水平双头冷镦装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种机械加工中的冷镦成型装置，具体涉及一种水平双头冷镦装置。
【背景技术】
[0002]冷镦是利用模具在常温下对金属棒料镦粗成形的锻造方法。通常用来制造螺钉、螺栓、铆钉等的头部。可以减少或代替切削加工。锻坯材料可以是铜、铝、碳钢、合金钢、不锈钢和钛合金等，材料利用率可达80?90%。冷镦多在专用的冷镦机上进行，便于实现连续、多工位、自动化生产。棒料由送料机构自动送出一定深度，切断机构将其切断成坯料，然后由夹钳传送机构依次送至聚积压形和冲孔工位进行冷镦成形。冷镦的主要优点:冷镦可加工成适用较小荷载和较短的跨度。通过冷镦加工可以经济地得到不同寻常的截面形状，获得令人满意的强度重量比。考虑包装和运输的紧密型，可生产可嵌套的截面。环境重力作用下无伸缩形变的影响。
[0003]目前，在冷镦加工中，常使用的装置是弹簧冲模。一般的弹簧冲模竖向设置，其中设有一个兼作镦头的顶针。但是，为了严格控制冷镦后的工件的尺寸，一般顶针伸入模腔中的长度是一个固定的值，刚好在顶针完全插入模腔后能够将棒料冷镦成工件。工件冷镦成型后，需要将其从动模腔中取出，一般来说，形状较为规整的工件能够在重力的作用下自动从模腔中脱落，实现脱模操作。但是，对于特殊的工件在加工时，棒料经过冷镦后，部分截面积变大，会在模腔中出现含料的现象。再加上工件自重较小，不能在自身重力的作用下将工件从模腔中脱出。遇到这种工件时，在冷镦后，需要将顶针从弹簧冲模中退出，用另一个较长顶杆插入模腔中，将工件顶出。这种方式，不仅费时费力，而且每次反复插入顶杆和顶针都面临一个重新定位的问题，一旦定位不准，插入时会造成顶杆或顶针的偏斜甚至是折断。再者，常用的冷镦机构都是竖向设置，竖向设置主要是要充分利用设备的自重进行冷镦操作。但是，竖向设置的冷镦机构，不能有效地利用顶针回程的动作，实际上造成了时间和动力上的浪费。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种水平双头冷镦装置，采用改良的定模结构，在冷镦的过程中利用定模中的顶针完成冷镦和推料的动作。
[0005]为达到上述目的，本发明的技术方案是:水平双头冷镦装置，包括相互配合的定模和动模，所述动模中设有动模腔体，所述定模中设有贯穿的定模腔体，所述定模腔体包括顶针腔、顶针座腔和冷镦腔，所述冷镦腔的腔壁镶嵌有镶块，所述冷镦腔位于定模的两端，所述顶针座腔位于定模的中部，所述顶针腔位于顶针座腔的两端并且与顶针座腔连通，所述冷镦腔与顶针腔连通，所述顶针座腔中滑动设有顶针座，所述顶针座的两端分别设有插入顶针腔中的顶针。
[0006]采用上述技术方案时，将传统的顶针设置成双头结构，并且将定模中的顶针从静止状态改为可运动的状态。由于顶针设置成双头结构后，能够对定模中的工件进行双向的冷镦操作，并且利用一个方向冷镦的动作将对面的工件从定模中顶出，达到充分利用资源和利用回程时间的目的。具体的，在定模中部的顶针腔中增加了一个顶针座腔，使得顶针座只能够在顶针座腔内滑动，并且在顶针座接触到顶针座腔壁时，顶针座腔壁对顶针座有一个支撑和限位作用，使得顶针能够承担冷镦的压力，将该压力传递到顶针座腔壁进而传递给水平固定的定模上。另一方面，顶针座在顶针座腔中滑动，其滑动的距离最终表现在另一侧的顶针伸入顶针腔的长度上，当顶针最大伸入顶针腔时，将把顶针腔中已经成型的工件顶出，避免工件卡放在顶针腔中需要单独的步骤和结构将其顶出，不仅节约了加工的步骤，还充分利用了加工过程中动模回程的间隙进行顶料操作，具有及其重要的进步意义。
