一种带异型孔的凹模组件及其制造方法与流程

本发明属于机械技术领域，涉及一种带异型孔的凹模组件，特别是一种带异型台阶孔的凹模组件。

背景技术：

模具制造的成品质量与模具制造精度密切相关，特别是与模具型腔面的精度和表面粗糙度有着密切的关系。若模具型腔面与制件间的摩擦系数小，不仅模具磨损小，而且模具的使用寿命也相应提高，同时可提高制品的光泽和尺寸精度。

现有的模具加工的制造精度和表面粗糙度，与先进的模具产品水平仍有很大差距。一般模具型腔面经过机械加工后往往会留下刀痕，对模具型腔面造成磨损，并且在模具使用过程中，进一步加大模具型腔面的磨损，导致模具型腔面的表面粗糙度增加，精度下降，从而使得产品的表面质量达不到所需的要求。为了提高模具型腔的表面质量和表面组织的完整性，必须采用精加工的方法加以解决。

现有的模具大都采用硬质合金加以制造，但硬质合金硬度颇高，往往是做电极然后通过火花机放电进行电火花加工，尤其是针对带异型孔的模具型腔的加工，然而电极放电加工后会对模具型腔面造成电腐蚀现象，即会产生“白亮层”，导致模具型腔面受损，模具质量及精度双双降低，影响模具的使用寿命。

除此之外，对于电极加工来说，还需要制作所需的电极，额外增加加工时间，降低生产效率，且模具的质量不够理想。

综上所述，针对现有模具制造存在的不足，本发明提供了一种设计合理、表面质量好的带异型孔的凹模组件。

技术实现要素：

本发明为解决现有技术存在的问题，提供了一种设计合理、表面质量好的带异型孔的凹模组件。

本发明的目的可通过以下技术方案来实现：一种带异型孔的凹模组件，包括：

模壳，中部贯穿开设有通孔；

后攻牙，嵌设在通孔内且后攻牙的下端面与模壳下端面平齐；

凹模，嵌设在通孔内且凹模位于后攻牙上方，所述凹模与模壳紧密贴合，凹模的上端面与模壳上端面平齐，凹模的下端面抵靠在后攻牙上，在凹模中部开设有异型孔，所述异型孔具有由上至下设置的沉孔部以及圆孔部，沉孔部的横截面呈正多边形设置，所述圆孔部向下延伸并部分伸入后攻牙。

作为本案的进一步改进，所述沉孔部通过一底面与圆孔部相连，且底面弧形过渡至沉孔部的内壁。

作为本案的又一步改进，后攻牙与模壳螺纹连接，后攻牙内部中空设置且圆孔部与后攻牙的内部联通。

一种带异型孔的凹模组件的制造方法，具体步骤如下：

模具钢下料，分别车削粗加工形成模壳、后攻牙，并对模壳、后攻牙依次进行淬火、低温回火等热处理加工；

热处理完成后再次对模壳、后攻牙车削进行精加工；

将由硬质合金制成的带异型孔的凹模与模壳、后攻牙组装在一起形成凹模组件；

将凹模组件置于精雕机内，对凹模的异型孔内表面进行粗磨，粗磨在直径方向单边进给0.125mm，深度0.1mm；

粗磨完成之后进行半精磨，半精磨在直径方向单边进给0.03mm，深度0.02mm；

半精磨完成之后进行精磨，精磨到规定尺寸；

精磨完成之后进行抛光。

作为本案的进一步改进，在上述第四步骤中，粗磨在直径方向留0.1mm余量,深度留0.05mm余量。

作为本案的又一步改进，在上述第五步骤中，半精磨在直径方向和深度分别留0.02mm余量。

作为本案的进一步改进，粗磨、半精磨以及精磨均采用相应精度的磨棒进行磨削。

与现有技术相比，本发明结构设计合理，通过精雕机对凹模的异型孔内腔进行磨削从而使得模具的型腔面的精度以及表面粗糙度符合要求，无需因额外制作电极而增加工作时间；同时采用磨削的制造工艺，不会对异型孔的内腔造成电腐蚀，保证模具型腔面质量；此外，磨削之后凹模尺寸更接近规定的尺寸要求，在后续抛光时对凹模尺寸的改变相对减小，缩短抛光工艺的时间。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的剖视图。

