专利名称：双金属币/章外环孔壁周向间断凹槽成形装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种双金属币/章外环孔壁周向间断凹槽成形装置，同时涉及相应的成形方法，属于双金属币/章制造技术领域。
背景技术：
双金属币/章制造过程的压印工序，通过内芯少量材质流入、填充到外环孔壁上 的周向间断凹槽，从而使两种不同材质或不同色泽的金属内芯与外环牢固结合的双金属币 /章制造工艺是双金属币/章制造技术中一种有效的结合工艺。该结合工艺使双金属币/ 章在流通使用当中可以同时防止内芯相对于外环产生轴向与周向位移。实现此双金属币/章结合的技术难点和关键工艺在于外环上孔壁周向间断凹槽 的成形方法。据申请人了解，目前国内外均未见有关此外环周向间断凹槽制造方法的介绍。
发明内容
本发明的目的在于提出一种切实可行的双金属币/章外环孔壁周向间断凹槽成 形方法，同时给出实现该方法的成形装置，从而解决双金属币/章制造中的技术难题。为了达到以上目的，本发明的双金属币/章外环孔壁周向间断凹槽成形装置包括 可以相对运动的上模和下模，所述两模之一的夹具体内孔中心安装具有第一和第二轴向位 置的定位芯轴，所述定位芯轴的外围径向间隔安置一组与夹具体轴向约束的膨胀片，所述 夹具体上装有使膨胀片靠紧定位芯轴的弹性装置，所述定位芯轴的端部具有倒锥头，所述 膨胀片邻近倒锥头的一端具有外凸的凹槽成形刃口 ；当两模接触时，所述膨胀片的凹槽成 形刃口位于双金属币/章外环孔内，所述定位芯轴处于第一轴向位置，其倒锥头处于向外 扩张膨胀片位置；当两模分离时，所述定位芯轴处于第二轴向位置，其倒锥头脱离向外扩张 膨胀片位置，所述膨胀片的凹槽成形刃口脱离双金属币/章外环孔。本发明的双金属币/章外环孔壁周向间断凹槽成形方法采用可以相对运动的上 模和下模，所述两模之一的夹具体内孔中心安装具有第一和第二轴向位置的定位芯轴，所 述定位芯轴的外围径向间隔安置一组与夹具体轴向约束的膨胀片，所述夹具体上装有使膨 胀片靠紧定位芯轴的弹性装置，所述定位芯轴的端部具有倒锥头，所述膨胀片邻近倒锥头 的一端具有外凸的凹槽成形刃口 ；周向间断凹槽成形包括以下步骤第一步、使两模接触、膨胀片的凹槽成形刃口位于双金属币/章外环孔内；第二步、迫使定位芯轴处于第一轴向位置，其倒锥头处于向外扩张膨胀片位置；第三步、使两模分离、定位芯轴处于第二轴向位置，其倒锥头脱离向外扩张膨胀片 位置；第四步、使膨胀片的凹槽成形刃口脱离双金属币/章外环孔，取下双金属币/章。不难理解，只要借助动力带动两模相对运动并使之接触，让膨胀片的凹槽成形刃 口位于双金属币/章外环孔内，再由两模的相对运动迫使定位芯轴相对夹具体和膨胀片运 动到第一轴向位置，其倒锥头将向外扩张膨胀片，使膨胀片的凹槽成形刃口在双金属币/章外环孔壁受刃口挤压产生不可恢复的塑性变形，从而在孔壁形成所需的周向间断凹槽； 而当两模分离后，定位芯轴相对夹具体和膨胀片运动到第二轴向位置，其倒锥头失去向外 扩张膨胀片的作用，膨胀片在弹性装置作用下复位，并从双金属币/章外环孔内脱出，从而 可以取下内孔制好周向间断凹槽的双金属币/章。由此可见，本发明以巧妙合理的设计解 决了双金属币/外环内孔周向间断凹槽制造的难题。
图1是本发明的凹槽成形原理示意图。图2是本发明一个优选实施例的结构示意图。图3是图2中膨胀片的放大结构示意图。图4是图3的A-A剖面图。
图5是图6的I-I截面图。图6是图2实施例中的凹槽成形时各零件的位置示意图。图7是图2实施例中一个外环产品的孔壁凹槽结构示意图。图8是图7的俯视图。
