一种用于螺母冲孔的冲棒及其制造方法与流程

文档序号:14022496阅读:1455来源:国知局

本发明属于机械技术领域,涉及一种用于螺母冲孔的冲棒,特别是一种高强度的用于螺母冲孔的冲棒。



背景技术:

螺母的冷镦成型工艺中,材料需经过多模冲压变形到冲孔,才完成螺母半成品的成型,最后通过对半成品螺母进行攻丝得到完整的产品。其中,半成品螺母内孔的好坏,决定了螺母内螺纹的精度。

在螺母的冲孔工序中,冲孔棒起到了关键的作用,由于高强度螺母材质大都为高碳钢和合金钢,硬度较高,而冲孔棒的材料硬度较为普通,因此在冲孔中无法长时间承受高温和冲击摩擦,冲孔棒很容易发生磨损变形,进而导致成型中螺母内孔发生变形,内孔一旦变形则会导致后续加工的螺纹也随之变形。如此一来,螺母的精度就达不到产品的实际要求,导致材料的浪费,增加生产成本。

此外,现有的冲孔棒的表面粗糙度大都不够理想,成型后的螺母内孔的精度相对较低,从而导致螺母成型后的螺纹的精度不够,产品质量不够理想,因而研发高质量的冲孔棒是提升螺母品质的前提。

综上所述,为解决现有螺母成型中的冲孔棒结构上的不足,本发明提供了一种设计合理、强度高的用于螺母冲孔的冲棒。



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、强度高的用于螺母冲孔的冲棒。

本发明的目的可通过以下技术方案来实现:一种用于螺母冲孔的冲棒,包括:

本体,具有连为一体的安装部、支撑部,安装部的直径小于支撑部的直径且安装部圆弧过渡至支撑部;

冲头,固设在安装部背离支撑部一端,所述冲头采用钨钢材料制成,且在冲头表面覆盖有镀钛层。

作为本案的进一步改进,所述冲头包括依次设置的连接部、冲压部,连接部与安装部焊接连接且连接部的直径与安装部的直径相等,所述连接部圆弧过渡至冲压部,所述冲压部呈锥台状设置且冲压部靠近连接部一侧的直径大于连接部的直径。

作为本案的又一步改进,连接部部分嵌设在安装部内,且连接部与安装部紧密贴合。

一种用于螺母冲孔的冲棒的制造方法,具体步骤如下:

高速钢下料,冷镦成型初坯,接着对初坯进行粗磨再经热处理后成型本体;

钨钢下料,高温铸造形成冲头;

将冲头嵌设在本体上,并将冲头与本体焊接连接形成冲棒;

焊接后将冲棒置于研磨机内进行精磨工作;

最终将冲棒置于镀钛炉内对冲头进行氮化镀钛处理,温度为800-1200℃。

作为本案的进一步改进,在上述第四步骤中,精磨精度为±0.002。

作为本案的进一步改进,在上述第五步骤中,镀钛后的冲头表面摩擦系数为μ=0.4。

与现有技术相比,本发明结构设计合理,采用本体与冲头焊接的结构形式,同时在冲头上进行氮化镀钛处理,从而提高冲棒头部的硬度,减小冲棒在工作时的磨损,提高使用寿命;此外,冲头镀钛后能够提高冲头表面的光洁度,有利于提高螺母内孔的表面精度。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中,10、本体;11、安装部;12、支撑部;20、冲头;21、连接部;22、冲压部。

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所示,本用于螺母冲孔的冲棒包括:

本体10,具有连为一体的安装部11、支撑部12,安装部11的直径小于支撑部12的直径且安装部11圆弧过渡至支撑部12;

冲头20,固设在安装部11背离支撑部12一端,冲头20采用钨钢材料制成,且在冲头20表面覆盖有镀钛层。

由于高强度螺母材质大都为高碳钢和合金钢,硬度较高,而冲孔棒的材料硬度较为普通,在冲孔中无法长时间承受高温和冲击摩擦,冲孔棒很容易发生磨损变形,进而导致成型中螺母内孔以及后续加工的螺纹发生变形,螺母的精度达不到产品的实际要求,冲孔棒的表面粗糙度大都不够理想,成型后的螺母内孔的精度相对较低,生产成本高且产品质量不够理想。

为此,本发明设计了一种用于螺母冲孔的冲棒,采用本体10与冲头20固定连接的结构形式,设置冲头20由钨钢材料制成且在冲头20上镀钛,从而提高冲棒头部的硬度,减小冲棒在工作时的磨损。嵌有钨钢的冲棒更耐磨,使用寿命更长,且冲棒具有更高的加工精度以及不变形、耐高温的特性,冲孔后的螺母质量好、精度高。

