拉铆销制作方法及模具的制作方法
拉铆销制作方法及模具的制作方法
【专利摘要】拉铆销制作方法及模具。步骤为：1)下料。2)粗锻：光杆段预型和牙型中径段预型的成型。3)精锻：帽头、光杆段、牙型中径段预形的成型。4)机加工：加工出尾牙中径段。5)滚压：牙型和尾牙中径段滚压出牙型和尾牙；最后成为拉铆销成品。模具设有粗锻模具和精锻模具。提供了两模具下模内孔尺寸的确定方法及三种规格两模具内孔设计优化尺寸。本发明的拉铆销粗锻和精锻一次成型，解决了现有工艺中间夹入机加工带来的产品质量不稳定和加工繁琐。材料利用率由70％提高到90％。产品组织密度高，力学性能高。粗锻第1下模内孔有拔模斜度为0.06°～0.09°，使粗锻半成品与模腔正常分离，保证粗锻和精锻间正常转移和产品质量稳定。可用于拉铆销或类似连接件的温锻缩径一次成型。
【专利说明】拉铆销制作方法及模具
[0001](一)【技术领域】:本发明涉及一种拉铆销温锻加工成型技术，属于连接件类(E05C)及金属的锻造类(B21J)。
(二)【背景技术】:
[0002]见图1，拉铆销成品M由帽头1、光杆段2、直牙段3和尾牙段4组成。现有拉铆销产品一般用于铆接的场合，拉铆销M、套环A和垫圈D将马蹄型部件B和被连件C铆接固定。具有防松防盗特点。
[0003]传统的拉铆销制作方法，步骤如下:1) 一工位下料:见图14，选择坯料形状为传统圆柱体5η，其直径Φ5η和拉铆销光杆直径Φ2—致。根据机加工的加工量和三工位半成品体积，确定不同型号产品的下料长度L5n。
[0004]2) 二工位机加工:见图15，下料后进行机加工成型，成为有光杆段预型62n、直牙中径段预型63n、尾牙中径段预型64n的传统二工位半成品6n。
[0005]3)三工位锻帽头:见图15，将传统二工位半成品6n中的顶端6.1n进行局部加热(加热温度低于750°C );见图17，夹持局部加热的传统二工位半成品6n放入传统第一下模IOln模腔中。见图18，传统上模IOtln向下运动进行镦锻传统二工位半成品6n。见图19，帽头镦锻成型。由传统下模内孔中传统模块105?将下锻压力传递到传统下模底面的锻压平台IO7n。见图20，帽头成型后，通过控制安装在温锻机床上的传统顶针106n，沿传统下模内孔上顶传统垫块IO5n，将传统有帽头的三工位半成品7n向上顶出。
[0006]4)滚压:夹持出传统有帽头的三工位半成品7n，见图16，传统三工位半成品7n有帽头1、光杆段2、直牙中径段7.3n和尾牙中径段7.4n。最后将传统三工位半成品7放在滚压机上滚压，对直牙中径段滚出牙型和尾牙中径段滚出尾牙，成为有帽头1、光杆段2、直牙段3和尾牙段4的拉铆销成品M(见图1)。
[0007]传统成型工艺的传统模具IOn如下组成:见图17-图20:
[0008]①传统上模10Qn。②有外模和内模的传统第一下膜10ln。②有外模和内模的传统第二下膜102n。③一个传统第三下膜103n。④下膜内孔内有传递力的传统垫块IO5n和顶针IO6n(见图 20)。
[0009]传统的拉铆销制作方法存在如下问题:1)由于在一工位下料和三工位镦帽两个工位间要进行二工位机加工，这样使加工步骤繁琐。2)原材料利用率低:因为有二工位机加工，加工出半成品，直径差距大，消耗大量的材料。3)机加工效率低。4)因为操作者的技术存在差异性，因此机加工精度受操作者技术差异的影响，拉铆销成型尺寸容易受机加及人为因素的影响，导致产品质量的稳定性无法得到保障。
(三)
【发明内容】
[0010]本发明提供的拉铆销制作方法及模具，就是解决传统拉铆销制作方法存在加工步骤繁琐、原材料利用率低、机加工效率低、产品质量的稳定性无法得到保障等问题。
[0011]技术方案如下:[0012]拉铆销制作方法，其特征是，包括如下步骤:
[0013]I)下料:选择坯料形状为圆柱体5，圆柱体直径Φ5应为拉铆销光杆直径Φ2的0.95?0.972倍；再根据温锻成型后的精锻半成品7体积U7确定圆柱体长度
L 5= 4U7/ttO)52。2)粗锻:①对温锻机床上的粗锻下模、精锻下模用液化石油气同时进行预热，时间在30min左右；同时将圆柱体放入感应加热炉整体加热，加热温度低于750°C;然后向粗锻下模的模腔中喷入适量的石墨水溶液对模腔进行润滑；最后夹持圆柱体放入粗锻模具的粗锻第I下模内孔中；②驱动粗锻上模向下运动进行镦锻，通过粗锻下模内孔中的粗锻垫块将镦锻下压力传给粗锻下模底面的粗锻平台；使圆柱体成为有光杆段预型和牙型中径段预型的粗锻半成品6 ;③粗锻上模向上回退，通过控制安装在温锻机床上的粗锻顶针，沿粗缎下模内孔上顶粗锻垫块，将粗缎半成品向上顶出。3)精锻:①向精锻下模的模腔中喷入适量的石墨水溶液对模腔进行润滑；然后将粗锻半成品从粗锻第I下模内夹持到精锻模具的精锻第I和第2下模内孔中；②驱动精锻上模向下运动进行镦锻；通过精锻下模内孔中的精锻垫块将镦锻下压力传给精锻下模底面精锻平台；成为有帽头1、光杆段2、牙型中径段预形73的精锻半成品7 ;③精锻上模向上回退；通过控制安装在温锻机床上的精锻顶针，沿精缎下模内孔上顶精锻垫块，将精缎半成品向上顶出。4)四工位机加工:夹持取出精锻半成品并冷却至常温后，对牙型中径段预形73下端进行车削机加工，加工出尾牙中径段84，成为有帽头1、光杆段2、牙型中径段S3和尾牙中径段S4的四工位机加工半成品8。
