CN220278194U - 一种薄壁管件的冷镦挤加工模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机械加工技术领域，具体是一种薄壁管件的冷镦挤加工模具，包括依次用于冷镦成型零件的镦制工位与冲孔工位，镦制工位与冲孔工位均分别包括用于零件头部成型的上模与用于零件杆部成型的下模，所述上、下模均竖向同轴开设有用于限制零件外形的型腔，所述冲孔工位的下模的型腔内设置有用于零件冲孔的冲头，所述冲头与零件接触的一面边缘开设有圆角。相比起现有技术，本专利通过将冲头边缘设置为圆角，解决了现有技术存在的冷镦加工过程中，冲头冲击力过大，导致薄壁钉套头部发生变形的技术问题，同时将上模设置为可拆卸结构，解决了冷镦机模具拆卸不够便捷的问题。

Description

一种薄壁管件的冷镦挤加工模具

技术领域

本实用新型涉及机械加工技术领域，具体是一种薄壁管件的冷镦挤加工模具。

背景技术

薄壁管件钉套是抽芯铆钉的核心部件，其性能决定了最终铆接件承受工作载荷能力的好坏，以及使用寿命的长短。薄壁管件由于具有孔深、壁薄、尺寸小等特点,成形难度较大。通常采用的热镦配合切削加工的生产方式存在效率低、质量不稳定、浪费材料；若采用拉深成形工艺，往往需要多次拉深、变薄拉深，模具多、效率低、成本高，且极易产生起皱和破裂缺陷，因此，薄壁钉套主要采用多工位冷镦成形加工制造技术进行加工，冷镦工艺是一种利用金属在外力作用下所产生的塑性变形，并借助于模具，使金属体积作重新分布及转移，从而形成所需要的零件或毛坯的加工方法，薄壁中空钉套常用冷镦工艺进行加工。在加工薄壁管件钉套时，多采用多工位冷镦机对坯料依次进行冷镦成型，每个工位均包括用于零件成型的模具，模具分为上、下模，上、下模同轴开设有型腔，不同工位的型腔形状决定了最终零件冷镦成型的形状。

目前的冷镦机模具多通过螺栓将模具固定在冷镦机上，现有的冷锻机模具体积较大，当需要更换模具时所需的活动空间较大，且需要同时拆卸多个螺栓方可拿出，导致更换十分不变，当需要更换另外一种型腔来加工同系列不同型号的零件时，需要拆卸多个螺栓，才可将模具拆卸，使得型腔的更换十分不便。

实用新型内容

本实用新型意在提供一种薄壁管件的冷镦挤加工模具，主要用于解决现有技术存在的冷镦机更换不同模具型腔不够便捷的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：

一种薄壁管件的冷镦挤加工模具，包括依次用于冷镦成型零件的镦制工位与冲孔工位，镦制工位与冲孔工位均分别包括用于零件头部成型的上模与用于零件杆部成型的下模，所述上、下模均竖向同轴开设有用于限制零件外形的型腔，所述上模均包括模壳与模芯，模壳下表面开设有容纳模芯的容纳腔，模壳与容纳腔内壁螺纹连接。

本实用新型的工作原理及有益效果：

1.工作原理：将待加工零件分别通过不同工位进行冷镦成型，最终通过冲孔工位进行零件冲孔，对上模进行结构改进，使得无需将整个上模拆卸，仅将模芯旋出，即可将上模的加工型腔更换，使之适应不同型号的零件加工。

2.有益效果：

(1)为适应多种型号的零件加工，无需制造多种上模，只需制造多种模芯，相比起制造多种上模，仅制造模芯的耗材更少；

(2)只需将模芯旋出模壳即可完成上模型腔的更换，相比起拆卸多个螺栓并将整个上模与冷镦机分离，仅仅旋出模芯并更换新的模芯，从而更换型腔，使得冷镦机型腔更换更为方便；

