一种水表壳体锻压方法与流程

本发明涉及一种水表壳体锻压方法，具体是一种一次性将烧红的铜棒冲压成水表壳体的锻压方法。

背景技术：

水表是通过测量自来水流量来记录用水量的仪表，其主要包括水表壳体(也称表体)与水表机芯及罩壳，水表壳体一般采用金属铜制成，一般采用铸造成型，更好的是采用锻压成型。水表机芯设置在水表壳体的凹腔内，水表壳体的两侧分别设有贯穿该空腔的进水通道和出水通道，分别与水管道相连接。

目前市场上销售的水表壳体主要采用铸造工艺成型，铸造工艺水表壳体毛坯在铸造成型时产生的废气量较大，并在铸造过程中毛坯壳壁易产生小气孔，需机械加工好后二次浸渗才能控制部份壳壁小气孔，毛坯整体因小气孔产生的报废量较多，这种毛坯壳壁密封性及整个壳体机械强度要差些，在高强度碰撞下有断裂风险，且壳体内、外观不平整，表面粗糙达不到外观要求，加工成型后对水表流量平稳性也会产生一定影响。

现有技术中很少有热锻压工艺水表壳体一次性锻压成型工艺方法与模具技术的文献报道。目前仅有个别厂家采用热锻压工艺与模具制造水表壳体，但不见其热锻压具体工艺步骤与锻压装置具体结构的详细文献报道。而且，据本案申请人所知，其水表壳体及其进、出水口仍无法一次冲压通孔成型，后续需大量切削加工来水表壳体成型。由于水表壳体形状特别，又有进出水口需要抽芯，一次性热锻压成型的模具结构设计难度很大，成型结构设计难度大，开模结构的设计难度更大，还有如何利用锻压设备的动力来驱动模具合模与开模，所以长期以来一直没有得到有效解决。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对上述技术现状，提供一种一次性将烧红的铜棒冲压成水表壳体的水表壳体锻压方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种水表壳体(15)锻压方法，将直径50mm至75mm的铜棒截取成与目标水表壳体(15)成型所需的短铜棒，将短铜棒快速加热至700度至800度之间的可锻状态，使用锻压机床与锻压模具(30)进行锻压；锻压机床包括驱动箱(33)，从驱动箱(33)向下伸出的冲杆(34)及其下方的工件台(32)，所述模具(30)固定安装在工件台(32)上；其特征在于，所述锻压模具包括底座(1)，固定安装在所述底座(1)上面的圆盘状模架(2)，所述底座(1)中间开设有底孔(3)；还包括模座(8)及其两侧的抽芯滑块(4)、模芯(5)、冲头(6)与顶杆(7)；所述模架(2)中心开设有容纳模座(8)的贯穿腔(9)，贯穿腔(9)口径上大下小，其侧壁为倾斜壁，所述模架(2)贯穿腔(9)四周的相对倾斜壁分别开设第一贯穿滑槽(10)与第二贯穿滑槽(11)；所述模座(8)由对半劈开的2个对称的半模座(8)合并而成，每个半模座(8)包括模座(8)底与倾斜模座(8)壁，合并后形成一个有底腔，倾斜模座(8)壁与所述模架(2)贯穿腔(9)侧壁相配，2个对称的半模座(8)的外侧壁分别设置第一凸筋(12)，所述模座(8)装入所述模架(2)贯穿腔(9)中，2个半模座(8)的第一凸筋(12)分别嵌入所述模座(8)的第一贯穿滑槽(10)中；所述模芯(5)由对半劈开的2个对称的半模芯(5)合并而成，每个半模芯(5)设置半个水表壳体(15)的型腔(13)与半冲孔(14)，合并后形成整个水表壳体(15)的型腔(13)与供所述冲头(6)冲入的整个冲孔(14)，所述水表壳体(15)的型腔(13)包括水表本体型腔(13)与水表进出水口型腔(13)；所述冲头(6)的头部(6a)形状为目标水表壳体(15)开口腔(16)的形状，所述冲头(6)的中柱(6b)与所述冲孔(14)相紧配；所述半模座(8)两侧分别开设供所述抽芯滑块(4)嵌入的半缺口(18)，所述抽芯滑块(4)嵌入合并后的模座(8)缺口(18)中，每个所述抽芯滑块(4)外侧分别设置第二凸筋(19)，每个所述抽芯滑块(4)内侧分别安装水表进出水口的抽芯棒(20)；所述顶杆(7)安装在模座(8)底部；所述模具(30)下方设置横梁(35)，横梁(35)两端部设置连接杆(36)连接驱动箱(33)，横梁(35)上设置顶棒(37)，顶棒(37)具有一个与模具(30)的顶杆(7)对齐的工作位置a与一个非工作位置b；在所述模具(30)合模状态将加热放入冲孔(14)中，启动锻压机床，冲头(6)冲入的冲孔(14)，迫使铜棒按型腔(13)变形成水表壳体(15)；冲头(6)向上回复时，顶棒(37)与横梁(35)由连接杆(36)拉动也同步向上回复，顶棒(37)对接顶杆(7)顶动模座(8)沿模架(2)贯穿腔(9)的第一贯穿滑槽(10)向上移动至开模状态位置，嵌装在模座(8)缺口(18)中的抽芯滑块(4)也跟着沿模架(2)贯穿腔(9)的第二贯穿滑槽(11)向上移动至开模状态，安装在抽芯滑块(4)内侧的抽芯棒(20)同步向外移动完成抽芯动作，模座(8)与模芯(5)处于张开状态；将已经成型的水表壳体(15)工件取出后，启动液压驱动装置(38)将顶棒(37)移动至非工作位置b，模座(8)与抽芯滑块(4)各自在其自重作用下分别沿模架(2)贯穿腔(9)的第一贯穿滑槽(10)与第二贯穿滑槽(11)向下移动至初始的合模状态位置后；将顶棒(37)回至工作位置a。

