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零件冷镦加工方法

2020

08/11 10:51:43
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  本发明涉及一种零件加工方法,尤其指一种有效去除零件毛刺的零件冷镦加工方法。

零件冷镦加工


  【背景技术】


  现有一种钛合金紧固件冷镦成型工艺,是首先选取布氏硬度小于100的盘卷退火状态的钛材料,在拉拔时采用小道次工艺,即每次退火后的变形增加一个道次,每个道次加工量为上个道次加工量的50% ;拉拔好的盘卷材料送入高强度多工位冷镦机,至少通过两次冷镦成型制成,且每次冷镦成型变形量不超过50%。该发明新工艺的应用将可提高工效10-15倍,材料利用降低50%,使得整体成本下降70%以上。该工艺生产的钛紧固件从经济价值来比较,将比不锈钢的同类产品具有更高的性价比,将使该产品的应用领域迅速扩大数倍。但其缺点是,工序较为复杂,材料利用率仍有提高空间,加工材料范围较小,产品可能带有毛刺,影响产品质量,所以其结构还有待于改进。


  【发明内容】


  本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种有效去除毛刺,工序简单,加工方便,材料利用率高的零件冷镦加工方法。


  本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:本零件冷镦加工方法,其特征在于:依次由以下步骤:步骤一,通过第一冲压模对零件毛坯的挤压获得头部锥度和杆部缩径要求的尺寸;步骤二,通过第二冲压模对步骤一零件进行挤压获得零件头部的轮廓和尺寸;步骤三,通过第三冲压模对步骤二零件的挤压,使底模的切边模对步骤二零件的作反切而获得零件颈部所需求的轮廓的形状和尺寸;步骤四,通过第四冲压模对步骤三加工后的零件头部周边作上下双切而获得无毛刺的零件头部轮廓的形状和尺寸,即完成整个零件冷镦加工过程。


  作为改进,所述第一冲压模包括上模和下模,所述上模通过驱动器能相对于下模上下移动,所述上模包括上模壳、在上模壳的底部设置有能将零件毛坯冲压成头部锥度要求尺寸的冲模腔、冲压棒、冲压棒压块,所述冲压棒从冲模腔顶部通孔穿过与上模壳相固定的冲压棒压块的底面相连接,所述下模中设置有能将零件毛坯成型成头部锥度和杆部缩径要求尺寸的下模凹腔,所述下模凹腔中竖向设置有能将冲压成型零件从下模凹腔中顶出的顶杆,所述顶杆能上下滑动地穿过下模的通孔而延伸出下模的底部,当毛坯零件放入上模冲模腔与下模凹腔后,上模在驱动器驱动下向下移动,毛坯零件上部在冲压棒底面的挤压下使零件向下移动而进入下模凹腔,形成头部锥度和杆部缩径要求尺寸的零件。


  作为改进,所述第二冲压模包括上冲模和底模,所述上冲模通过驱动机构能相对于底模上下移动,所述上冲模包括上冲模壳、嵌置于上冲模壳底部的冲压块,所述底模中设置有能放置步骤一加工后零件的底模凹腔,所述底模凹腔中竖向设置有能将冲压成型零件从底模凹腔中顶出的通杆,所述通杆能上下滑动地穿过底模的通孔而延伸出底模的底部,当步骤一成型零件放入底模凹腔后,上冲模在驱动机构驱动下向下移动而挤压零件顶部,使零件向下移动而进入底模凹腔,形成颈部锥形的颈部锥形零件。


  作为改进,所述第三冲压模包括上冲压模和下底模,所述上冲压模通过驱动装置能相对于下底模上下移动,所述上冲压模包括上冲压模壳、嵌置于上压冲模壳底部的冲压件,所述下底模中设置有能放置步骤二加工后零件的下底模凹腔,所述下底模凹腔中竖向设置有能将冲压成型零件从下底模凹腔中顶出的定位杆,所述定位杆能上下滑动地穿过下底模的通孔而延伸出下底模的底部,在下底模凹腔的外部下底模上设置有步骤二成型的锥形颈部零件的颈部切边模,当步骤二成型零件放入下底模凹腔后,上冲压模在驱动装置驱动下向下移动而挤压零件顶部,使零件向下移动而进入下底模凹腔,锥形颈部被颈部切边模的切割成设定花齿的花齿零件。


  进一步改进,所述下底模包括有模套壳、内模,所述内模置于模套壳内,所述内模的中部顶面凸设有凸部,所述颈部切边模紧贴地套置于凸部的外周,所述下底模凹腔位于凸部内,所述颈部切边模的设定花齿的切齿刀头位于下底模凹腔顶部,所述颈部切边模与模套壳相固定,所述定位杆从内模的通孔中延伸出下底模的底部。