5)滚压:在滚丝机床上将四工位机加工半成品8中牙型中径段S3滚压出牙型，成为牙型段；将尾牙中径段S4滚压出尾牙，成为尾牙段；最后成为设计要求的拉铆销成品M。
[0014]按上述拉铆销制作方法制作产品需提供的模具，其特征是:
[0015]I)在温锻机床上设有粗锻模具和精锻模具两个工位的模具。2)粗锻模具包括:①粗锻上模:由两者固定的冲棒和冲棒套组成；②所述粗锻下模设有从上至下的有内模和外模的粗锻第I下模、有内模和外模的粗锻第2下模、粗锻第3下模和粗锻第4下模；③粗锻第I下模大内孔公称直径比圆柱体的公称直径大0.5?0.7_，两者间为滑动配合；粗锻第I下模大内孔高度Hai比圆柱体长度L5大0-5mm 粗锻第1、第2下模小内孔公称直径Φ9.2与粗锻半成品的牙型中径段预型直径Φ6.3相同，两者间为紧密配合；粗锻第1、第2下模小内孔高度Η9.2大于粗锻半成品牙型中径段长度L6.3 粗锻第I下模大内孔9lc;设有的拔模斜度K为0.06°?0.09°。3)精锻模具包括:①精锻上模:由两者固定的帽头凹形块和外套组成；②所述精锻下模设有从上至下的有内模和外模的精锻第I下模、有内模和外模的精锻第2下模、精锻第3下模和精锻第4下模精锻第I下模内孔公称直径Φιαι与精锻半成品的光杆段直径Φ2相同，两者间为紧密配合；精锻第I下模内孔高度Hiai与精锻半成品的光杆段长度L2相同精锻第2下模内孔公称直径Φια2与精锻半成品的牙型中径段预型直径Φ7.3相同，两者间为紧密配合；精锻第2下模内孔高度Hia2大于精锻半成品牙型中径段预型长度L7.3。
[0016]上述两个模具特征中涉及粗锻和精缎第3下模、第4下模内孔和垫块相配合的尺寸设计，以及提供的三种产品的粗锻和精缎第I下模、第2下模内孔和拉铆销相配合的尺寸，在实施例中结合【专利附图】
【附图说明】。
[0017]本发明有益效果:
[0018]I)由于采用下料后粗锻、精锻的连续温锻工艺流程，使拉铆销光杆段、直牙中径段和帽头一次成型。解决了现有工艺中间夹入机加工带来的产品质量的不稳定性和加工步骤繁琐，大大提高了产品质量的稳定性和保证了产品的质量。2)采用粗锻和精锻一次温锻成型工艺，大大提高了拉铆销的原材料利用率:利用率由原来的70%提高到了 90%。同时也增加了产品组织的致密度，提高了产品的力学性能。3)为了保证半成品在二工位粗锻和三工位精锻之间正常转移，在粗锻第I下模内孔设有的拔模斜度K = 0.06°~0.09°，使粗锻成型后，粗锻半成品能够与模腔正常分离，保证产品质量的稳定性。4)本发明提供的两模具下模内孔尺寸的确定方法及三种规格两模具内孔设计优化尺寸，保证产品质量的稳定性。5)在粗缎开始对粗锻、精锻下模同时进行预热和对模腔进行润滑，可延长模具寿命。6)本发明用于拉铆销或类似连接件的温锻缩径一次成型。
(四)【专利附图】
【附图说明】:
[0019]图1拉铆销成品组成、工作状态及适用场合示意图。
[0020]图2下料后形状图:圆柱体5单件图。
[0021]图3粗锻后形状图:粗锻半成品6单件图。
[0022]图4精锻后形状图:精锻半成品7单件图。
[0023]图5四工位机加工后形状图:拉铆销半成品8单件图。。
[0024]图6圆柱体5放入粗锻模具9及粗锻模具结构示图。
[0025]图7粗锻锻压示图。
[0026]图8粗锻锻压完，粗锻半成品6向上顶出示图。
[0027]图9粗锻半成品放入精锻模具10及精锻模具结构示图。
[0028]图10精锻锻压示图。
[0029]图11精锻锻压完，精锻半成品7向上顶出示图。
[0030]图12粗锻第I下模内孔的拔模斜度示图。
[0031]图13图12局部放大图1。
[0032]图14传统工艺一工位下料后形状图:圆柱体5η单件图。
[0033]图15传统工艺二工位机加工后形状图:传统二工位半成品6η单件图。
[0034]图16传统工艺三工位镦帽头后形状图:传统三工位半成品7η单件图。
[0035]图17传统二工位半成品6η放入传统模具IOn及传统模具结构示图。
[0036]图18传统上膜IOOn下移，准备压帽头示图。
[0037]图19传统上膜IOOn锻压帽头示图。
[0038]图20传统三工位半成品7η向上顶出。
(五)【具体实施方式】:
[0039]本实施例拉铆销制作方法，包括如下步骤:
[0040]I)下料:见图2，选择坯料形状为圆柱体5。圆柱体直径Φ5 = 0.95~0.972Φ2。Φ2为拉铆销光杆直径。一般按产品不同的型号确定其尺寸。例如:拉铆销光杆直径为Φ36_时，圆柱体直径Φ5 = 0.972Φ = 35_。确定精锻半成品7体积U7 = 125075mm2。
确定圆柱体长度LS= 4?7/πΦ52= lJUmm。