[0007]进一步改进方案，为了解决顶针座的加工和使用中的配合问题，所述顶针和顶针座都为圆柱形，所述顶针与顶针座的中轴线共线，所述顶针座的直径大于顶针的直径。上述设置，能够在加工中利用旋转切割的方式加工出一体的顶针座和顶针结构，并且在使用中，顶针座腔与顶针座配合，使得顶针座施加在顶针座腔壁上的压力较为均匀，放置造成局部应力集中。
[0008]进一步改进方案，为了兼顾顶针座的和顶针的强度，并且需要设计合理的结构以寻求力学性能和加工成本的平衡，所述顶针座的直径是顶针直径的两倍。
[0009]进一步改进方案，所述冷镦腔的纵截面形状为“凸”字形。设置为“凸”字形能够体现冷镦后工件的截面部分出现变大的情况，并且规则的截面形状不会影响工件的顶出。
【附图说明】
[0010]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明:
图1是本发明水平双头冷镦装置实施例中状态一的结构示意图；
图2是本发明水平双头冷镦装置实施例中状态二的结构示意图。
【具体实施方式】
[0011]附图标记:定模1，动模2，冷镦腔11，顶针腔12，顶针座腔13，顶针结构2，顶针座21，顶针22，镶块3，成型工件5。
[0012]如图1和图2所示，整个装置是水平放置，为了便于描述，采用图中上下放置的方位进行阐述。本发明水平双头冷镦装置，分成了水平设置的定模1和动模2。定模1和动模2相互配合，在定模1中形成一个冷镦工件的变截面的冷镦腔11。在定模1中设置有一个贯穿的定模腔体，该定模腔体从上至下依次分为冷镦腔11、顶针腔12、顶针座腔13、顶针腔12和冷镦腔11。其中，顶针腔12和顶针座腔13都是圆柱形腔体，并且两者的中轴线共线，顶针座腔13的直径大于顶针腔12的直径。在顶针座腔13和顶针腔12中插入有可以在其中滑动的顶针结构2。该顶针结构包括了中部的顶针座21和顶针22。其中顶针座21和顶针22分别为圆柱形，并且顶针座21和顶针22 —体成型加工制造。顶针座21的直径大于顶针22的直径，使得顶针座21只能在顶针座腔13中滑动，由于顶针座腔13的高度大于顶针座21的高度，因此，顶针座21在顶针座腔13中滑动时，其两侧的两个顶针22伸入对应的顶针腔12中的长度会发生变化。再者，顶针座21、顶针座腔13、顶针22的长度还有一个配合关系。具体如图1摆放的位置所示，当顶针座21的下底面与顶针座腔13的内底面接触时，顶针22的下端部过渡伸入定模1下部的顶针腔12中，将下部的顶针腔12中成型工件5顶出；在此状态下，顶针22的上端部正常伸入定模1上部的顶针腔12中，这时，顶针22的上端部形成定模1上部的顶针腔12的冷镦底面，并且顶针22将压力通过顶针座21的下底面传递给顶针座腔13，进而传递给定模1。另外，在定模1中，位于冷镦腔11的腔壁处镶嵌有镶块3，镶块3的硬度大于定模1的外壳硬度，在冷镦腔11中进行工件冷镦成型时，通过镶块3可以防止对管定模1造成磨损。
[0013]使用时，整个装置是水平放置，为了便于描述，针对图1和图2所摆放的上下位置进行阐述。如图1所示，将待加工的棒料通过上部的动模2夹取后插入上部的顶针腔12中，并且上部的动模2施加冷镦压力，使得棒料顶住顶针22，通过顶针22将顶针座21向下推动，直到顶针座21顶在顶针座腔13的腔壁上而不能移动，同时顶针座21下部的顶针22将下部的顶针腔12中已经冷镦成型的成型工件5顶出。上部的动模2继续施加冷镦压力，将棒料在上部的顶针腔12中冷镦成型。之后上动模2退出，成型工件5可能因为含料的原因卡在上部的顶针腔12中而不能自动退出。如图2所示，操作下部的动模2将待加工的棒料通过下部的动模2夹取后插入下部的顶针腔12中，并且下部的动模2施加冷镦压力，使得棒料顶住顶针22，通过顶针22将顶针座21向上推动，直到顶针座21顶在顶针座腔13的腔壁上不能移动，同时顶针座21上部的顶针22将上部的顶针腔12中已经冷镦成型的成型工件5顶出，下部的动模2继续施加冷镦压力，将棒料在下部的顶针腔12中冷镦成型。交替上述动作，实现在冷镦定模上冷镦成型和自动退料的操作。
