专利名称：钢球冷镦模具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及金属冲压领域，具体的说是一种钢球冷镦模具，适用于轴 承钢球生产。
技术背景目前常用的钢球冷镦模具模芯型腔内部形状是球形的，生产出来的球坯也 是球形的。球形模芯型腔一般采用硬质合金经烧结后磨削而成的，球形模芯型 腔磨削质量要求是一致的，因为尺寸限制，磨削球形模芯型腔顶(底)部非常困难， 磨削质量没有模芯型腔中部高。当原材料在球状模芯型腔内塑性流动时，钢球冷镦模具受力在不断的发生 变化，对比不同位置点的径向分力与轴向分力，能够发现越接近模芯型腔顶(底) 部，径向分力愈小，轴向分力愈大，金属的变形抗力也愈大。因此，冷镦时在 钢球球坯成形最后阶段，金属要充满模芯型腔顶(底)部是比较困难的，模具会受 到很大的应力，造成模具寿命不长。故要求钢球模具模芯型腔内部形状能做适 当的调整，降低钢球生产中的最大应力，使得钢球模具的寿命能提高，生产出 来的钢球内应力也能降低。每个钢球球坯的原始材料采用冷拉钢丝高速横向切断，产生一段圆柱形坯 料，每个圆柱形坯料两端都有切口，切的再好也都是不平整的，当圆柱形坯料 在冷镦成球形球坯时，圆柱形坯料两端的刀切口纹理会影响球坯两极处的质量。 发明内容本实用新型的目的是克服现有的技术缺陷，提供一种钢球冷镦模具，对模 具模芯型腔内部形状进行改进，设计了 一种球锥形模具模芯型腔。解决的技术问题本实用新型提供一种球锥形模芯型腔的钢球冷镦模具。能让金属在冷镦更方便的充满模具模芯型腔顶(底)部，从而降低钢球生产中的最大应力，降低钢球内应力，提高钢球模具的寿命；同时能让坯料两端的刀切口 部份材料排除出最后成形钢球范围，提高钢球球坯两极处的质量；模具模芯型 腔加工方便。技术方案从模具模芯型腔内部形状入手，设计了一种新的球锥形模具模 芯型腔；在常用的球形钢球冷镦模具模芯型腔基础上，在球形模芯型腔顶(底) 部再增加一个球形凹坑，使整个模芯型腔呈现球锥形。模芯型腔采用硬质合金， 在烧结前就做成球锥形，烧结后分别磨削模芯中部球形型腔与模芯顶(底)部球形 型腔，模芯顶(底)部球形型腔有填充坯料两端的刀切口部份材料功能，在磨削时 质量要求比较低。有益效果本实用新型能够降低钢球冷镦生产中的最大应力，使得钢球模 具的寿命能提高，生产出来的钢球内应力也能降低；能让金属更方便的充满模 具模芯型腔顶(底)部，同时能把圆柱形坯料两端的刀切口部分材料填充在模具模 芯型腔顶(底)部，排除出最后成形钢球范围,提高钢球质量，还能节省原材料，模 具模芯型腔加工方便。
图1是球锥形钢球冷镦模具示意图图2是球锥形钢球冷镦模具内部型腔示意图图3是球形钢球毛坯成型受力示意图图4是球锥形钢球毛坯成型结束时在模具内示意图图5是球锥形钢球球坯示意图图6是球形钢球球坯示意图中1、上模壳，2、装配工艺沟，3、模壳极 L， 4、模芯极孔，5、模芯顶(底) 部球形型腔，6、固定缺口， 7、上模芯，8、模芯中部球形型腔，9、下模芯， 10、下模壳，11、加工中的钢球球坯，12、球锥形球坯两极，13、球锥形球坯 环带(赤道)，14、球形球坯两极，15、球形球坯环带(赤道)具体实施方式
在图1中，上模芯(7)过盈装配在带装配工艺沟(2)的上模壳(1)中，下 模芯(9)也过盈装配在带装配工艺沟的下模壳(10)中。上模芯(7)与下模 芯(9)尺寸一致，对称放置，上模壳(1)与下模壳(10)尺寸一致，对称放 置。在图2中，上模芯(7)、下模芯(9)的内部型腔形状不是一个球形，而是由 模芯中部球形型腔(8)与模芯顶部球形型腔(5)组成的， 一个球锥形球型腔。型 腔用硬质合金经烧结后磨削而成，模芯顶(底)部球形型腔(5)在磨削时质量要求比 模芯中部球形型腔(8)低。在图3中，加工中的钢球球坯(11)放在上模芯(7)与下模芯(9)中间随 着上模芯(7)慢慢下移，上模芯(7)与下模芯(9)之间的距离越来越接近， 模芯极孔(4)中形成钢球球坯的两极(12)，在上模芯(7)与下模芯(9)之 间形成环带(13)，对比成型过程中A点、B点的径向分力Px与轴向分力Py， 能够发现越接近模芯型腔底(顶)部，径向分力Px愈小，轴向分力Py愈大。因为 有模芯顶(底)部球形型腔(5)的存在，金属到达模芯顶(底)部球形型腔(5)位 置时，轴向分力Py能限制在一定范围内，不再增加，坯料两端的刀切口部分材 料能比较方便的填充到模芯型腔顶(底)部，直到钢球球坯完全成型(如图4所示)。球锥形钢球球坯(如图5所示)，与图6中的球形钢球球坯相比，球锥形球坯 两极(12)体积大于球形球坯两极(14)，能够更方便的容纳坯料两端的刀切口 部分材料。因为有更多材料填充到球锥形球坯两极(12)，球锥形球坯环带(赤 道)(13)与球形球坯环带(赤道)(15)相比，直径更小。
权利要求1. 钢球冷镦模具，主要包括模芯与模壳两部份，模芯与模壳为过盈配合；其特征是在模芯球形型腔顶部及底部各增加一个球形凹坑，使模芯的型腔内部形状是球锥形。
专利摘要本实用新型涉及一种钢球冷镦模具，主要包括模芯与模壳两部分，适用于轴承钢球生产。本实用新型在模芯型腔顶部及底部各增加一个球形凹坑，使模芯的型腔内部形状是球锥形。本实用新型能够降低钢球冷镦生产中的最大应力，提高钢球模具的寿命，降低钢球内应力，提高钢球质量，节省原材料。
文档编号B21J13/02GK201089000SQ20072000382
公开日2008年7月23日 申请日期2007年2月2日 优先权日2007年2月2日
发明者叶宏武 申请人:叶宏武