专利名称：一种高锁螺母冷镦加工装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于螺母加工技术领域，具体涉及一种高锁螺母冷镦加工装置。
背景技术：
随着我国航天事业的的飞速发展，对航空配套夹紧紧固件产品需求也越来越多， 其中最具代表性的紧固连接件为高锁螺母，高速螺母被广泛应用于飞机外壳和机翼的连接副上，据统计每家飞机在装配时，仅高锁螺母一种产品的用量就达到20余万件。目前，对于高锁螺母的加工一般是采用车、铣加工方式进行的，部分较为先进的生产厂家则是采用单件冷挤压成型的加工方式进行。采用上述两种加工方式存在以下缺点 I、无论是车、铣加工还是单件冷挤压成型，产品加工效率都很低，通常无法满足交货周期要求；2、原材料浪费严重，冷挤压成型较车、铣加工略省料，但因磨削损耗、料头、切断用料等原因，仍会造成不小的浪费3、产品质量一致性差。车、铣加工出的产品，金属流线破坏严重，冷挤压成型受加工方式限制，加工出的产品尺寸一致性差，后续机加工修整较为麻烦。 在此形势下，我们提出采用冷镦加工来提高高锁螺母的加工效率，但目前并没有可直接应用到高锁螺母冷镦加工的加工模具，需要针对高锁螺母设计制造新的加工装置。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种使用方便、专用于对高锁螺母进行冷镦加工的高锁螺母冷镦加工装置，以解决现有技术中的高锁螺母加工效率较低的技术问题。为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案一种高锁螺母冷镦加工装置，包括沿前后顺序布置的在前后方向及竖直方向上相互移动配合的模板和模座，在模座上沿竖直方向布置有切料组合和六方模组合，在模板上沿竖直方向布置有预冲组合和二冲组合， 其中，切料组合包括切料模和切料刀，切料模包括用于容纳丝材原料进入的轴向沿前后方向延伸的切料孔，切料孔的后端为进料端、前端为用于与切料刀配合使用以从丝材原料上切出料段的具有刃口的切料端；六方模组合包括轴向沿前后方向延伸的结构呈孔型的缩颈凹模，缩颈凹模的内腔包括前部的圆孔段、后部的六方孔段及位于圆孔段和六方孔段之间的平滑过渡段，缩颈凹模内腔圆孔段的径向尺寸大于六方孔段的径向尺寸，在缩颈凹模的后方还设有轴向沿前后方向导向移动的、前端具有用于在对料段进行冲压加工时顶推料段的承压部的退料杆；预冲组合包括预冲套及安装在预冲套中的用于将由切料组合切出的料段推入缩颈凹模内腔、并对料段进行预冲压的预冲头；二冲组合包括冲压套及安装在冲压套中的用于对缩颈凹模中的经过预冲压加工后的料段进行再次冲压的二冲头。所述的退料孔上与缩颈凹模的六方孔段相邻接的前部同样为六方孔段，退料孔的六方孔段的内接圆半径大于缩颈凹模的六方孔段的内接圆半径，退料杆上用于与退料孔的六方孔相适配的部分为六方柱段。所述的六方模组合还包括使用时穿套在退料杆上以调整退料杆前端在退料孔中的轴向深度的调整挡圈，调整挡圈的轴向前侧面具有使用时顶压在凹模套上的前顶压部、其轴向后侧面上具有使用时顶压在退料杆上的后顶压部。所述的缩颈凹模的六方孔段与退料孔的六方孔段之间圆滑过渡。所述的切料孔为阶梯孔，切料孔的进料端位于阶梯孔的大径段、其切料端位于阶梯孔的小径段，所述阶梯孔的大径段与小径段的过渡连接部为半径由大径段向小径段逐渐缩小的圆锥孔结构。