[0041] 2)粗锻:①对温锻机床上的粗锻下模、精锻下模用液化石油气同时进行预热，时间在30min左右；同时将圆柱体5放入感应加热炉整体加热，加热温度低于750°C;然后向粗锻下模的模腔中喷入适量的石墨水溶液对模腔进行润滑；见图6，最后夹持加热后圆柱体5放入粗锻模具的粗锻第I下模％内孔％。中。②见图7，驱动粗锻上模％向下运动进行镦锻，通过粗锻下模内孔中的粗锻垫块95(见图6)将镦锻下压力传给粗锻下模底面粗锻平台97 ;使圆柱体成为有光杆段预型62和牙型中径段预型63的粗锻半成品6 (见图3)。③见图8，粗锻上模％向上回退，通过控制安装在温锻机床上的粗锻顶针96，沿粗缎下模内孔上顶粗缎垫块95，将粗缎半成品6向上顶出。3)精锻:①向精锻下模的模腔中喷入适量的石墨水溶液对模腔进行润滑；见图8、见图9，将粗锻半成品6从粗锻第I下模％内夹持到精锻模具的精锻第I下模和第2下模内孔10le、102。中。②见图10，驱动精锻上模10。向下运动进行镦锻；通过精锻下模内孔中的精锻垫块IO5将镦锻下压力传给精锻下模底面精锻平台IO7 ;形成有帽头1、光杆段2、牙型中径段预形73的精锻半成品7 (见图4)。③见图11，精锻上模IOtl向上回退；通过控制安装在温锻机床上的精锻顶针IO6，沿精缎下模内孔上顶精锻垫块IO5，将精缎 半成品7向上顶出。4)四工位机加工:见图11，夹持取出精锻半成品7，待精锻半成品冷却至常温后，见图4、图5，对牙型中径段预形73下端进行车削机加工，加工出尾牙中径段S4，成为有帽头1、光杆段2、牙型中径段S3和尾牙中径段S4的四工位机加工半成品8。5)滚压:见图5，图1，在滚丝机床上将四工位机加工半成品8中牙型中径段S3滚压出牙型，成为牙型段3 ;将尾牙中径段S4滚压出尾牙，成为尾牙段4 ;最后成为设计要求的拉铆销成品M。
[0042]按上述本实施例拉铆销制作方法制作产品需提供的模具，包括如下:
[0043]I)在温锻机床上设有粗锻模具和精锻模具两个工位的模具。
[0044]2)粗锻模具包括:①见图6，粗锻上模％:由两者固定的冲棒套9μ和冲棒％组成。冲棒直径与圆柱体5相同。②见图6，从上至下的有内模和外模的粗锻第I下模％、有内模和外模的粗锻第2下模92、粗锻第3下模93和粗锻第4下模94。③见图6、见图2，粗锻第I下模大内孔％。公称直径比圆柱体5直径05大0.5~0.7mm左右，两者间为滑动配合，即Φ9.! = Φ5+0.5~0.7_。大内孔％。高度Η9」比圆柱体长度1^5大0-5_，8口Hai = L5+0-5mm，也可写为:Η9.1= 。④见图6、图3，粗锻第1、第2下模的小内孔92 c公称直径Φ9.2与粗锻半成品6的牙型中径段预型63直径Φ6.3相同，两者间为紧密配合，即Φ9.2 = Φ6.3。见图7、见图3，粗锻第1、第2下模小内孔92。高度Η9.2大于粗锻半成品6牙型中径段63高度L6.3，即H9.2>L6.3。⑤见图6、见图12、图13，粗锻第I下模大内孔9lc;设有的拔模斜度K为0.06~0.09°。见表1中产品规格C，拉铆销光杆直径Φ2 = 36mm时，见图12,在粗锻第I下模％大内孔9le中最大孔深Hu =圆柱体长度L 5 = 130mm处,孔径Φ下=35.68mm ;在孔深=L 6.2处=60mm处(长度L 6.2见图3),孔径Φ中=35.73mm ;在孔入口处，孔径Φ ±= 35.85mm。这样形成拔模斜度K = 0.06~0.09°。表1中提供了对应拉铆销(见图1)产品三种型号A、B、C时，上述粗锻模具的相关设计尺寸:Φ ±、Φ +、Φ τ、
① 9.1、Hg.1、Φ 9.2、Hg.2。
[0045]3)精锻模具包括:①见图9，精锻上模10。:由两者固定的帽头凹形块IOtl2和外套IO01组成。②见图9，设有从上至下的有内模和外模的精锻第I下模IO1、有内模和外模的精锻第2下模IO2、精锻第3下模IO3和精锻第4下模104。③见图10、图4，精锻第I下模内孔公称直径Φιαι与精锻半成品7的光杆段2直径Φ2(Φ2见图4)相同，两者间为紧密配合，即Φιαι= Φ2。精锻第I下模内孔高度Hiai与精锻半成品7的光杆段长度L2(L2见图
4)相同，即Hiai = L2。④见图10、图4，精锻第2下模内孔102。公称直径Φια2与精锻半成品7的牙型中径段预型73直径Φ7.3相同，两者间为紧密配合，即Φια2= Φ7.3。精锻第2下模内孔高度Hia2大于精锻半成品7的牙型中径段73的长度L7.3，即Hia2>L7.3。表1中提供了对应拉铆销(见图1)产品三种型号A、B、C时，上述精锻模具的相关设计尺寸:Φιαι、Hl0.1、① 10.2、Hi0.2。
[0046]综上所述，上述粗锻和精锻模具第一和第二下模模腔的结构形状，按照本发明各工位半成品形状设计，便可实现拉铆销的一次缩径成型。
[0047]表1模具相关设计尺寸单位毫米
[0048]
【权利要求】
