模、第三冲模、第四冲模、第五冲模和第六冲模，第一冲模、第二冲模、第三冲模、第四冲模、第五冲模和第六冲模这六者的前端面上依次设有第一冲头、第二冲头、第三冲头、第四冲头、第五冲头和第六冲头，

第一冲头的前端面为圆柱形，第二冲头和第三冲头这两者的前端面都为圆台形，第四冲头、第五冲头和第六冲头这三者的前端面都为圆柱形的一个端面上贴覆底面和圆柱形端面相同的圆锥形；

主模组件包括第一主模、第二主模、第三主模、第四主模、第五主模和第六主模，

第一主模、第二主模、第三主模、第四主模、第五主模和第六主模这六者内分别设有第一冲腔、第二冲腔、第三冲腔、第四冲腔、第五冲腔和第六冲腔，第一冲腔、第二冲腔、第三冲腔、第四冲腔、第五冲腔和第六冲腔这六者的敞口端分别设在第一主模、第二主模、第三主模、第四主模、第五主模和第六主模这六者的前端面上，第一冲腔、第二冲腔、第三冲腔、第四冲腔、第五冲腔和第六冲腔这六者内都设有顶出杆，

第一冲腔的形状为圆柱形且底端面和侧壁之间设有圆弧过渡，所述圆柱形的顶端面设于第一冲腔的前端面上，

第二冲腔的形状为圆柱形且底端面和侧壁之间设有圆弧过渡，所述圆柱形的顶端面设于第二冲腔的前端面上，

第三冲腔的形状为两级外径尺寸由大至小沿顶端面至底端面依次收缩的阶梯孔，所述两级阶梯孔由顶端面至底端面分别为圆柱形的顶端孔和圆柱形的底端孔，相邻两级阶梯孔之间通过斜面过渡，

第四冲腔的形状为五级阶梯孔，设所述五级阶梯孔由顶端面至底端面分别为第一级孔、第二级孔、第三级孔、第四级孔和第五级孔，所述第一级孔的形状为圆台形，所述第一级孔的小圆端面设于第四冲腔的顶端面，所述第二级孔至所述第五级孔这四者都为圆柱形孔且孔径逐渐减小，相邻两级阶梯孔之间都通过斜面过渡，

第五冲腔的形状为六级阶梯孔，设所述六级阶梯孔由顶端面至底端面分别为第i级孔、第ii级孔、第iii级孔、第iv级孔、第v级孔和第vi级孔，所述第i级孔至所述第vi级孔这六者都为圆柱形孔且孔径逐渐减小，自所述第ii级孔至所述第vi级孔相邻两级阶梯孔之间都通过斜面过渡，

第六冲腔的形状为六级阶梯孔，设所述六级阶梯孔由顶端面至底端面分别为第a级孔、第b级孔、第c级孔、第d级孔、第e级孔和第f级孔，所述第a级孔为圆角正方形，所述第b级孔至所述第f级孔这五者都为圆台形孔，所述第b级孔的孔径小于所述第a级孔内切圆的直径，自所述第b级孔至所述第f级孔这五者的孔径逐渐减小，自所述第ii级孔至所述第vi级孔相邻两级阶梯孔之间都通过斜面过渡，

第一冲模、第二冲模、第三冲模、第四冲模、第五冲模和第六冲模这六者依次排列设置，且这六者的前端面都设于同侧，

第一主模、第二主模、第三主模、第四主模、第五主模和第六主模这六者分别设于第一冲模、第二冲模、第三冲模、第四冲模、第五冲模和第六冲模这六者的同侧，且第一冲头、第二冲头、第三冲头、第四冲头、第五冲头和第六冲头这六者分别正对第一冲腔、第二冲腔、第三冲腔、第四冲腔、第五冲腔和第六冲腔这六者的敞口端。