  再改进,所述颈部切边模外周边设置有能提高颈部切边模定位稳性和加强颈部切边模强度的加强环,所述加强环的外周侧面与模套壳相固定。


  作为改进,所述第四冲压模包括上部冲压模和下部底模,所述上部冲压模通过驱动件能相对于下部底模上下移动,所述上部冲压模包括冲模、零件头部的上切边模、上切边模的锁紧盖,所述上切边模嵌置于锁紧盖的孔腔中,所述锁紧盖脱卸式固定于冲模的底端,所述冲模中设置成形产品从冲模内取出的通道,所述下部底模中设置有能放置步骤三加工后零件的下底模凹腔,所述下部底模凹腔中竖向设置有能将冲压成型零件从下部底模凹腔中顶出的通棒,所述通棒能上下滑动地穿过下部底模的通孔而延伸出下部底模的底部,在下部底模凹腔外部的下部底模设置有步骤三成型的零件头部的下切边模,所述上切边模与下切边模为上下对齐设置,当步骤三成型零件放入下部底模凹腔后,上切边模在驱动件驱动下向下移动而挤压零件向下移动,上切边模从上向下切割零件头部的周边,与此同时固定于下部底模的下切边模由下向上切割零件头部的周边,形成不会产生毛刺的上下对切零件头部周边的切边,零件头部周边被上下切边模切割成设定形状,成形后的产品被通棒从上切边模的中部内腔经冲模通道顶出上部冲压模。


  进一步改进,所述上切边模外周边设置有能提高上切边模定位稳性和加强上切边模强度的上加强环,所述上加强环的外周侧面与锁紧盖内壁相固定,所述锁紧盖呈台级形,所述锁紧盖通过上台级的内螺纹与冲模下部缩径的凸柱外螺纹螺接在一起,所述上切边模、上加强环的顶面与凸柱底面顶触在一起。


  再改进,所述下部底模包括有下模套壳、内模体,所述内模体置于下模套壳内,所述内模体的中部顶面凸设有凸起部,所述下切边模紧贴地套置于凸起部的外周,所述下部底模凹腔位于凸起部内,所述下切边模与下模套壳相固定,所述通棒从内模体的通孔中延伸出下部底模的底部。


  再进一步改进,所述下切边模外周边设置有能提高下切边模定位稳性和加强下切边模强度的下加强环,所述下加强环的外周侧面与下模套壳相固定。


  现有技术相比,本发明的优点在于,采用4道工序,逐渐改变零件外型,满足加工需求,材料利用率高,节省材料,节约成本;工序简单,只需将零件放置在指定位置,模具能一次加工成型,效果马上可见,可调整性高,降低废品率,进一步节约成本;能有效去除毛刺,成品表面光滑质量优良,应用效果好。


  【具体实施方式】


  以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。


  如图1至图13所示,本实施例的零件冷镦加工方法,依次由以下步骤:步骤一,通过第一冲压模I对零件毛坯的挤压获得头部锥度和杆部缩径要求的尺寸;步骤二,通过第二冲压模3对步骤一零件2进行挤压获得零件头部的轮廓和尺寸;步骤三,通过第三冲压模4对步骤二零件2的挤压,使底模的切边模对步骤二零件2的作反切而获得零件颈部所需求的轮廓的形状和尺寸;步骤四,通过第四冲压模对步骤三加工后的零件2头部周边作上下双切而获得无毛刺的零件头部轮廓的形状和尺寸,即完成整个零件冷镦加工过程。


  第一冲压模I包括上模和下模17,所述上模通过驱动器能相对于下模17上下移动,所述上模包括上模壳11、在上模壳11的底部设置有能将零件毛坯冲压成头部锥度要求尺寸的冲模腔12、冲压棒13、冲压棒压块14,所述冲压棒13从冲模腔12顶部通孔穿过与上模壳11相固定的冲压棒压块14的底面相连接,所述下模17中设置有能将零件毛坯成型成头部锥度和杆部缩径要求尺寸的下模凹腔15,所述下模凹腔15中竖向设置有能将冲压成型零件2从下模凹腔15中顶出的顶杆16,所述顶杆16能上下滑动地穿过下模17的通孔而延伸出下模17的底部,当毛坯零件放入上模冲模腔12与下模凹腔15后,上模在驱动器驱动下向下移动,毛坯零件上部在冲压棒13底面的挤压下使零件向下移动而进入下模凹腔15,形成头部锥度和杆部缩径要求尺寸的零件2。