1.拉铆销制作方法，其特征是，包括如下步骤: 1)下料:选择坯料形状为圆柱体(5)，圆柱体直径Φ5应为拉铆销光杆直径Φ2的0.95~0.972倍；再根据温锻成型后的精锻半成品(7)体积U7确定圆柱体长度L 5= 4U7/n052; 2)粗锻: ①对温锻机床上的粗锻下模、精锻下模用液化石油气同时进行预热，时间在30min左右；同时将圆柱体(5)放入感应加热炉整体加热，加热温度低于750°C ;然后向粗锻下模的模腔中喷入适量的石墨水溶液对模腔进行润滑；最后夹持圆柱体放入粗锻模具的粗锻第I下模内孔(％。)中；?驱动粗锻上模(?)向下运动进行镦锻，通过粗锻下模内孔中的粗锻垫块(95)将镦锻下压力传给粗锻下模底面的粗锻平台(97);使圆柱体成为有光杆段预型(62)和牙型中径段预型(63)的粗锻半成品(6);③粗锻上模向上回退，通过控制安装在温锻机床上的粗锻顶针(96)，沿粗缎下模内孔上顶粗锻垫块(95)，将粗锻半成品向上顶出； 3)精锻: ①向精锻下模的模腔中喷入适量的石墨水溶液对模腔进行润滑；然后将粗锻半成品从粗锻第I下模内夹持到精锻模具的精锻第I和第2下模内孔IOlc)、(IO2c)中；②驱动精锻上模(10。)向下运动进行镦锻；通过精锻下模内孔中的精锻垫块(IO5)将镦锻下压力传给精锻下模底面精锻平台(IO7);成为有帽头(I)、光杆段(2)、牙型中径段预形(73)的精锻半成品(7);③精锻上模向上 回退；通过控制安装在温锻机床上的精锻顶针(IO6)，沿精锻下模内孔上顶精锻垫块(IO5)，将精锻半成品向上顶出； 4)四工位机加工:夹持取出精锻半成品并冷却至常温后，对牙型中径段预形(73)下端进行车削机加工，加工出尾牙中径段(S4)，成为有帽头(I)、光杆段(2)、牙型中径段(S3)和尾牙中径段(84)的四工位机加工半成品(8)； 5)滚压:在滚丝机床上将四工位机加工半成品中牙型中径段(S3)滚压出牙型，成为牙型段(3);将尾牙中径段(S4)滚压出尾牙，成为尾牙段(4);最后成为设计要求的拉铆销成品M。
2.按权利要求1拉铆销制作方法制作产品需提供的模具，其特征是: 1)在温锻机床上设有粗锻模具和精锻模具两个工位的模具； 2)粗锻模具包括:①粗锻上模:由两者固定的冲棒和冲棒套组成；②所述粗锻下模设有从上至下的有内模和外模的粗锻第I下模(％)、有内模和外模的粗锻第2下模(92)、粗锻第3下模(93)和粗锻第4下模(94) 粗锻第I下模大内孔饵。)公称直径比圆柱体的公称直径Φ5大0.5~0.7_，两者间为滑动配合；粗锻第I下模大内孔高度(H9J比圆柱体长度(L5)大0-5mm;④粗锻第1、第2下模小内孔公称直径(Φ9.2)与粗锻半成品(6)的牙型中径段预型出3)直径(Φ6.3)相同，两者间为紧密配合；粗锻第1、第2下模小内孔高度(H9.2)大于粗锻半成品牙型中径段长度(L6.3) 粗锻第I下模大内孔(9lc;)设有的拔模斜度 K 为 0.06。~0.09。； 3)精锻模具包括:①精锻上模:由两者固定的帽头凹形块和外套组成；②所述精锻下模设有从上至下的有内模和外模的精锻第I下模(IO1)、有内模和外模的精锻第2下模(IO2)、精锻第3下模(IO3)和精锻第4下模(IO4) 精锻第I下模内孔(IOlc)公称直径(Φ10.!)与精锻半成品(7)的光杆段⑵直径(φ2)相同，两者间为紧密配合；精锻第I下模内孔高度(Hiai)与精锻半成品的光杆段长度(L2)相同精锻第2下模内孔(102。)公称直径(Φ1(ι.2)与精锻半成品的牙型中径段预型(73)直径(Φ7.3)相同，两者间为紧密配合；精锻第2下模内孔高度(Hia2)大于精锻半成品牙型中径段预型的长度(L7.3)。
3.按权利要求2所述的模具，其特征是: 粗锻第3下模(93)内孔孔径(Φ9.3)与粗锻第1、第2下模的小内孔O2。)孔径(Φ9.2)相同；粗锻第4下模(94)内孔孔径(Φ9.4)大于粗锻第⑶下模内孔孔径(Φ9.3);粗锻垫块(95)上端公称直径与小内孔(92。)公称直径(Φ9.2)相同，两者间为滑动配合；粗锻垫块O5)下端公称直径与粗锻第4下模(94)内孔孔径(Φ9.4)相同，两者间为滑动配合； 精锻第3下模(IO3)内孔孔径(Φια3)大于精锻第2下模内孔(102。)公称直径(Φια2)；精锻第4下模(IO4)内孔孔径(Φια4)与精锻第3下模(IO3)内孔孔径(Φια3)相同；精锻垫块(IO5) 上端公称直径与小内孔(IO2。)公称直径(Φια2)相同，两者间为滑动配合；精锻垫块(IO5)下端公称直径与精锻第4下模(IO4)内孔孔径(Φια4)相同，两者间为滑动配口 ο
【文档编号】B21J3/00GK103990748SQ201410232307
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年5月28日 优先权日:2014年5月28日
【发明者】罗金成, 胡方年, 杨江, 何刚, 万永, 李新荣, 张 荣, 王霞 申请人:眉山南车紧固件科技有限公司