所述的切料刀上具有在从丝材原料上切出待加工的料段后用于夹持从丝材原料上切出的料段的夹持部，该夹持部为切料刀刀刃口处的半圆结构。所述的预冲组合的冲压套上开设有轴向沿前后方向延伸的阶梯孔，阶梯孔的小径段位于后部，所述预冲头对应装配在阶梯孔的小径段中，阶梯孔的小径段的后端为呈圆锥形的坡口结构，在阶梯孔的大径段中同轴装配有顶推杆，在阶梯孔的大径段中还同轴的导向装配有预冲弹簧，在冲压套上对应于阶梯孔的大径段的前端还装配有弹簧挡板，预冲弹簧前端顶压在所述弹簧挡板上、后端顶压在所述顶推杆上所设置的后凸缘上。所述的，所述的预冲头的前端还设有用于与顶推杆上的后凸缘顶压配合的前凸缘，预冲头上的前凸缘的径向尺寸大于阶梯孔的小径段的径向尺寸、小于阶梯孔的大径段的径向尺寸。所述的二冲组合的冲压套上开设有轴向沿前后方向延伸的装配孔，所述二冲头对应装配在所述装配孔，在二冲组合的冲压套的装配孔的周向上还装配有用于将二冲头固定在装配孔中的紧固螺钉。本实用新型的有益效果是本实用新型所提供的高锁螺母冷镦加工装置包括切料组合、六方模组合、预冲组合及二冲组合，使用时，将丝材原料从切料组合的切料孔的进料端送入切料孔中，由切料刀和切料孔的切料端相配合在丝材原料上切出待加工的料段，由预冲组合将料段推入六方模组合的缩颈凹模中，由退料杆器前端的承压部顶推固定料段， 并由预冲组合的预冲头的冲压端对进行预冲压，料段后部进入缩颈凹模的六方孔段中，料段后部的六方柱段初步成型，然后再由二冲组合的二冲头对位于缩颈凹模内腔中的料段进行冲压加工，料段后部的六方柱段成型、其前部的圆柱段同样成型，在六方模组合的缩颈凹模内腔的圆孔段和六方孔段之间设置有平滑过渡段，所以在料段的圆柱段和六方柱段之间同样成型有平滑的过渡段，在二冲组合中的二冲头对料段冲压完毕后，由六方模组合中的凹模套上的退料孔中所装配的退料杆将二次冲压成型的料段从缩颈凹模的内腔中推出，以完成高锁螺母冷锻加工。本实用新型设计结构简单，使用方便，具有广泛的推广性。而采用本实用新型所提供的加工装置加工出来的工件尺寸一致性好、产品金属流线规则，原材料损耗较少，减少了辅助工序的加工费用和时间，提高了生产加工效率。
[0015]图I是本实用新型所提供的冷镦加工装置一种实施例的结构示意图[0016]图2是图I中的切料刀的结构示意图；[0017]图3是图2的左侧视图；[0018]图4是图I中的切料模的结构示意图；[0019]图5是是图I中预冲组合的结构示意图；[0020]图6是图I中二冲组合的结构示意图；[0021]图7是图I中六方模组合的结构示意图(未装配调整挡圈与退料杆);图8是图7中的M处放大图图9是六方模组合中的调整挡圈的结构示意图；图10是图I中的退料杆的结构示意图；图11是采用图I所示的冷镦加工装置加工时的各个工步加工出的产品的结构示意图；图12是高锁螺母工件的成品结构示意图。
具体实施方式
如图I至图6所示，一种高锁螺母冷镦加工装置的实施例，该实施例中的高锁螺母冷镦加工装置主要包括沿前后顺序依次布置的模板7和模座6，所述的模板7和模座6均安装在双击冷镦机上，模板7位于模座6的前方，并且在使用时，模座静止不动，而模板存在前后方向及竖直方向上的位移，在模座6上从上至下依次安装有切料组合和六方模组合5，而在模板上从上至下依次安装有预冲组合3和二冲组合4，由模板带动预冲组合和二冲组合沿竖直方向及前后方向移动，在本实施例中，模座上的切料组合包括切料模2和切料刀1， 