  第二冲压模3包括上冲模和底模33,所述上冲模通过驱动机构能相对于底模33上下移动,所述上冲模包括上冲模壳31、嵌置于上冲模壳31底部的冲压块32,所述底模33中设置有能放置步骤一加工后零件2的底模凹腔34,所述底模凹腔34中竖向设置有能将冲压成型零件从底模凹腔34中顶出的通杆35,所述通杆35能上下滑动地穿过底模33的通孔而延伸出底模33的底部,当步骤一成型零件2放入底模凹腔34后,上冲模在驱动机构驱动下向下移动而挤压零件顶部,使零件2向下移动而进入底模凹腔34,形成颈部锥形的颈部锥形零件2。


  第三冲压模4包括上冲压模和下底模,所述上冲压模通过驱动装置能相对于下底模上下移动,所述上冲压模包括上冲压模壳41、嵌置于上压冲模壳底部的冲压件42,所述下底模中设置有能放置步骤二加工后零件2的下底模凹腔44,所述下底模凹腔44中竖向设置有能将冲压成型零件2从下底模凹腔44中顶出的定位杆45,所述定位杆45能上下滑动地穿过下底模的通孔而延伸出下底模的底部,在下底模凹腔44的外部下底模上设置有步骤二成型的锥形颈部零件2的颈部切边模46,当步骤二成型零件2放入下底模凹腔44后,上冲压模在驱动装置驱动下向下移动而挤压零件2顶部,使零件2向下移动而进入下底模凹腔44,锥形颈部被颈部切边模46的切割成设定花齿的花齿零件2。所述下底模包括有模套壳47、内模43,所述内模43置于模套壳47内,所述内模43的中部顶面凸设有凸部48,所述颈部切边模46紧贴地套置于凸部48的外周,所述下底模凹腔44位于凸部48内,所述颈部切边模46的设定花齿的切齿刀头位于下底模凹腔44顶部,所述颈部切边模46与模套壳47相固定,所述定位杆45从内模43的通孔中延伸出下底模的底部。所述颈部切边模46外周边设置有能提高颈部切边模46定位稳性和加强颈部切边模46强度的加强环49,所述加强环49的外周侧面与模套壳47相固定。


  第四冲压模包括上部冲压模5和下部底模,所述上部冲压模5通过驱动件能相对于下部底模上下移动,所述上部冲压模5包括冲模51、零件头部的上切边模52、上切边模52的锁紧盖53,所述上切边模52嵌置于锁紧盖53的孔腔中,所述锁紧盖53脱卸式固定于冲模51的底端,所述冲模51中设置成形产品从冲模51内取出的通道54,所述下部底模中设置有能放置步骤三加工后零件2的下底模凹腔44,所述下部底模凹腔61中竖向设置有能将冲压成型零件2从下部底模凹腔61中顶出的通棒62,所述通棒62能上下滑动地穿过下部底模的通孔而延伸出下部底模的底部,在下部底模凹腔61外部的下部底模设置有步骤三成型的零件2头部的下切边模63,所述上切边模52与下切边模63为上下对齐设置,当步骤三成型零件2放入下部底模凹腔61后,上切边模52在驱动件驱动下向下移动而挤压零件向下移动,上切边模52从上向下切割零件头部的周边,与此同时固定于下部底模的下切边模63由下向上切割零件头部的周边,形成不会产生毛刺的上下对切零件头部周边的切边,零件头部周边被上下切边模切割成设定形状,成形后的产品被通棒62从上切边模52的中部内腔经冲模通道54顶出上部冲压模5。上切边模52外周边设置有能提高上切边模52定位稳性和加强上切边模52强度的上加强环55,所述上加强环55的外周侧面与锁紧盖53内壁相固定,所述锁紧盖53呈台级形,所述锁紧盖53通过上台级的内螺纹与冲模51下部缩径的凸柱56外螺纹螺接在一起,所述上切边模52、上加强环55的顶面与凸柱56底面顶触在一起。所述下部底模包括有下模套壳64、内模体6,所述内模体6置于下模套壳64内,所述内模体6的中部顶面凸设有凸起部65,所述下切边模63紧贴地套置于凸起部65的外周,所述下部底模凹腔61位于凸起部65内,所述下切边模63与下模套壳64相固定,所述通棒62从内模体6的通孔中延伸出下部底模的底部。所述下切边模63外周边设置有能提高下切边模63定位稳性和加强下切边模63强度的下加强环66,所述下加强环66的外周侧面与下模套壳64相固定。