【专利摘要】拉铆销制作方法及模具。步骤为：1)下料。2)粗锻：光杆段预型和牙型中径段预型的成型。3)精锻：帽头、光杆段、牙型中径段预形的成型。4)机加工：加工出尾牙中径段。5)滚压：牙型和尾牙中径段滚压出牙型和尾牙；最后成为拉铆销成品。模具设有粗锻模具和精锻模具。提供了两模具下模内孔尺寸的确定方法及三种规格两模具内孔设计优化尺寸。本发明的拉铆销粗锻和精锻一次成型，解决了现有工艺中间夹入机加工带来的产品质量不稳定和加工繁琐。材料利用率由70％提高到90％。产品组织密度高，力学性能高。粗锻第1下模内孔有拔模斜度为0.06°～0.09°，使粗锻半成品与模腔正常分离，保证粗锻和精锻间正常转移和产品质量稳定。可用于拉铆销或类似连接件的温锻缩径一次成型。
【专利说明】拉铆销制作方法及模具
[0001](一)【技术领域】:本发明涉及一种拉铆销温锻加工成型技术，属于连接件类(E05C)及金属的锻造类(B21J)。
(二)【背景技术】:
[0002]见图1，拉铆销成品M由帽头1、光杆段2、直牙段3和尾牙段4组成。现有拉铆销产品一般用于铆接的场合，拉铆销M、套环A和垫圈D将马蹄型部件B和被连件C铆接固定。具有防松防盗特点。
[0003]传统的拉铆销制作方法，步骤如下:1) 一工位下料:见图14，选择坯料形状为传统圆柱体5η，其直径Φ5η和拉铆销光杆直径Φ2—致。根据机加工的加工量和三工位半成品体积，确定不同型号产品的下料长度L5n。
[0004]2) 二工位机加工:见图15，下料后进行机加工成型，成为有光杆段预型62n、直牙中径段预型63n、尾牙中径段预型64n的传统二工位半成品6n。
[0005]3)三工位锻帽头:见图15，将传统二工位半成品6n中的顶端6.1n进行局部加热(加热温度低于750°C );见图17，夹持局部加热的传统二工位半成品6n放入传统第一下模IOln模腔中。见图18，传统上模IOtln向下运动进行镦锻传统二工位半成品6n。见图19，帽头镦锻成型。由传统下模内孔中传统模块105?将下锻压力传递到传统下模底面的锻压平台IO7n。见图20，帽头成型后，通过控制安装在温锻机床上的传统顶针106n，沿传统下模内孔上顶传统垫块IO5n，将传统有帽头的三工位半成品7n向上顶出。
[0006]4)滚压:夹持出传统有帽头的三工位半成品7n，见图16，传统三工位半成品7n有帽头1、光杆段2、直牙中径段7.3n和尾牙中径段7.4n。最后将传统三工位半成品7放在滚压机上滚压，对直牙中径段滚出牙型和尾牙中径段滚出尾牙，成为有帽头1、光杆段2、直牙段3和尾牙段4的拉铆销成品M(见图1)。
[0007]传统成型工艺的传统模具IOn如下组成:见图17-图20:
[0008]①传统上模10Qn。②有外模和内模的传统第一下膜10ln。②有外模和内模的传统第二下膜102n。③一个传统第三下膜103n。④下膜内孔内有传递力的传统垫块IO5n和顶针IO6n(见图 20)。
[0009]传统的拉铆销制作方法存在如下问题:1)由于在一工位下料和三工位镦帽两个工位间要进行二工位机加工，这样使加工步骤繁琐。2)原材料利用率低:因为有二工位机加工，加工出半成品，直径差距大，消耗大量的材料。3)机加工效率低。4)因为操作者的技术存在差异性，因此机加工精度受操作者技术差异的影响，拉铆销成型尺寸容易受机加及人为因素的影响，导致产品质量的稳定性无法得到保障。
(三)
【发明内容】
[0010]本发明提供的拉铆销制作方法及模具，就是解决传统拉铆销制作方法存在加工步骤繁琐、原材料利用率低、机加工效率低、产品质量的稳定性无法得到保障等问题。
[0011]技术方案如下:[0012]拉铆销制作方法，其特征是，包括如下步骤:
[0013]I)下料:选择坯料形状为圆柱体5，圆柱体直径Φ5应为拉铆销光杆直径Φ2的0.95?0.972倍；再根据温锻成型后的精锻半成品7体积U7确定圆柱体长度
L 5= 4U7/ttO)52。2)粗锻:①对温锻机床上的粗锻下模、精锻下模用液化石油气同时进行预热，时间在30min左右；同时将圆柱体放入感应加热炉整体加热，加热温度低于750°C;然后向粗锻下模的模腔中喷入适量的石墨水溶液对模腔进行润滑；最后夹持圆柱体放入粗锻模具的粗锻第I下模内孔中；②驱动粗锻上模向下运动进行镦锻，通过粗锻下模内孔中的粗锻垫块将镦锻下压力传给粗锻下模底面的粗锻平台；使圆柱体成为有光杆段预型和牙型中径段预型的粗锻半成品6 ;③粗锻上模向上回退，通过控制安装在温锻机床上的粗锻顶针，沿粗缎下模内孔上顶粗锻垫块，将粗缎半成品向上顶出。3)精锻:①向精锻下模的模腔中喷入适量的石墨水溶液对模腔进行润滑；然后将粗锻半成品从粗锻第I下模内夹持到精锻模具的精锻第I和第2下模内孔中；②驱动精锻上模向下运动进行镦锻；通过精锻下模内孔中的精锻垫块将镦锻下压力传给精锻下模底面精锻平台；成为有帽头1、光杆段2、牙型中径段预形73的精锻半成品7 ;③精锻上模向上回退；通过控制安装在温锻机床上的精锻顶针，沿精缎下模内孔上顶精锻垫块，将精缎半成品向上顶出。4)四工位机加工:夹持取出精锻半成品并冷却至常温后，对牙型中径段预形73下端进行车削机加工，加工出尾牙中径段84，成为有帽头1、光杆段2、牙型中径段S3和尾牙中径段S4的四工位机加工半成品8。