所述的方头阶梯螺栓冷镦成型模具组件，其特征是：第一冲腔、第四冲腔、第五冲腔和第六冲腔这五者的底端面上都设有顶针。

本实用新型使用时，用圆柱棒料作为原料逐步加工。将冲模组件和主模组件六工位模具并排固定在多工位卧式冷镦机内，第一冲模和第一主模依次设于第一工位，第二冲模和第二主模依次设于第二工位，第三冲模和第三主模依次设于第三工位，第四冲模和第四主模依次设于第四工位，第五冲模和第五主模依次设于第五工位，第六冲模和第六主模依次设于第六工位，通过冷镦机运行，使冲模组件作往复运动，冲模组件在运行到下死点的过程中不断靠近固定不动的主模组件，冲模组件通过各个冲头对主模组件内的胚料进行挤压成型，在冲模组件到达下死点的同时完成胚料的成型过程；当冲模组件向上死点运行的过程中，完成当前工位成型的胚料通过主模组件内的顶出杆顶出主模组件，并通过冷镦机的自动夹钳送至下一工位，待冲模再次向下死点运行时完成下一工位的成型，直至六个工位全部完成后，胚料即可成型至所需尺寸、形状。每个胚料都要通过六次冷镦变形方可制成成品，由于冷镦机一次冷镦过程可同时对六个工位内的六个不同胚料进行冷镦，因此冷镦一次就可成型1个产品，冷镦机速率可达到50次/分钟，可减少机加工80%的工序，冷镦过程只产生少部分废料，可使用接近与成品产品重量的材料来成型产品，材料利用率可提高75%，采用SCM435合金钢材料，机械性能的强度等级达10.9级，抗拉强度在1000MPa以上，符合装配时拧紧的摩擦系数要求，通过多工位冷镦机制造，冷镦工序可达到50件/分钟以上，从而提高加工速度和生产效率高，且产品机械性能稳定。

本实用新型具有如下有益效果：提高加工效率，提高了材料利用率，产品合格率高，而且提高了作业人员的安全性。

附图说明

图1是本实用新型的示意图，

图2是第一冲腔的形状示意图，

图3是第二冲腔的形状示意图，

图4是第三冲腔的形状示意图，

图5是第四冲腔的形状示意图，

图6是第五冲腔的形状示意图，

图7是第六冲腔的形状示意图。

具体实施方式

以下通过具体实施例进一步说明本实用新型。

实施例1

一种方头阶梯螺栓冷镦成型模具组件，包括冲模组件1和主模组件2，如图1～图7所示，具体结构是：

冲模组件1包括第一冲模11、第二冲模12、第三冲模13、第四冲模14、第五冲模15和第六冲模16，第一冲模11、第二冲模12、第三冲模13、第四冲模14、第五冲模15和第六冲模16这六者的前端面上依次设有第一冲头31、第二冲头32、第三冲头33、第四冲头34、第五冲头35和第六冲头36，

第一冲头31的前端面为圆柱形，第二冲头32和第三冲头33这两者的前端面都为圆台形，第四冲头34、第五冲头35和第六冲头36这三者的前端面都为圆柱形的一个端面上贴覆底面和圆柱形端面相同的圆锥形；

主模组件2包括第一主模21、第二主模22、第三主模23、第四主模24、第五主模25和第六主模26，

第一主模21、第二主模22、第三主模23、第四主模24、第五主模25和第六主模26这六者内分别设有第一冲腔41、第二冲腔42、第三冲腔43、第四冲腔44、第五冲腔45和第六冲腔46，第一冲腔41、第二冲腔42、第三冲腔43、第四冲腔44、第五冲腔45和第六冲腔46这六者的敞口端分别设在第一主模21、第二主模22、第三主模23、第四主模24、第五主模25和第六主模26这六者的前端面上，第一冲腔41、第二冲腔42、第三冲腔43、第四冲腔44、第五冲腔45和第六冲腔46这六者内都设有顶出杆5，

第一冲腔41的形状如图2所示：为圆柱形且底端面和侧壁之间设有圆弧过渡，所述圆柱形的顶端面设于第一冲腔41的前端面上，

第二冲腔42的形状如3图所示：为圆柱形且底端面和侧壁之间设有圆弧过渡，所述圆柱形的顶端面设于第二冲腔42的前端面上，

第三冲腔43的形状如图4所示：为两级外径尺寸由大至小沿顶端面至底端面依次收缩的阶梯孔，所述两级阶梯孔由顶端面至底端面分别为圆柱形的顶端孔和圆柱形的底端孔，相邻两级阶梯孔之间通过斜面过渡，

第四冲腔44的形状如图5所示：为五级阶梯孔，设所述五级阶梯孔由顶端面至底端面分别为第一级孔、第二级孔、第三级孔、第四级孔和第五级孔，所述第一级孔的形状为圆台形，所述第一级孔的小圆端面设于第四冲腔4的顶端面，所述第二级孔至所述第五级孔这四者都为圆柱形孔且孔径逐渐减小，相邻两级阶梯孔之间都通过斜面过渡，