  [0034]工作原理:首先,通过第一冲压模对零件毛坯的挤压获得头部锥度和杆部缩径要求的尺寸;然后,通过第二冲压模对步骤一零件进行挤压获得零件头部的轮廓和尺寸;接着,通过第三冲压模对步骤二零件的挤压,使底模的切边模对步骤二零件作反切而获得零件颈部所需求的轮廓的形状和尺寸;最后,通过第四冲压模对步骤三加工后的零件头部周边作上下双切而获得无毛刺的零件头部轮廓的形状和尺寸,即完成整个零件冷镦加工过程。


  【主权项】


  1.一种零件冷镦加工方法,其特征在于:依次由以下步骤:步骤一,通过第一冲压模(I)对零件毛坯的挤压获得头部锥度和杆部缩径要求的尺寸;步骤二,通过第二冲压模(3)对步骤一零件(2)进行挤压获得零件头部的轮廓和尺寸;步骤三,通过第三冲压模(4)对步骤二零件(2)的挤压,使底模的切边模对步骤二零件(2)作反切而获得零件颈部所需求的轮廓的形状和尺寸;步骤四,通过第四冲压模对步骤三加工后的零件(2)头部周边作上下双切而获得无毛刺的零件头部轮廓的形状和尺寸,即完成整个零件冷镦加工过程。


  2.根据权利要求1所述的零件冷镦加工方法,其特征在于:所述第一冲压模(I)包括上模和下模(17),所述上模通过驱动器能相对于下模(17)上下移动,所述上模包括上模壳(II)、在上模壳(11)的底部设置有能将零件毛坯冲压成头部锥度要求尺寸的冲模腔(12)、冲压棒(13)、冲压棒压块(14),所述冲压棒(13)从冲模腔(12)顶部通孔穿过与上模壳(11)相固定的冲压棒压块(14)的底面相连接,所述下模(17)中设置有能将零件毛坯成型成头部锥度和杆部缩径要求尺寸的下模凹腔(15),所述下模凹腔(15)中竖向设置有能将冲压成型零件⑵从下模凹腔(15)中顶出的顶杆(16),所述顶杆(16)能上下滑动地穿过下模(17)的通孔而延伸出下模(17)的底部,当毛坯零件放入上模冲模腔(12)与下模凹腔(15)后,上模在驱动器驱动下向下移动,毛坯零件上部在冲压棒(13)底面的挤压下使零件向下移动而进入下模凹腔(15),形成头部锥度和杆部缩径要求尺寸的零件(2)。


  3.根据权利要求1所述的零件冷镦加工方法,其特征在于:所述第二冲压模(3)包括上冲模和底模(33),所述上冲模通过驱动机构能相对于底模(33)上下移动,所述上冲模包括上冲模壳(31)、嵌置于上冲模壳(31)底部的冲压块(32),所述底模(33)中设置有能放置步骤一加工后零件(2)的底模凹腔(34),所述底模凹腔(34)中竖向设置有能将冲压成型零件从底模凹腔(34)中顶出的通杆(35),所述通杆(35)能上下滑动地穿过底模(33)的通孔而延伸出底模(33)的底部,当步骤一成型零件(2)放入底模凹腔(34)后,上冲模在驱动机构驱动下向下移动而挤压零件顶部,使零件(2)向下移动而进入底模凹腔(34),形成颈部锥形的颈部锥形零件(2)。


  4.根据权利要求1所述的零件冷镦加工方法,其特征在于:所述第三冲压模(4)包括上冲压模和下底模,所述上冲压模通过驱动装置能相对于下底模上下移动,所述上冲压模包括上冲压模壳(41)、嵌置于上压冲模壳底部的冲压件(42),所述下底模中设置有能放置步骤二加工后零件(2)的下底模凹腔(44),所述下底模凹腔(44)中竖向设置有能将冲压成型零件(2)从下底模凹腔(44)中顶出的定位杆(45),所述定位杆(45)能上下滑动地穿过下底模的通孔而延伸出下底模的底部,在下底模凹腔(44)的外部下底模上设置有步骤二成型的锥形颈部零件(2)的颈部切边模(46),当步骤二成型零件(2)放入下底模凹腔(44)后,上冲压模在驱动装置驱动下向下移动而挤压零件(2)顶部,使零件(2)向下移动而进入下底模凹腔(44),锥形颈部被颈部切边模(46)的切割成设定花齿的花齿零件(2)。