5)滚压:在滚丝机床上将四工位机加工半成品8中牙型中径段S3滚压出牙型，成为牙型段；将尾牙中径段S4滚压出尾牙，成为尾牙段；最后成为设计要求的拉铆销成品M。
[0014]按上述拉铆销制作方法制作产品需提供的模具，其特征是:
[0015]I)在温锻机床上设有粗锻模具和精锻模具两个工位的模具。2)粗锻模具包括:①粗锻上模:由两者固定的冲棒和冲棒套组成；②所述粗锻下模设有从上至下的有内模和外模的粗锻第I下模、有内模和外模的粗锻第2下模、粗锻第3下模和粗锻第4下模；③粗锻第I下模大内孔公称直径比圆柱体的公称直径大0.5?0.7_，两者间为滑动配合；粗锻第I下模大内孔高度Hai比圆柱体长度L5大0-5mm 粗锻第1、第2下模小内孔公称直径Φ9.2与粗锻半成品的牙型中径段预型直径Φ6.3相同，两者间为紧密配合；粗锻第1、第2下模小内孔高度Η9.2大于粗锻半成品牙型中径段长度L6.3 粗锻第I下模大内孔9lc;设有的拔模斜度K为0.06°?0.09°。3)精锻模具包括:①精锻上模:由两者固定的帽头凹形块和外套组成；②所述精锻下模设有从上至下的有内模和外模的精锻第I下模、有内模和外模的精锻第2下模、精锻第3下模和精锻第4下模精锻第I下模内孔公称直径Φιαι与精锻半成品的光杆段直径Φ2相同，两者间为紧密配合；精锻第I下模内孔高度Hiai与精锻半成品的光杆段长度L2相同精锻第2下模内孔公称直径Φια2与精锻半成品的牙型中径段预型直径Φ7.3相同，两者间为紧密配合；精锻第2下模内孔高度Hia2大于精锻半成品牙型中径段预型长度L7.3。
[0016]上述两个模具特征中涉及粗锻和精缎第3下模、第4下模内孔和垫块相配合的尺寸设计，以及提供的三种产品的粗锻和精缎第I下模、第2下模内孔和拉铆销相配合的尺寸，在实施例中结合【专利附图】
【附图说明】。
[0017]本发明有益效果:
[0018]I)由于采用下料后粗锻、精锻的连续温锻工艺流程，使拉铆销光杆段、直牙中径段和帽头一次成型。解决了现有工艺中间夹入机加工带来的产品质量的不稳定性和加工步骤繁琐，大大提高了产品质量的稳定性和保证了产品的质量。2)采用粗锻和精锻一次温锻成型工艺，大大提高了拉铆销的原材料利用率:利用率由原来的70%提高到了 90%。同时也增加了产品组织的致密度，提高了产品的力学性能。3)为了保证半成品在二工位粗锻和三工位精锻之间正常转移，在粗锻第I下模内孔设有的拔模斜度K = 0.06°~0.09°，使粗锻成型后，粗锻半成品能够与模腔正常分离，保证产品质量的稳定性。4)本发明提供的两模具下模内孔尺寸的确定方法及三种规格两模具内孔设计优化尺寸，保证产品质量的稳定性。5)在粗缎开始对粗锻、精锻下模同时进行预热和对模腔进行润滑，可延长模具寿命。6)本发明用于拉铆销或类似连接件的温锻缩径一次成型。
(四)【专利附图】
【附图说明】:
[0019]图1拉铆销成品组成、工作状态及适用场合示意图。
[0020]图2下料后形状图:圆柱体5单件图。
[0021]图3粗锻后形状图:粗锻半成品6单件图。
[0022]图4精锻后形状图:精锻半成品7单件图。
[0023]图5四工位机加工后形状图:拉铆销半成品8单件图。。
[0024]图6圆柱体5放入粗锻模具9及粗锻模具结构示图。
[0025]图7粗锻锻压示图。
[0026]图8粗锻锻压完，粗锻半成品6向上顶出示图。
[0027]图9粗锻半成品放入精锻模具10及精锻模具结构示图。
[0028]图10精锻锻压示图。
[0029]图11精锻锻压完，精锻半成品7向上顶出示图。
[0030]图12粗锻第I下模内孔的拔模斜度示图。
[0031]图13图12局部放大图1。
[0032]图14传统工艺一工位下料后形状图:圆柱体5η单件图。
[0033]图15传统工艺二工位机加工后形状图:传统二工位半成品6η单件图。
[0034]图16传统工艺三工位镦帽头后形状图:传统三工位半成品7η单件图。
[0035]图17传统二工位半成品6η放入传统模具IOn及传统模具结构示图。
[0036]图18传统上膜IOOn下移，准备压帽头示图。
[0037]图19传统上膜IOOn锻压帽头示图。
[0038]图20传统三工位半成品7η向上顶出。
(五)【具体实施方式】:
[0039]本实施例拉铆销制作方法，包括如下步骤:
[0040]I)下料:见图2，选择坯料形状为圆柱体5。圆柱体直径Φ5 = 0.95~0.972Φ2。Φ2为拉铆销光杆直径。一般按产品不同的型号确定其尺寸。例如:拉铆销光杆直径为Φ36_时，圆柱体直径Φ5 = 0.972Φ = 35_。确定精锻半成品7体积U7 = 125075mm2。
确定圆柱体长度LS= 4?7/πΦ52= lJUmm。