(3)因为模芯旋入模壳内后，上下模合模对坯料进行塑性，模芯受到的力垂直向上，会让模芯与模壳的螺纹处旋得更紧，模芯在长期加工使用中不易脱出模壳。

综上解决了现有技术存在的冷镦机型腔更换不够便捷的技术问题。

优选的，所述镦制工位依次包括用于零件预整形的第一工位、用于零件反挤压的第二工位、用于零件反挤压的第三工位、用于零件头部凹槽的预镦的第四工位、用于零件头部终镦的第五工位，所述第一、第二、第三、第四、第五工位均包括上模与下模。镦制工位通过多个工位对坯料依次冷镦成型，将坯料成型压力分散到多个工位之间，避免单个工位的工作强度过高，对模具造成较大损耗。

优选的，所述第五工位的上模下表面开设有与零件冲孔后孔径一致的冲孔凹槽。当冲头将零件冲孔后，残余的零件材料流动会引起整个零件形状的改变，冲孔凹槽的设置一方面将第四工位对零件头部预镦的形状进行保护，防止冲孔时零件头部变形，一方面，也为冲孔时冲头活动预留出活动空间。

优选的，所述模壳的容纳腔上开设有与外界连通的通气孔。模芯进入容纳腔内时，容纳腔内的空气由通气孔排出，不会产生正压阻止模芯进入容纳腔。

优选的，还包括用于拆卸模芯的拆卸工具，拆卸工具包括支杆，支杆一端固定有圆盘，圆盘一面固定有若干凸部，所述模芯下表面开设有与凸部一一间隙配合的卡槽。将拆卸工具圆盘的凸部卡入模芯下表面的卡槽内，转动支杆，将模芯旋出模壳。

优选的，所述凸部形状为立方体，卡槽形状也为立方体。凸部为立方体状，相应的卡槽也为立方体状，立方体状的凸部与卡槽卡合摩擦力更大，当转动整个拆卸工具时，凸部与卡槽不容易打滑，使得拆卸模芯更为轻松。

附图说明

图1为本实用新型专利的薄壁管件的冷镦挤加工模具的剖面装配图；

图2为本实用新型专利的薄壁管件的冷镦挤加工模具的各工位剖面图；

图3为本实用新型专利的薄壁管件的冷镦挤加工模具的第五工位上模正视剖面图与拆卸工具正视图；

图4为本实用新型专利的薄壁管件的冷镦挤加工模具零件冷镦成型工序图；

图5为本实用新型专利的薄壁管件的图2的A处放大图。

说明书附图中的附图标记包括：第一工位1、第二工位2、第三工位3、第四工位4、第五工位5、冲孔工位6、冲头61、冲孔凹槽62、上模、模壳71、模芯72、卡槽73、下模8、支杆91、圆盘92、凸部93、冷镦机10。

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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

薄壁管件的冷镦挤加工模具包括依次用于冷镦成型零件的镦制工位与冲孔工位6，镦制工位依次包括第一工位1至第五工位5，第一工位1至第五工位5、冲孔工位6均分别包括一一对应的上模7与下模8，下模8内活动插入有用于零件内腔成型的顶针，如图1所示，上模7通过多个限位块与螺栓固定在冷镦机10上。

各工位的加工工序如下：

下料：对丝材下料，截取一致的长度段作为坯料；

预整形：第一工位1的上模下表面平整，下模内的顶针优先将坯料底部冷镦加工出锥形槽，保证坯料与最终成型零件的同轴度，保证后续步骤的精确性，同时后续冷镦成型时，锥形槽便于坯料受挤压沿着型腔径向流动；

一次反挤压：第二工位2的上模下表面平整，下模内的顶针带有一个阶梯，对坯料进行第一次反挤压，坯料沿壁反流，填充下模型腔；

二次反挤压：第三工位3的上模下表面平整，下模内的顶针在第二工位2的顶针的台阶的基础上，还设有第二个台阶，由特制有两个阶梯的顶针上顶，进行第二次反挤压；

头部预镦：第四工位4的上模下表面设有用于预镦零件头部形状的型腔，下模内的顶针上顶，进行第三次反挤压，与上模型腔配合，坯料沿壁反流，填充上模、下模与顶针之间的型腔，完成零件头部外表面的预镦；

头部终镦：第五工位5的上模下表面设有用于终镦零件头部形状的型腔，第五工位5上模的型腔在第四工位4上模型腔的基础上多了用于头部顶面加工凹孔的凸部，下模内的顶针上顶，进行第四次反挤压，与上模型腔配合，坯料沿壁反流，填充上模、下模与顶针之间的型腔，完成零件的头部凹孔的终镦；