其中本体10由依次设置的安装部11、支撑部12构成,冲棒安装在冲孔模具上,实际是支撑部12与模具相关部件相连,其中安装部11的直径小于支撑部12的直径且安装部11圆弧过渡至支撑部12,安装部11用于固连冲头20,这样设置能够在确保增本体10结构稳定性的同时又能与冲头20良好连接,便于进行冲孔。

优选地,冲头20包括依次设置的连接部21、冲压部22,连接部21与安装部11焊接连接且连接部21的直径与安装部11的直径相等,连接部21圆弧过渡至冲压部22,冲压部22呈锥台状设置且冲压部22靠近连接部21一侧的直径大于连接部21的直径。

具体的,冲头20由连接部21与冲压部22一体式成型构成,连接部21与安装部11焊接连接,确保冲头20与本体10连接紧密且牢固,能够良好的进行冲孔工作。连接部21同样圆弧过渡至冲压部22,冲压部22靠近连接部21一侧的直径大于连接部21的直径,这样设置能够提高冲头20的结构稳定性同时还能在冲孔时起到缓冲作用,减轻冲头20受到的压力。

为保证冲孔的成型质量,设置连接部21的直径与安装部11的直径相等,确保冲孔的同轴度,便于后续的螺纹加工。冲压部22呈锥台状设置则是便于冲棒对螺母进行冲孔,能够快速完成冲孔工作,提高工作效率。

进一步地,连接部21部分嵌设在安装部11内,且连接部21与安装部11紧密贴合。为保证本体10与冲头20之间的稳固连接,设置连接部21部分嵌入安装部11,实现连接部21与安装部11之间的位置定位,保证连接部21与安装部11相对的端面紧密贴合,后续再通过焊接的方式机一部确保本体10与冲头20连接牢固,在高速、高强度的冲孔工作中,使冲棒保持结构的稳定性,有利于冲孔工作的顺利进行。

本发明还提供了一种用于螺母冲孔的冲棒的制造方法,具体步骤如下:

第一步:高速钢下料,冷镦成型初坯,接着对初坯进行粗磨再经热处理后成型本体10;

本体10采用高速钢材料,通过冷镦成型工艺制成,在冲孔工作中不易断裂。本实施例中优选高速钢材料型号为skh55,具体的高速钢型号可以根据实际需要进行选择,此处不作限定。

第二步:钨钢下料,高温铸造形成冲头20;

钨钢硬度相对较硬,采用钨钢制成的冲头20能够减少在冲孔时的磨损,提高冲棒的使用寿命,同时保证良好的冲孔质量。此处优选钨钢型号为st7,其硬度达到hra84-86,实际生产时,钨钢型号根据需要进行选择,此处不作限定。

第三步:将冲头20嵌设在本体10上,并将冲头20与本体10焊接连接形成冲棒;

将制作好的本体10与冲头20镶嵌在一起并通过焊接使本体10与冲头20进一步连接稳固,确保冲棒整体的结构稳定性。

第四步:焊接后将冲棒置于研磨机内进行精磨工作;

在焊接完成后,将冲棒放置于研磨机内进行精磨,此处精磨是针对整个冲棒进行的,本实施例中优选精磨精度为±0.002,保证冲棒的整体表面光滑,减小冲孔时的摩擦。

第五步:最终将冲棒置于镀钛炉内对冲头20进行氮化镀钛处理,温度为800-1200℃。

精磨工作之后,将冲棒放置于镀钛炉内,在温度为800-1200℃的范围下对冲头20进行氮化镀钛处理,本实施例中优选在镀钛后,实现镀钛层的硬度达到hv2200,且冲头20表面摩擦系数为μ=0.4。

相较于普通的冲棒结构,冲头20表面镀钛处理能够在冲孔时减少摩擦阻力,使螺母的内孔可以光滑无毛刺,提高了对后续螺纹的加工精度;同时加大硬度,增加耐磨性,大大提高表面耐磨、耐蚀性能等,有效地提高冲棒(模具)使用寿命。

本用于螺母冲孔的冲棒结构设计合理,采用本体10与冲头20焊接的结构形式,同时在冲头20上进行氮化镀钛处理,从而提高冲棒头部的硬度,减小冲棒在工作时的磨损,提高使用寿命;此外,冲头20镀钛后能够提高冲头20表面的光洁度,有利于提高螺母内孔的表面精度。

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。

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