[0041] 2)粗锻:①对温锻机床上的粗锻下模、精锻下模用液化石油气同时进行预热，时间在30min左右；同时将圆柱体5放入感应加热炉整体加热，加热温度低于750°C;然后向粗锻下模的模腔中喷入适量的石墨水溶液对模腔进行润滑；见图6，最后夹持加热后圆柱体5放入粗锻模具的粗锻第I下模％内孔％。中。②见图7，驱动粗锻上模％向下运动进行镦锻，通过粗锻下模内孔中的粗锻垫块95(见图6)将镦锻下压力传给粗锻下模底面粗锻平台97 ;使圆柱体成为有光杆段预型62和牙型中径段预型63的粗锻半成品6 (见图3)。③见图8，粗锻上模％向上回退，通过控制安装在温锻机床上的粗锻顶针96，沿粗缎下模内孔上顶粗缎垫块95，将粗缎半成品6向上顶出。3)精锻:①向精锻下模的模腔中喷入适量的石墨水溶液对模腔进行润滑；见图8、见图9，将粗锻半成品6从粗锻第I下模％内夹持到精锻模具的精锻第I下模和第2下模内孔10le、102。中。②见图10，驱动精锻上模10。向下运动进行镦锻；通过精锻下模内孔中的精锻垫块IO5将镦锻下压力传给精锻下模底面精锻平台IO7 ;形成有帽头1、光杆段2、牙型中径段预形73的精锻半成品7 (见图4)。③见图11，精锻上模IOtl向上回退；通过控制安装在温锻机床上的精锻顶针IO6，沿精缎下模内孔上顶精锻垫块IO5，将精缎 半成品7向上顶出。4)四工位机加工:见图11，夹持取出精锻半成品7，待精锻半成品冷却至常温后，见图4、图5，对牙型中径段预形73下端进行车削机加工，加工出尾牙中径段S4，成为有帽头1、光杆段2、牙型中径段S3和尾牙中径段S4的四工位机加工半成品8。5)滚压:见图5，图1，在滚丝机床上将四工位机加工半成品8中牙型中径段S3滚压出牙型，成为牙型段3 ;将尾牙中径段S4滚压出尾牙，成为尾牙段4 ;最后成为设计要求的拉铆销成品M。
[0042]按上述本实施例拉铆销制作方法制作产品需提供的模具，包括如下:
[0043]I)在温锻机床上设有粗锻模具和精锻模具两个工位的模具。
[0044]2)粗锻模具包括:①见图6，粗锻上模％:由两者固定的冲棒套9μ和冲棒％组成。冲棒直径与圆柱体5相同。②见图6，从上至下的有内模和外模的粗锻第I下模％、有内模和外模的粗锻第2下模92、粗锻第3下模93和粗锻第4下模94。③见图6、见图2，粗锻第I下模大内孔％。公称直径比圆柱体5直径05大0.5~0.7mm左右，两者间为滑动配合，即Φ9.! = Φ5+0.5~0.7_。大内孔％。高度Η9」比圆柱体长度1^5大0-5_，8口Hai = L5+0-5mm，也可写为:Η9.1= 。④见图6、图3，粗锻第1、第2下模的小内孔92 c公称直径Φ9.2与粗锻半成品6的牙型中径段预型63直径Φ6.3相同，两者间为紧密配合，即Φ9.2 = Φ6.3。见图7、见图3，粗锻第1、第2下模小内孔92。高度Η9.2大于粗锻半成品6牙型中径段63高度L6.3，即H9.2>L6.3。⑤见图6、见图12、图13，粗锻第I下模大内孔9lc;设有的拔模斜度K为0.06~0.09°。见表1中产品规格C，拉铆销光杆直径Φ2 = 36mm时，见图12,在粗锻第I下模％大内孔9le中最大孔深Hu =圆柱体长度L 5 = 130mm处,孔径Φ下=35.68mm ;在孔深=L 6.2处=60mm处(长度L 6.2见图3),孔径Φ中=35.73mm ;在孔入口处，孔径Φ ±= 35.85mm。这样形成拔模斜度K = 0.06~0.09°。表1中提供了对应拉铆销(见图1)产品三种型号A、B、C时，上述粗锻模具的相关设计尺寸:Φ ±、Φ +、Φ τ、
① 9.1、Hg.1、Φ 9.2、Hg.2。
[0045]3)精锻模具包括:①见图9，精锻上模10。:由两者固定的帽头凹形块IOtl2和外套IO01组成。②见图9，设有从上至下的有内模和外模的精锻第I下模IO1、有内模和外模的精锻第2下模IO2、精锻第3下模IO3和精锻第4下模104。③见图10、图4，精锻第I下模内孔公称直径Φιαι与精锻半成品7的光杆段2直径Φ2(Φ2见图4)相同，两者间为紧密配合，即Φιαι= Φ2。精锻第I下模内孔高度Hiai与精锻半成品7的光杆段长度L2(L2见图
4)相同，即Hiai = L2。④见图10、图4，精锻第2下模内孔102。公称直径Φια2与精锻半成品7的牙型中径段预型73直径Φ7.3相同，两者间为紧密配合，即Φια2= Φ7.3。精锻第2下模内孔高度Hia2大于精锻半成品7的牙型中径段73的长度L7.3，即Hia2>L7.3。表1中提供了对应拉铆销(见图1)产品三种型号A、B、C时，上述精锻模具的相关设计尺寸:Φιαι、Hl0.1、① 10.2、Hi0.2。
[0046]综上所述，上述粗锻和精锻模具第一和第二下模模腔的结构形状，按照本发明各工位半成品形状设计，便可实现拉铆销的一次缩径成型。
[0047]表1模具相关设计尺寸单位毫米
[0048]
【权利要求】