  5.根据权利要求4所述的零件冷镦加工方法,其特征在于:所述下底模包括有模套壳(47)、内模(43),所述内模(43)置于模套壳(47)内,所述内模(43)的中部顶面凸设有凸部(48),所述颈部切边模(46)紧贴地套置于凸部(48)的外周,所述下底模凹腔(44)位于凸部(48)内,所述颈部切边模(46)的设定花齿的切齿刀头位于下底模凹腔(44)顶部,所述颈部切边模(46)与模套壳(47)相固定,所述定位杆(45)从内模(43)的通孔中延伸出下底模的底部。


  6.根据权利要求5所述的零件冷镦加工方法,其特征在于:所述颈部切边模(46)外周边设置有能提高颈部切边模(46)定位稳性和加强颈部切边模(46)强度的加强环(49),所述加强环(49)的外周侧面与模套壳(47)相固定。


  7.根据权利要求1所述的零件冷镦加工方法,其特征在于:所述第四冲压模包括上部冲压模(5)和下部底模,所述上部冲压模(5)通过驱动件能相对于下部底模上下移动,所述上部冲压模(5)包括冲模(51)、零件头部的上切边模(52)、上切边模(52)的锁紧盖(53),所述上切边模(52)嵌置于锁紧盖(53)的孔腔中,所述锁紧盖(53)脱卸式固定于冲模(51)的底端,所述冲模(51)中设置成形产品从冲模(51)内取出的通道(54),所述下部底模中设置有能放置步骤三加工后零件(2)的下底模凹腔(44),所述下部底模凹腔(61)中竖向设置有能将冲压成型零件(2)从下部底模凹腔¢1)中顶出的通棒(62),所述通棒¢2)能上下滑动地穿过下部底模的通孔而延伸出下部底模的底部,在下部底模凹腔¢1)外部的下部底模设置有步骤三成型的零件(2)头部的下切边模(63),所述上切边模(52)与下切边模¢3)为上下对齐设置,当步骤三成型零件(2)放入下部底模凹腔¢1)后,上切边模(52)在驱动件驱动下向下移动而挤压零件向下移动,上切边模(52)从上向下切割零件头部的周边,与此同时固定于下部底模的下切边模(63)由下向上切割零件头部的周边,形成不会产生毛刺的上下对切零件头部周边的切边,零件头部周边被上下切边模切割成设定形状,成形后的产品被通棒¢2)从上切边模(52)的中部内腔经冲模通道(54)顶出上部冲压模(5)。


  8.根据权利要求7所述的零件冷镦加工方法,其特征在于:所述上切边模(52)外周边设置有能提高上切边模(52)定位稳性和加强上切边模(52)强度的上加强环(55),所述上加强环(55)的外周侧面与锁紧盖(53)内壁相固定,所述锁紧盖(53)呈台级形,所述锁紧盖(53)通过上台级的内螺纹与冲模(51)下部缩径的凸柱(56)外螺纹螺接在一起,所述上切边模(52)、上加强环(55)的顶面与凸柱(56)底面顶触在一起。


  9.根据权利要求8所述的零件冷镦加工方法,其特征在于:所述下部底模包括有下模套壳(64)、内模体(6),所述内模体(6)置于下模套壳(64)内,所述内模体(6)的中部顶面凸设有凸起部(65),所述下切边模(63)紧贴地套置于凸起部(65)的外周,所述下部底模凹腔(61)位于凸起部(65)内,所述下切边模(63)与下模套壳(64)相固定,所述通棒(62)从内模体(6)的通孔中延伸出下部底模的底部。


  10.根据权利要求9所述的零件冷镦加工方法,其特征在于:所述下切边模(63)外周边设置有能提高下切边模(63)定位稳性和加强下切边模(63)强度的下加强环(66),所述下加强环(66)的外周侧面与下模套壳(64)相固定。


  【专利摘要】


  一种零件冷镦加工方法,依次由以下步骤:步骤一,通过第一冲压模(1)对零件毛坯的挤压获得头部锥度和杆部缩径要求的尺寸;步骤二,通过第二冲压模(3)对步骤一零件(2)进行挤压获得零件头部的轮廓和尺寸;步骤三,通过第三冲压模(4)对步骤二零件(2)的挤压,使底模的切边模对步骤二零件(2)作反切而获得零件颈部所需求的轮廓的形状和尺寸;步骤四,通过第四冲压模对步骤三加工后的零件(2)头部周边作上下双切而获得无毛刺的零件头部轮廓的形状和尺寸,即完成整个零件冷镦加工过程。其优点在于:材料利用率高,节省材料,节约成本,工序简单,只需将零件放置在指定位置,模具能一次加工成型,效率高,可调整性高,降低废品率,能有效去除毛刺,应用效果好。


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