具体实施例方式实施例一本实施例的双金属币/章外环孔壁周向间断凹槽成形装置的基本构成如图2所 示，主要由可以相对运动的上模01和下模组成。本实施例中上模01固定，下模可以升降运 动。下模的底部是支座08，该支座上端通过锁紧螺母06固定夹具体05，夹具体05的内孔 中心安装具有第一和第二轴向位置的定位芯轴02，该定位芯轴的下端通过与之固定的螺母 09抵压在位于支座08内的轴向复位弹簧07上，其上段的外围圆周均勻径向间隔安置一组 (六个)膨胀片12，膨胀片12的下端抵靠在夹具体05与支座08之间的垫片10上，因而与 夹具体05构成轴向约束。夹具体05上装有与各膨胀片12分别对应的径向复位弹簧04，该 弹簧的内端通过钢球11抵触在膨胀片12的外侧，因而使膨胀片12产生靠紧定位芯轴02 的趋势。定位芯轴02的上端部具有倒锥头，膨胀片12邻近倒锥头的一端具有外凸的凹槽 成形刃口 12-1(参见图3、图4)，其内侧具有与定位芯轴02倒锥头锥度相配的斜面。当下 模上升与上模01的下端接触时，膨胀片12的凹槽成形刃口位于双金属币/章外环13的孔 内(参见图5、图6)，定位芯轴02处于第一轴向位置，其倒锥头处于向外扩张膨胀片12的 位置，从而使膨胀片12的凹槽成形刃口 12-1嵌入双金属币/章外环13的孔壁101上压出 所需的间断凹槽102 (参见图7、图8)。当下模下降与上模01分离时(图2所示)，定位芯 轴02处于第二轴向位置，在轴向复位弹簧07的顶起作用下，定位芯轴02的倒锥头脱离向 外扩张膨胀片12的位置，膨胀片12则在径向复位弹簧04的作用下靠向定位芯轴02，其凹 槽成形刃口 12-1脱离双金属币/章外环孔，此时可以很方便地取下加工好的工件。具体工艺步骤可由图1所示1)使两模接触、膨胀片的凹槽成形刃口位于双金属币/章外环孔内，图1(a)；2)迫使定位芯轴处于第一轴向位置，其倒锥头处于向外扩张膨胀片位置，图 1(b)；
3)使两模分离、定位芯轴处于第二轴向位置，其倒锥头脱离向外扩张膨胀片位置 图 1 (c)；4)使膨胀片的凹槽成形刃口脱离双金属币/章外环孔，取下双金属币/章。以上过程中，膨胀片凹槽成形刃口具在挤压作用力的作用下，少许进入到双金属 币/章坯饼的孔壁内部，使此处的金属材质发生塑性变形，形成与刀具刃口形状一致的凹 槽。变形完成后，挤压作用力撤销，膨胀片在弹性力的作用下退出坯饼凹槽复位。
具体而言，图2中的多个胀槽片12组合同一夹具体05内，并通过定位芯轴02实 现各胀槽片12的刃口处于与定位芯轴02同心位置，以保证挤压凹槽时各凹槽深度保持一 致。定位芯轴02主体为圆柱形状，头部为圆锥体，尾部带螺纹用以与螺母09旋合定位。夹 具体05孔内有沿圆周均布的轴向通槽，轴向通槽的宽度与胀槽片12厚度相配，用以安装并 形成对膨胀片12的周向约束，使胀槽片12只能沿径向产生一定的位移量。该圆周分布的 轴向通槽的位置与要求的坯饼孔壁凹槽位置一致。与轴向通槽位置对应，夹具体05的外圆 周向有数个径向通孔，孔内安装有径向复位弹簧04和与膨胀片12外侧接触的钢球钢球11， 径向复位弹簧04始终处于压紧状态，并通过钢球11给于胀槽片12 —定的推力，使胀槽片 12始终有靠紧定位芯轴02的趋势。夹具体05上套有环状固定圈03，用以给径向复位弹簧 04提供支撑。锁紧螺母06上部具有与夹具体05相配的内锥孔，通过螺纹与支座08旋合， 并通过锥孔锥度作用，使夹具体05定位夹紧于支座08之上。定位芯轴轴向复位弹簧07安 装在支座08孔内，旋合锁紧螺母06，夹具体05下移并依次传导使得垫片10和螺母09下 移，进而压缩弹簧07使其始终处于压缩状态。弹簧07因受压缩而产生的弹性力通过作用 在旋合于定位芯轴02上的螺母09，使得定位芯轴02始终有沿轴向上移的趋势。调节螺母 09与定位芯轴02的旋合位置，可以调节胀槽片12刃口的径向位置以达到要求的刃口直径 尺寸。胀槽片12为片状，如图3所示。其顶部内侧为锥面，受径向复位弹簧04弹性力作 用，被钢球11顶紧并紧靠定位芯轴12的顶部锥面。其顶部外侧沿厚度方向有凸起的成形 刃口 12-1，用以挤压凹槽成形。图7、图8所示的产品内孔挤压形成6个周向分布的间断凹槽，凹槽截面为三角形， 顶角约为100°，凹槽深度0. Imm,凹槽周向长度约5mm。运用本实施例的装置，在批量试验 中可以稳定该示例产品380-450次/分钟的工作速度，使用寿命可稳定达到20万枚次以 上。因此证明，本实施例的凹槽成形方法可以稳定、可靠地实现双金属币/章上孔壁周向带 有间断凹槽的外环的大批量制造。本实施例为非限制性的。除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，例如 采用固定下模而上模运动实现挤压成形动作等，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方 案，均落在本发明技术要求的保护范围。