冲孔：冲孔工位6的上模下表面开设有与第五工位5成型的坯料头部内外表面匹配的型腔，同时，该冲孔工位6上模型腔的凸部中部开设有与零件杆部内腔同轴等径的冲孔凹槽62，当冲孔工位6的顶针冲入坯料杆部内时，冲孔工位6的顶针与坯料接触的一端的端面表面开设有圆角，冲孔工位6的冲头61贯穿坯料杆部与头部内腔，残余的坯料流动充满上、下模型腔，且冲孔工位6的上模保护坯料头部不变形。其中，端面边缘为圆角的冲头与坯料接触方式由点接触逐渐扩展为面接触，使得冲头61冲孔过程中，冲孔力总体得到分解，从而降低最大冲孔力，减小冲头61的磨损。

上述各工位的上模均为可拆分结构，包括连接在冷镦机10上的模壳71，模壳71下表面开设有容纳槽，容纳槽内插入有模芯72，模芯72与容纳槽螺纹连接，模芯72根据所在工位不同，可选择是否开设型腔，当需要更换不同型腔时，无需将整个上模7拆卸，仅仅将模芯72旋出模壳71，更换新的模芯72即可，相比起将整个上模7拆卸，仅仅更换模芯72更为简单方便。容纳槽上开设有连通外界的通气孔(通气孔结构未在附图中画出)，便于模芯72旋入模壳71后，容纳槽内的空气由通气孔排除。

薄壁管件的冷镦挤加工模具还包括拆卸工具，拆卸工具包括支杆91，支杆91一端焊接有圆盘92，且支杆91焊接在圆盘92的径向上，圆盘92一面固定有四个凸部93，模芯72下表面开设有与凸部93间隙配合的卡槽73，凸部93与卡槽73均为立方体形状，将凸部93卡入卡槽73内，并旋转支杆91，将模芯72由模壳71内旋出。

综上所述，本实施例的实施方式如下：

对丝材下料，截取一致的长度作为坯料，并将坯料通过机械手臂依次通过第一至第五工位5，使之将坯料的杆部与头部内腔加工成型，然后将坯料放置在冲孔工位6，冲孔工位6的冲头61将坯料的杆部与头部内腔连通，至此完成抽芯铆钉钉套的加工。当加工的零件形状有所改变时，将各工位的上模的模芯72通过拆卸工具辅助旋出模壳71，然后更换对应新加工零件形状的模芯72即可。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (6)

1.一种薄壁管件的冷镦挤加工模具，其特征在于：包括依次用于冷镦成型零件的镦制工位与冲孔工位，镦制工位与冲孔工位均分别包括用于零件头部成型的上模与用于零件杆部成型的下模，所述上、下模均竖向同轴开设有用于限制零件外形的型腔，所述上模均包括模壳与模芯，模壳下表面开设有容纳模芯的容纳腔，模壳与容纳腔内壁螺纹连接。

2.根据权利要求1所述的薄壁管件的冷镦挤加工模具，其特征在于：所述镦制工位依次包括用于零件预整形的第一工位、用于零件反挤压的第二工位、用于零件反挤压的第三工位、用于零件头部凹槽的预镦的第四工位、用于零件头部终镦的第五工位，所述第一、第二、第三、第四、第五工位均包括上模与下模。

3.根据权利要求2所述的薄壁管件的冷镦挤加工模具，其特征在于：所述第五工位的上模下表面开设有与零件冲孔后孔径一致的冲孔凹槽。

4.根据权利要求3所述的薄壁管件的冷镦挤加工模具，其特征在于：所述模壳的容纳腔上开设有与外界连通的通气孔。

5.根据权利要求4所述的薄壁管件的冷镦挤加工模具，其特征在于：还包括用于拆卸模芯的拆卸工具，拆卸工具包括支杆，支杆一端固定有圆盘，圆盘一面固定有若干凸部，所述模芯下表面开设有与凸部一一间隙配合的卡槽。

6.根据权利要求5所述的薄壁管件的冷镦挤加工模具，其特征在于：所述凸部形状为立方体，卡槽形状也为立方体。