第五冲腔45的形状如图6所示：为六级阶梯孔，设所述六级阶梯孔由顶端面至底端面分别为第i级孔、第ii级孔、第iii级孔、第iv级孔、第v级孔和第vi级孔，所述第i级孔至所述第vi级孔这六者都为圆柱形孔且孔径逐渐减小，自所述第ii级孔至所述第vi级孔相邻两级阶梯孔之间都通过斜面过渡，

第六冲腔46的形状如图7所示：为六级阶梯孔，设所述六级阶梯孔由顶端面至底端面分别为第a级孔、第b级孔、第c级孔、第d级孔、第e级孔和第f级孔，所述第a级孔为圆角正方形，所述第b级孔至所述第f级孔这五者都为圆台形孔，所述第b级孔的孔径小于所述第a级孔内切圆的直径，自所述第b级孔至所述第f级孔这五者的孔径逐渐减小，自所述第ii级孔至所述第vi级孔相邻两级阶梯孔之间都通过斜面过渡，

第一冲模11、第二冲模12、第三冲模13、第四冲模14、第五冲模15和第六冲模16这六者依次排列设置，且这六者的前端面都设于同侧，

第一主模21、第二主模22、第三主模23、第四主模24、第五主模25和第六主模26这六者分别设于第一冲模11、第二冲模12、第三冲模13、第四冲模14、第五冲模15和第六冲模16这六者的同侧，且第一冲头31、第二冲头32、第三冲头33、第四冲头34、第五冲头35和第六冲头36这六者分别正对第一冲腔41、第二冲腔42、第三冲腔43、第四冲腔44、第五冲腔45和第六冲腔46这六者的敞口端。

本实施例中：第一冲腔(41)、第四冲腔(44)、第五冲腔(45)和第六冲腔(46)这五者的底端面上都设有顶针。

本实施例使用时，用圆柱棒料作为原料逐步加工。将冲模组件1和主模组件2六工位模具并排固定在多工位卧式冷镦机内，第一冲模11和第一主模21依次设于第一工位，第二冲模12和第二主模22依次设于第二工位，第三冲模13和第三主模23依次设于第三工位，第四冲模14和第四主模24依次设于第四工位，第五冲模15和第五主模25依次设于第五工位，第六冲模16和第六主模26依次设于第六工位，通过冷镦机运行，使冲模组件1作往复运动，冲模组件1在运行到下死点的过程中不断靠近固定不动的主模组件2，冲模组件1通过各个冲头对主模组件2内的胚料进行挤压成型，在冲模组件1到达下死点的同时完成胚料的成型过程；当冲模组件1向上死点运行的过程中，完成当前工位成型的胚料通过主模组件2内的顶出杆顶出主模组件，并通过冷镦机的自动夹钳送至下一工位，待冲模再次向下死点运行时完成下一工位的成型，直至六个工位全部完成后，胚料即可成型至所需尺寸、形状。每个胚料都要通过六次冷镦变形方可制成成品，由于冷镦机一次冷镦过程可同时对六个工位内的六个不同胚料进行冷镦，因此冷镦一次就可成型1个产品，冷镦机速率可达到50次/分钟，可减少机加工80%的工序，冷镦过程只产生少部分废料，可使用接近与成品产品重量的材料来成型产品，材料利用率可提高75%，采用SCM435合金钢材料，机械性能的强度等级达10.9级，抗拉强度在1000MPa以上，符合装配时拧紧的摩擦系数要求，通过多工位冷镦机制造，冷镦工序可达到50件/分钟以上，从而提高加工速度和生产效率高，且产品机械性能稳定。

Claims (2)

1.一种方头阶梯螺栓冷镦成型模具组件，包括冲模组件(1)和主模组件(2)，其特征是：

冲模组件(1)包括第一冲模(11)、第二冲模(12)、第三冲模(13)、第四冲模(14)、第五冲模(15)和第六冲模(16)，第一冲模(11)、第二冲模(12)、第三冲模(13)、第四冲模(14)、第五冲模(15)和第六冲模(16)这六者的前端面上依次设有第一冲头(31)、第二冲头(32)、第三冲头(33)、第四冲头(34)、第五冲头(35)和第六冲头(36)，