切料刀I在机床曲线板(图中未画出)的带动下与切料模2配合使用，在切料刀I上具有在从丝材原料上待加工的料段后用于夹持料段的夹持部，该夹持部为切料刀刀刃口处的半圆结构，此处的半圆结构采用合金，切料模2包括固定嵌设在模座的切料模套21和设置在切料模套上的用于容纳丝材原料的轴向沿前后方向延伸的切料孔22，切料孔22的后端为进料端225、前端为用于与切料刀配合使用以从丝材原料上切出待加工的料段的具有刃口的切料端227，在本实施例中，切料孔22为阶梯孔，切料孔22的进料端225位于阶梯孔的大径段221、其切料端227位于阶梯孔的小径段223，并且为了便于丝材原料顺利的从阶梯孔的大径段进入阶梯孔的小径段，阶梯孔的大径段与小径段的过渡连接部为半径由大径段向小径段逐渐缩小的圆锥孔结构。所述的位于切料组合下方的六方模组合5包括固定嵌设在模座上的凹模套52和设置在凹模套中的缩颈凹模，缩颈凹模的内腔包括前部的圆孔段54、 后部的六方孔段56及位于圆孔段和六方孔段之间的平滑过渡段55，缩颈凹模内腔的圆孔段的径向尺寸大于六方孔段的径向尺寸，在凹模套上于缩颈凹模的后方还开设有与缩颈凹模的六方孔段相连通的退料孔53，在退料孔53中对应的装配有用于将料段从缩颈凹模的内腔中顶推出的退料杆51，在退料杆51的前端具有用于在对料段进行冲压加工时顶推料段的承压部513，在本实施例中，在退料孔53上与缩颈凹模的六方孔段相邻接的前部同样为六方孔段531，缩颈凹模的六方孔段与退料孔的六方孔段之间圆滑过渡，且退料孔的六方孔段的内接圆半径大于缩颈凹模的六方孔段的内接圆半径，对应的，退料杆51上用于与退料孔的六方孔相适配的部分为六方柱段542,另外,在本实施例中的六方模组合中还包括使用时芽套在退料杆上以调整退料杆如端在退料孔中的轴向深度的调整挡圈8，调整挡圈的轴向前侧面具有使用时顶压在凹模套上的前顶压部、其轴向后侧面上具有使用时顶压在退料杆上的后顶压部。本实施例中的预冲组合3包括固定嵌设在模板上的预冲套32，在预冲套32上开设有轴向沿前后方向延伸的阶梯孔33，阶梯孔的小径段332位于后部，阶梯孔的小径段的后端为呈圆锥形的坡口结构334，阶梯孔的小径段中对应安装有用于将由切料组合切出的料段推入缩颈凹模内腔、并对料段进行预冲压的预冲头34，预冲头上具有朝向模座的冲压端，在阶梯孔的大径段331中同轴的装配有顶推杆36，在阶梯孔的大径段中还同轴的导向装配有预冲弹簧35，在冲压套32上对应于阶梯孔的大径段的前端还装配有弹簧挡板30，所述预冲弹簧35的前端顶压在所述的弹簧挡板30上、后端顶压在顶推杆36上所设置的后凸缘361上，在预冲头34的前端还是有用于与顶推杆上的后凸缘顶压配合的前凸缘，预冲头上的前凸缘的径向尺寸大于阶梯孔的小径段的径向尺寸、小于阶梯孔的大径段的径向尺寸。在位于预冲组合下方的二冲组合4包括固定嵌设在模板上的冲压套41，在冲压套41上同样的开设有轴向沿前后方向延伸的装配孔，在冲压套的装配孔中对应的装配有用于对缩颈凹模中的经过预冲压加工后的料段进行再次冲压的二冲头42，在冲压套的装配孔的周向侧壁上开设有与装配孔内腔相连通的螺纹孔，在螺纹孔中螺旋装配有顶压在二冲头上以将二冲头固定在装配孔中的紧固螺钉43。