图3是本发明另一实施例的结构示意图。

图中，10、模壳；20、后攻牙；30、凹模；31、异型孔；311、沉孔部；312、圆孔部。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明的技术方案作进一步的阐述。

如图1和图2所示，本带异型孔的凹模组件包括：

模壳10，中部贯穿开设有通孔；

后攻牙20，嵌设在通孔内且后攻牙20的下端面与模壳10下端面平齐；

凹模30，嵌设在通孔内且凹模30位于后攻牙20上方，凹模30与模壳10紧密贴合，凹模30的上端面与模壳10上端面平齐，凹模30的下端面抵靠在后攻牙20上，在凹模30中部开设有异型孔31，异型孔31具有由上至下设置的沉孔部311以及圆孔部312，沉孔部311的横截面呈正多边形设置，圆孔部312向下延伸并部分伸入后攻牙20。

本发明实际为用于冷锻生产铆螺母的模具的凹模组件，特别是在冷锻生产铆螺母的其中一个工序所对应的凹模组件，异型孔31即为凹模30上开设的用于成型产品的部分型腔。

本实施例中优选凹模组件由模壳10、后攻牙20以及凹模30构成，具体的，凹模30嵌设在模壳10内，在凹模30下方同样嵌设了后攻牙20并使凹模30抵靠在后攻牙20上，模壳10、凹模30以及后攻牙20三者紧密相连，其中本实施例中优选凹模30与模壳10过盈配合，进一步确保凹模组件的稳定性。

同时凹模30的上端面与模壳10上端面平齐，后攻牙20的下端面与模壳10下端面平齐，便于在成型时凹模组件与凸模等部件配合紧密。

本实施例中优选异型孔31为台阶孔，台阶孔实际就是成型铆螺母的型腔，包括沉孔部311和圆孔部312，由于铆螺母的形状结构不一，因此根据实际产品的形状改变，沉孔部311一般设置为正多边形孔的结构，此处优选沉孔部311的横截面呈正方形设置，当然实际生产时，如图3所示，沉孔部311的结构还可以是正五边形、正六边形等。

优选地，沉孔部311通过一底面与圆孔部312相连，且底面弧形过渡至沉孔部311的内壁。

沉孔部311与圆孔部312之间通过底面相连，值得一提的是，底面弧形过渡至沉孔部311的内壁，底面实际是圆角过渡到沉孔部311的竖直内壁，同时也过渡到沉孔部311的棱边，使得成型后的产品在对应的位置处呈现导圆结构，有利于产品的使用。

进一步地，后攻牙20与模壳10螺纹连接，后攻牙20内部中空设置且圆孔部312与后攻牙20的内部联通。

本实施例中优选后攻牙20与模壳10螺纹连接，进一步确保后攻牙20与模壳10连接紧密，后攻牙20实际可看作是一锁紧螺母，用于锁紧凹模30，确保模壳10、凹模30以及后攻牙20三者紧密连接，有利于成型工作的进行。

其中后攻牙20内部中空设置，上述圆孔部312向下延伸部分伸入后攻牙20直至与后攻牙20的内部联通，这样的结构设置，便于在冷锻时供凸模穿过整个异型孔31进而进入后攻牙20，从而实现对产品铆螺母的成型。

现有的模具大都采用硬质合金加以制造，但硬质合金硬度颇高，往往是做电极然后通过火花机放电进行电火花加工，尤其是针对带异型孔31的模具型腔的加工，然而电极放电加工后会对模具型腔面造成电腐蚀现象，即会产生“白亮层”，导致模具型腔面受损，模具质量及精度双双降低，影响模具的使用寿命。