第一冲头(31)的前端面为圆柱形，第二冲头(32)和第三冲头(33)这两者的前端面都为圆台形，第四冲头(34)、第五冲头(35)和第六冲头(36)这三者的前端面都为圆柱形的一个端面上贴覆底面和圆柱形端面相同的圆锥形；

主模组件(2)包括第一主模(21)、第二主模(22)、第三主模(23)、第四主模(24)、第五主模(25)和第六主模(26)，

第一主模(21)、第二主模(22)、第三主模(23)、第四主模(24)、第五主模(25)和第六主模(26)这六者内分别设有第一冲腔(41)、第二冲腔(42)、第三冲腔(43)、第四冲腔(44)、第五冲腔(45)和第六冲腔(46)，第一冲腔(41)、第二冲腔(42)、第三冲腔(43)、第四冲腔(44)、第五冲腔(45)和第六冲腔(46)这六者的敞口端分别设在第一主模(21)、第二主模(22)、第三主模(23)、第四主模(24)、第五主模(25)和第六主模(26)这六者的前端面上，第一冲腔(41)、第二冲腔(42)、第三冲腔(43)、第四冲腔(44)、第五冲腔(45)和第六冲腔(46)这六者内都设有顶出杆(5)，

第一冲腔(41)的形状为圆柱形且底端面和侧壁之间设有圆弧过渡，所述圆柱形的顶端面设于第一冲腔(41)的前端面上，

第二冲腔(42)的形状为圆柱形且底端面和侧壁之间设有圆弧过渡，所述圆柱形的顶端面设于第二冲腔(42)的前端面上，

第三冲腔(43)的形状为两级外径尺寸由大至小沿顶端面至底端面依次收缩的阶梯孔，所述的阶梯孔由顶端面至底端面分别为圆柱形的顶端孔和圆柱形的底端孔，相邻的阶梯孔之间通过斜面过渡，

第四冲腔(44)的形状为五级阶梯孔，设所述五级阶梯孔由顶端面至底端面分别为第一级孔、第二级孔、第三级孔、第四级孔和第五级孔，所述第一级孔的形状为圆台形，所述第一级孔的小圆端面设于第四冲腔(4)的顶端面，所述第二级孔至所述第五级孔这四者都为圆柱形孔且孔径逐渐减小，相邻的阶梯孔之间都通过斜面过渡，

第五冲腔(45)的形状为六级阶梯孔，设所述六级阶梯孔由顶端面至底端面分别为第i级孔、第ii级孔、第iii级孔、第iv级孔、第v级孔和第vi级孔，所述第i级孔至所述第vi级孔这六者都为圆柱形孔且孔径逐渐减小，自所述第ii级孔至所述第vi级孔相邻的阶梯孔之间都通过斜面过渡，

第六冲腔(46)的形状为六级阶梯孔，设所述六级阶梯孔由顶端面至底端面分别为第a级孔、第b级孔、第c级孔、第d级孔、第e级孔和第f级孔，所述第a级孔为圆角正方形，所述第b级孔至所述第f级孔这五者都为圆台形孔，所述第b级孔的孔径小于所述第a级孔内切圆的直径，自所述第b级孔至所述第f级孔这五者的孔径逐渐减小，自所述第ii级孔至所述第vi级孔相邻的阶梯孔之间都通过斜面过渡，

第一冲模(11)、第二冲模(12)、第三冲模(13)、第四冲模(14)、第五冲模(15)和第六冲模(16)这六者依次排列设置，且这六者的前端面都设于同侧，

第一主模(21)、第二主模(22)、第三主模(23)、第四主模(24)、第五主模(25)和第六主模(26)这六者分别设于第一冲模(11)、第二冲模(12)、第三冲模(13)、第四冲模(14)、第五冲模(15)和第六冲模(16)这六者的同侧，且第一冲头(31)、第二冲头(32)、第三冲头(33)、第四冲头(34)、第五冲头(35)和第六冲头(36)这六者分别正对第一冲腔(41)、第二冲腔(42)、第三冲腔(43)、第四冲腔(44)、第五冲腔(45)和第六冲腔(46)这六者的敞口端。

2.如权利要求1所述的方头阶梯螺栓冷镦成型模具组件，其特征是：第一冲腔(41)、第四冲腔(44)、第五冲腔(45)和第六冲腔(46)这五者的底端面上都设有顶针。

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