上述实施例中，将切料组合、六方模组合放置在模座上，而将预冲组合和二冲组合放置在模板上，并由模板带动预冲组合和二冲组合实现其在竖直方向和前后方向上的移动，在其他实施例中，也可以采用其他的装置实现预冲组合和二冲组合的对应移动，以可以实现对料段的冲压加工为准。上述实施例中，退料孔的前部为凹模内腔后部的六方孔段光滑过渡的六方孔段， 而退料杆上与退料孔的六方孔段相适配的部分为六方柱段，这样既可防止退料杆在退料孔中出现周向转动，同时又便于消除退料杆与退料孔之间的径向间隙，提高模具的加工精度。 在其他实施例中，也可以将退料杆和退料孔设计其他的止旋结构如将退料孔的相对应部分设计成五方孔段或矩形孔段，相对应的，退料杆上设计成五方柱段或矩形柱段。或者直接将退料孔设计成圆孔，而将退料杆设计成圆柱结构。另外，在上述实施例中，六方模组合中的退料杆上套装有调整挡圈，在其他实施例中，也可以不设置调整挡圈，不过此时，不容易对退料杆在退料孔中的轴向深度进行调整。使用如图I所示的高锁螺母冷镦加工装置加工时，将切料组合、六方模组合5对应的安装在模座6上，而将预冲组合3和二冲组合4对应的安装在模板7上，同时将切料刀I 安装在机床曲线板(图中未显示)上，启动双击冷镦机机床，机床送料棘轮将丝材原料从切料孔22的后端送入切料孔中，在机床曲线板的带动下切料刀I和切料孔22的切料端227 相配合切出料段，料段结构如图11中a图所示，由切料刀I将料段转送至六方模组合5的缩颈凹模的前端口处。然后由模板7带动预冲组合3对料段进行预冲压，将料段强行的束入六方模组合的缩颈凹模的内腔中，形成如图11中b图所示结构的预冲变形。然后，模板7 上移，将二冲组合4送至镦锻位置，由二冲组合4中的二冲头42对料段进行二冲程性镦锻， 料段在经过二次冲压后的结构如图11中c图所示。在二冲镦锻成型后，退料杆51将六方模组合中的缩颈凹模内腔中工件顶推出六方模组合，完成本次工作循环，在冷镦机机床传动机构作用下，进入下一次工作循环。在由冷镦及进行加工好后，得到如图11中c图所示的工件，在经过钻孔、车槽等、 热处理等加工工序后得到如图12所示的高锁螺母。采用该模具加工出的产品较原冷挤压成型产品具有以下优势1、质量方面尺寸一致更好、产品金属流线规则、性能优异，大大提高了产品质量可靠性；2、安全方面在双击冷镦机上连续镦锻，由送料系统自动进料，传动系统自动退料，消除了安全隐患，提高了生产本质安全度；3、经济方面原材料损耗可减少，工作效率提高，减少了三步辅助工序的加工费用和加工时间。
权利要求1.一种高锁螺母冷镦加工装置，其特征在于包括沿前后顺序布置的在前后方向及竖直方向上相互移动配合的模板和模座，在模座上沿竖直方向布置有切料组合和六方模组合，在模板上沿竖直方向布置有预冲组合和二冲组合，其中，切料组合包括切料模和切料刀，切料模包括用于容纳丝材原料进入的轴向沿前后方向延伸的切料孔，切料孔的后端为进料端、前端为用于与切料刀配合使用以从丝材原料上切出料段的具有刃口的切料端；六方模组合包括轴向沿前后方向延伸的结构呈孔型的缩颈凹模，缩颈凹模的内腔包括前部的圆孔段、后部的六方孔段及位于圆孔段和六方孔段之间的平滑过渡段，缩颈凹模内腔圆孔段的径向尺寸大于六方孔段的径向尺寸，在缩颈凹模的后方还设有轴向沿前后方向导向移动的、前端具有用于在对料段进行冲压加工时顶推料段的承压部的退料杆；预冲组合包括预冲套及安装在预冲套中的用于将由切料组合切出的料段推入缩颈凹模内腔、并对料段进行预冲压的预冲头；二冲组合包括冲压套及安装在冲压套中的用于对缩颈凹模中的经过预冲压加工后的料段进行再次冲压的二冲头。