[0014]将传统的顶针22设置成双头结构，并且将定模1中的顶针22从静止状态改为可运动的状态。由于顶针22设置成双头结构后，能够对定模1中的工件进行双向的冷镦操作，并且利用一个方向冷镦的动作将对面的成型工件5从定模1中顶出，达到充分利用资源和利用回程时间的目的。具体的，在定模1中部的顶针腔12中增加了一个顶针座腔13，使得顶针座21只能够在顶针座腔13内滑动，并且在顶针座21接触到顶针座腔13壁时，顶针座腔13壁对顶针座21有一个支撑和限位作用，使得顶针22能够承担冷镦的压力，将该压力传递到顶针座腔13壁进而传递给水平固定的定模1上。另一方面，顶针座21在顶针座腔13中滑动，其滑动的距离最终表现在另一侧的顶针22伸入顶针腔12的长度上，当顶针22最大伸入顶针腔12时，将把顶针腔12中已经成型的成型工件5顶出，避免成型工件5卡放在顶针腔12中需要单独的步骤和结构将其顶出，不仅节约了加工的步骤，还充分利用了加工过程中动模2回程的间隙进行顶料操作，具有及其重要的进步意义。
[0015]以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。
【主权项】
1.水平双头冷镦装置，包括相互配合的定模和动模，所述动模中设有动模腔体，所述定模中设有贯穿的定模腔体，所述定模腔体包括顶针腔、顶针座腔和冷镦腔，所述冷镦腔的腔壁镶嵌有镶块，其特征是，所述冷镦腔位于定模的两端，所述顶针座腔位于定模的中部，所述顶针腔位于顶针座腔的两端并且与顶针座腔连通，所述冷镦腔与顶针腔连通，所述顶针座腔中滑动设有顶针座，所述顶针座的两端分别设有插入顶针腔中的顶针。2.根据权利要求1所述的水平双头冷镦装置，其特征是，所述顶针和顶针座都为圆柱形，所述顶针与顶针座的中轴线共线，所述顶针座的直径大于顶针的直径。3.根据权利要求2所述的水平双头冷镦装置，其特征是，所述顶针座的直径是顶针直径的两倍。4.根据权利要求1所述的水平双头冷镦装置，其特征是，所述冷镦腔的纵截面形状为“凸”字形。
【专利摘要】本发明水平双头冷镦装置，动模中设有动模腔体，定模中设有贯穿的定模腔体，定模腔体包括顶针腔、顶针座腔和冷镦腔，冷镦腔的腔壁镶嵌有镶块，冷镦腔位于定模的两端，顶针座腔位于定模的中部，顶针腔位于顶针座腔的两端并且与顶针座腔连通，冷镦腔与顶针腔连通，顶针座腔中滑动设有顶针座，顶针座的两端分别设有插入顶针腔中的顶针。将传统的顶针设置成双头结构，并且将定模中的顶针从静止状态改为可运动的状态。由于顶针设置成双头结构后，能够对定模中的工件进行双向的冷镦操作，并且利用一个方向冷镦的动作将对面的工件从定模中顶出，达到充分利用资源和利用回程时间的目的。
【IPC分类】B21J9/06, B21J13/14, B21J13/02
【公开号】CN105328105
【申请号】CN201510910977
【发明人】赵永捷
【申请人】重庆福悦安科技有限公司
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2015年12月10日