此外，对于电极加工来说，还需要制作所需的电极，额外增加加工时间，降低生产效率，且模具的质量不够理想。

为此，本发明还提供了一种带异型孔的凹模组件的制造方法，具体步骤如下：

第一步：模具钢下料，分别车削粗加工形成模壳10、后攻牙20，并对模壳10、后攻牙20依次进行淬火、低温回火等热处理加工；

本实施例中优选采用模具钢材料，首先在车床上车削粗加工出所需的模壳10以及后攻牙20两个零件的初步产品。接着对初步产品依次进行淬火、低温回火等热处理加工，改善产品性能。

第二步：热处理完成后再次对模壳10、后攻牙20进行车削精加工；

热处理之后对模壳10、后攻牙20的初步产品进行精加工，同样也是通过车削进行，确保模壳10、后攻牙20两者的精度要求。

其中，模壳10以及后攻牙20在精加工之前还需要经过钻孔、打磨等工艺，最后精加工成型最终的模壳10与后攻牙20。

第三步：将由硬质合金制成的带异型孔31的凹模30与模壳10、后攻牙20组装在一起形成凹模组件；

凹模30实际是直接购置的，材料选用的是硬质合金，由于对模具型腔的精度和粗糙度的要求，凹模30需进一步进行精加工。

由于凹模30结构小巧且各方面要求较高，无法直接对凹模30的异型孔31进行定位和加工，需先将凹模组件组装完成，对整个凹模组件进行定位，进而对异型孔31进行加工。

第四步：将凹模组件置于精雕机内，对凹模30的异型孔31内表面进行粗磨，粗磨在直径方向单边进给0.125mm，深度0.1mm；

由于电极放电加工的效果较差且又增加加工时间，本实施例中选用精雕机对凹模30进行磨削加工，在保证凹模30质量的同时缩短加工时间，提高生产效率。

首先进行粗磨加工，采用相应的磨棒对凹模30的异型孔31进行粗磨，优选粗磨的参数为直径方向单边进给0.125mm，深度0.1mm。其中，在粗磨的时需要留有余量，优选直径方向留0.1mm余量,深度留0.05mm余量，以便后续更高精度的进一步磨削。

第五步：粗磨完成之后进行半精磨，半精磨在直径方向单边进给0.03mm，深度0.02mm；

粗磨之后进行半精磨加工，更换对应的磨棒，优选半精磨的参数为直径方向单边进给0.03mm，深度0.02mm。同样地，在半精磨时也需要留有余量，此处优选直径方向和深度分别留0.02mm余量，供进一步磨削加工。

第六步：半精磨完成之后进行精磨，精磨到规定尺寸；

半精磨之后进行精磨加工，再次更换磨棒，此时精磨的参数即为直径方向单边进给0.02mm，深度0.02mm，精磨之后即可达到所需的异型孔31的型腔尺寸，同时对异型孔31做下公差，以便与凸模结构相配合。

值得一提的是，上述三次磨削中的磨棒均采用与每次磨削精度相对应（相匹配）的磨棒。

第七步：精磨完成之后进行抛光。

最后，在磨削工作完成之后对异型孔31进行抛光，此时异型孔31的型腔尺寸已达到要求，抛光是为进一步确保异型孔31的表面粗糙度，相较电极放电加工大大缩短了抛光时间，对异型孔31的结构尺寸改变很小，有利于保证凹模30的质量以及精度要求，加工效果良好。

本带异型孔的凹模组件采用精雕机对凹模30的异型孔31内腔进行磨削，不会对异型孔31的内腔造成磨损，保证模具型腔面质量，使得模具的型腔面的精度以及表面粗糙度符合要求，无需额外制作电极，缩短工作时间；且磨削之后凹模30尺寸更接近规定的尺寸要求，在后续抛光时对凹模30尺寸的改变相对减小，缩短抛光工艺的时间。

综上，本发明中的加工方法适用于各种需孔内精加工的结构，加工质量好，值得广泛使用。

本文中所描述的仅为本发明的优选实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此。本发明所属领域的技术人员对所描述的具体实施例进行的修改或补充或采用类似的方式替换，均应涵盖于本发明的保护范围之内。