2.根据权利要求I所述的高锁螺母冷镦加工装置，其特征在于所述的退料孔上与缩颈凹模的六方孔段相邻接的前部同样为六方孔段，退料孔的六方孔段的内接圆半径大于缩颈凹模的六方孔段的内接圆半径，退料杆上用于与退料孔的六方孔相适配的部分为六方柱段。
3.根据权利要求2所述的高锁螺母冷镦加工装置，其特征在于所述的六方模组合还包括使用时芽套在退料杆上以调整退料杆如端在退料孔中的轴向深度的调整挡圈，调整挡圈的轴向前侧面具有使用时顶压在凹模套上的前顶压部、其轴向后侧面上具有使用时顶压在退料杆上的后顶压部。
4.根据权利要求2所述的高锁螺母冷镦加工装置，其特征在于所述的缩颈凹模的六方孔段与退料孔的六方孔段之间圆滑过渡。
5.根据权利要求I至4中任意一项所述的高锁螺母冷镦加工装置，其特征在于所述的切料孔为阶梯孔，切料孔的进料端位于阶梯孔的大径段、其切料端位于阶梯孔的小径段， 所述阶梯孔的大径段与小径段的过渡连接部为半径由大径段向小径段逐渐缩小的圆锥孔结构。
6.根据权利要求I至4中任意一项所述的高锁螺母冷镦加工装置，其特征在于所述的切料刀上具有在从丝材原料上切出待加工的料段后用于夹持从丝材原料上切出的料段的夹持部，该夹持部为切料刀刀刃口处的半圆结构。
7.根据权利要求I至4中任意一项所述的高锁螺母冷镦加工装置，其特征在于所述的预冲组合的冲压套上开设有轴向沿前后方向延伸的阶梯孔，阶梯孔的小径段位于后部， 所述预冲头对应装配在阶梯孔的小径段中，阶梯孔的小径段的后端为呈圆锥形的坡口结构，在阶梯孔的大径段中同轴装配有顶推杆，在阶梯孔的大径段中还同轴的导向装配有预冲弹簧，在冲压套上对应于阶梯孔的大径段的前端还装配有弹簧挡板，预冲弹簧前端顶压在所述弹簧挡板上、后端顶压在所述顶推杆上所设置的后凸缘上。
8.根据权利要求7所述的高锁螺母冷镦加工装置，其特征在于所述的预冲头的前端还设有用于与顶推杆上的后凸缘顶压配合的前凸缘，预冲头上的前凸缘的径向尺寸大于阶梯孔的小径段的径向尺寸、小于阶梯孔的大径段的径向尺寸。
9.根据权利要求I至4中任意一项所述的高锁螺母冷镦加工装置，其特征在于所述的二冲组合的冲压套上开设有轴向沿前后方向延伸的装配孔，所述二冲头对应装配在所述装配孔，在二冲组合的冲压套的装配孔的周向上还装配有用于将二冲头固定在装配孔中的紧固螺钉。
专利摘要本实用新型公开了一种高锁螺母冷镦加工装置，包括模板和模座，在模座上布置有切料组合和六方模组合，在模板上布置有预冲组合和二冲组合，其中，切料组合包括切料模和切料刀，切料模包括切料孔，切料孔的后端为进料端、前端为切料端；六方模组合包括缩颈凹模，缩颈凹模的内腔包括前部的圆孔段、后部的六方孔段及位于圆孔段和六方孔段之间的平滑过渡段，缩颈凹模内腔圆孔段的径向尺寸大于六方孔段的径向尺寸，在缩颈凹模的后方还设有退料杆；预冲组合包括安装在预冲套中的用于将由切料组合切出的料段推入缩颈凹模内腔、并对料段进行预冲压的预冲头；二冲组合包括安装在冲压套中的用于对缩颈凹模中的经过预冲压加工后的料段进行再次冲压的二冲头。
文档编号B21J5/08GK202343826SQ20112041635
公开日2012年7月25日 申请日期2011年10月27日 优先权日2011年10月27日
发明者刘海涛, 林万鹏, 许彦伟, 郝成勇, 陆晓星 申请人:河南航天精工制造有限公司