1.拉铆销制作方法，其特征是，包括如下步骤: 1)下料:选择坯料形状为圆柱体(5)，圆柱体直径Φ5应为拉铆销光杆直径Φ2的0.95~0.972倍；再根据温锻成型后的精锻半成品(7)体积U7确定圆柱体长度L 5= 4U7/n052; 2)粗锻: ①对温锻机床上的粗锻下模、精锻下模用液化石油气同时进行预热，时间在30min左右；同时将圆柱体(5)放入感应加热炉整体加热，加热温度低于750°C ;然后向粗锻下模的模腔中喷入适量的石墨水溶液对模腔进行润滑；最后夹持圆柱体放入粗锻模具的粗锻第I下模内孔(％。)中；?驱动粗锻上模(?)向下运动进行镦锻，通过粗锻下模内孔中的粗锻垫块(95)将镦锻下压力传给粗锻下模底面的粗锻平台(97);使圆柱体成为有光杆段预型(62)和牙型中径段预型(63)的粗锻半成品(6);③粗锻上模向上回退，通过控制安装在温锻机床上的粗锻顶针(96)，沿粗缎下模内孔上顶粗锻垫块(95)，将粗锻半成品向上顶出； 3)精锻: ①向精锻下模的模腔中喷入适量的石墨水溶液对模腔进行润滑；然后将粗锻半成品从粗锻第I下模内夹持到精锻模具的精锻第I和第2下模内孔IOlc)、(IO2c)中；②驱动精锻上模(10。)向下运动进行镦锻；通过精锻下模内孔中的精锻垫块(IO5)将镦锻下压力传给精锻下模底面精锻平台(IO7);成为有帽头(I)、光杆段(2)、牙型中径段预形(73)的精锻半成品(7);③精锻上模向上 回退；通过控制安装在温锻机床上的精锻顶针(IO6)，沿精锻下模内孔上顶精锻垫块(IO5)，将精锻半成品向上顶出； 4)四工位机加工:夹持取出精锻半成品并冷却至常温后，对牙型中径段预形(73)下端进行车削机加工，加工出尾牙中径段(S4)，成为有帽头(I)、光杆段(2)、牙型中径段(S3)和尾牙中径段(84)的四工位机加工半成品(8)； 5)滚压:在滚丝机床上将四工位机加工半成品中牙型中径段(S3)滚压出牙型，成为牙型段(3);将尾牙中径段(S4)滚压出尾牙，成为尾牙段(4);最后成为设计要求的拉铆销成品M。
2.按权利要求1拉铆销制作方法制作产品需提供的模具，其特征是: 1)在温锻机床上设有粗锻模具和精锻模具两个工位的模具； 2)粗锻模具包括:①粗锻上模:由两者固定的冲棒和冲棒套组成；②所述粗锻下模设有从上至下的有内模和外模的粗锻第I下模(％)、有内模和外模的粗锻第2下模(92)、粗锻第3下模(93)和粗锻第4下模(94) 粗锻第I下模大内孔饵。)公称直径比圆柱体的公称直径Φ5大0.5~0.7_，两者间为滑动配合；粗锻第I下模大内孔高度(H9J比圆柱体长度(L5)大0-5mm;④粗锻第1、第2下模小内孔公称直径(Φ9.2)与粗锻半成品(6)的牙型中径段预型出3)直径(Φ6.3)相同，两者间为紧密配合；粗锻第1、第2下模小内孔高度(H9.2)大于粗锻半成品牙型中径段长度(L6.3) 粗锻第I下模大内孔(9lc;)设有的拔模斜度 K 为 0.06。~0.09。； 3)精锻模具包括:①精锻上模:由两者固定的帽头凹形块和外套组成；②所述精锻下模设有从上至下的有内模和外模的精锻第I下模(IO1)、有内模和外模的精锻第2下模(IO2)、精锻第3下模(IO3)和精锻第4下模(IO4) 精锻第I下模内孔(IOlc)公称直径(Φ10.!)与精锻半成品(7)的光杆段⑵直径(φ2)相同，两者间为紧密配合；精锻第I下模内孔高度(Hiai)与精锻半成品的光杆段长度(L2)相同精锻第2下模内孔(102。)公称直径(Φ1(ι.2)与精锻半成品的牙型中径段预型(73)直径(Φ7.3)相同，两者间为紧密配合；精锻第2下模内孔高度(Hia2)大于精锻半成品牙型中径段预型的长度(L7.3)。
3.按权利要求2所述的模具，其特征是: 粗锻第3下模(93)内孔孔径(Φ9.3)与粗锻第1、第2下模的小内孔O2。)孔径(Φ9.2)相同；粗锻第4下模(94)内孔孔径(Φ9.4)大于粗锻第⑶下模内孔孔径(Φ9.3);粗锻垫块(95)上端公称直径与小内孔(92。)公称直径(Φ9.2)相同，两者间为滑动配合；粗锻垫块O5)下端公称直径与粗锻第4下模(94)内孔孔径(Φ9.4)相同，两者间为滑动配合； 精锻第3下模(IO3)内孔孔径(Φια3)大于精锻第2下模内孔(102。)公称直径(Φια2)；精锻第4下模(IO4)内孔孔径(Φια4)与精锻第3下模(IO3)内孔孔径(Φια3)相同；精锻垫块(IO5) 上端公称直径与小内孔(IO2。)公称直径(Φια2)相同，两者间为滑动配合；精锻垫块(IO5)下端公称直径与精锻第4下模(IO4)内孔孔径(Φια4)相同，两者间为滑动配口 ο
【文档编号】B21J3/00GK103990748SQ201410232307
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年5月28日 优先权日:2014年5月28日
【发明者】罗金成, 胡方年, 杨江, 何刚, 万永, 李新荣, 张 荣, 王霞 申请人:眉山南车紧固件科技有限公司
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