权利要求
一种双金属币/章外环孔壁周向间断凹槽成形装置，其特征在于包括可以相对运动的上模和下模，所述两模之一的夹具体内孔中心安装具有第一和第二轴向位置的定位芯轴，所述定位芯轴的外围径向间隔安置一组与夹具体轴向约束的膨胀片，所述夹具体上装有使膨胀片靠紧定位芯轴的弹性装置，所述定位芯轴的端部具有倒锥头，所述膨胀片邻近倒锥头的一端具有外凸的凹槽成形刃口；当两模接触时，所述膨胀片的凹槽成形刃口位于双金属币/章外环孔内，所述定位芯轴处于第一轴向位置，其倒锥头处于向外扩张膨胀片位置；当两模分离时，所述定位芯轴处于第二轴向位置，其倒锥头脱离向外扩张膨胀片位置，所述膨胀片的凹槽成形刃口脱离双金属币/章外环孔。
2.根据权利要求1所述的双金属币/章外环孔壁周向间断凹槽成形装置，其特征在于 所述下模的底部为支座，所述支座上端通过锁紧螺母固定夹具体；所述该定位芯轴的下端 通过与之固定的螺母抵压在位于支座内的轴向复位弹簧上，所述膨胀片的下端抵靠在夹具 体与支座之间的垫片上。
3.根据权利要求2所述的双金属币/章外环孔壁周向间断凹槽成形装置，其特征在于 所述膨胀片内侧具有与定位芯轴倒锥头锥度相配的斜面。
4.根据权利要求3所述的双金属币/章外环孔壁周向间断凹槽成形装置，其特征在于 所述夹具体的内孔具有沿圆周均布宽度与胀槽片厚度相配的轴向通槽，所述轴向通槽的形 成对膨胀片的周向约束，所述夹具体的外圆周向与轴向通槽对应位置具有径向通孔，所述 径向通孔内安装径向复位弹簧和与膨胀片外侧接触的钢球。
5.根据权利要求4所述的双金属币/章外环孔壁周向间断凹槽成形装置，其特征在于 所述夹具体上套有支撑径向复位弹簧的环状固定圈。
6.根据权利要求5所述的双金属币/章外环孔壁周向间断凹槽成形装置，其特征在于 所述锁紧螺母上部具有与夹具体相配的内锥孔。
7.—种双金属币/章外环孔壁周向间断凹槽成形方法，采用可以相对运动的上模和下 模，所述两模之一的夹具体内孔中心安装具有第一和第二轴向位置的定位芯轴，所述定位 芯轴的外围径向间隔安置一组与夹具体轴向约束的膨胀片，所述夹具体上装有使膨胀片靠 紧定位芯轴的弹性装置，所述定位芯轴的端部具有倒锥头，所述膨胀片邻近倒锥头的一端 具有外凸的凹槽成形刃口 ；周向间断凹槽成形包括以下步骤第一步、使两模接触、膨胀片的凹槽成形刃口位于双金属币/章外环孔内；第二步、迫使定位芯轴处于第一轴向位置，其倒锥头处于向外扩张膨胀片位置；第三步、使两模分离、定位芯轴处于第二轴向位置，其倒锥头脱离向外扩张膨胀片位置；第四步、使膨胀片的凹槽成形刃口脱离双金属币/章外环孔，取下双金属币/章。
全文摘要
本发明涉及一种双金属币/章外环孔壁周向间断凹槽成形装置及方法，属于双金属币/章制造技术领域。该装置包括上模和下模，两模之一的夹具体内孔中心安装定位芯轴，定位芯轴的外围径向间隔安置一组与夹具体轴向约束的膨胀片，夹具体上装有使膨胀片靠紧定位芯轴的弹性装置，定位芯轴的端部具有倒锥头，膨胀片邻近倒锥头的一端具有外凸的凹槽成形刃口。成形时，使两模接触、膨胀片的刃口位于外环孔内；迫使定位芯轴处于第一轴向位置，其倒锥头处于向外扩张膨胀片位置；再使两模分离、定位芯轴处于第二轴向位置，其倒锥头脱离向外扩张膨胀片位置；使膨胀片的刃口脱离外环孔。本发明以巧妙合理的设计解决了双金属币/外环内孔周向间断凹槽制造的难题。
文档编号B21D17/02GK101829719SQ20101015440
公开日2010年9月15日 申请日期2010年4月23日 优先权日2010年4月23日
发明者姚家笠, 涂元明, 王信成, 高卫 申请人:中国印钞造币总公司