以下为本发明水表壳体钻孔装置进一步的方案。

所述模架(2)贯穿腔(9)及与其相配的模座(8)在水平面呈四角圆弧过渡的矩形，模架(2)贯穿腔(9)的第一贯穿滑槽(10)与第二贯穿滑槽(11)分别开设在矩形对边的中间。

所述模座(8)上方内侧开设环槽(21)，所述模芯(5)上端面与环槽(21)槽底面过齐，沿环槽(21)上面固定设置固定环(22)，固定环(22)的宽度大于环槽(21)槽底宽度，固定环(22)边缘盖压住模芯(5)上端面边缘。

所述冲头(6)呈圆柱状，从上到下包括装夹部(6c)、中柱(6b)、头部(6a)。

所述抽芯滑块(4)的内侧开设第三贯穿滑槽(17)，所述抽芯棒(20)呈螺钉状，包括作为目标水表进出水口内腔成型的棒头(20a)与用于自身安装的棒帽(20b)及中间的棒身(20c)，所述抽芯棒(20)的棒帽(20b)嵌装在第三贯穿滑槽(17)中。

所述底座(1)呈被削除了两侧的圆杯容器状，包括底壁与侧壁，底壁中间开设有底孔(3)，侧壁与所述模座(8)固定连接。

所述每个半模座(8)在模座(8)底侧壁开设横嵌槽(25)与中心直容槽(26)；所述顶杆(7)呈螺钉状，包括顶杆(7)杆身(7a)与用于自身安装的帽头(7b)，帽头(7b)嵌装在模座(8)底侧壁的横嵌槽(25)中，杆身(7a)穿过模座(8)底侧壁的中心直容槽(26)与所述底座(1)的底孔(3)向下伸出。

所述底座(1)的沿其底孔(3)周边设置凸起环(27)，所述顶杆(7)杆身(7a)套装有受压弹簧(28)，所述受压弹簧(28)卡在顶杆(7)帽头(7b)与底座(1)凸起环(27)之间。

所述模座(8)底开设有挡块槽(23)，挡块槽(23)中装入挡块(24)；所述模座(8)横嵌槽(25)两侧分别塞入限位块(29)。

所述横梁(35)设置滑槽(40)，顶棒(37)下端插入在滑槽(40)中，并可在滑槽(40)中滑动，滑槽(40)的两端分别是顶棒(37)工作位置a与非工作位置b；所述液压驱动装置(38)设置在横梁(35)上；在顶棒(37)一侧设置回复弹簧(39)，恢复合模状态位置时，由回复弹簧(39)将顶棒(37)拉回至工作位置a。

本发明相比现有技术，采用由一对哈夫模芯合并形成水表壳体型腔，模芯装在一对哈夫模座合并形成的具有倾斜外壁的模座中，哈夫模座对开处设置抽芯滑块，哈夫模座装在模架侧壁为倾斜壁的贯穿腔中，模座下方装有顶杆，顶杆顶起使哈夫模座哈夫模芯抽芯滑块沿模架侧壁为倾斜壁上移而张开。锻压装置在模具下方设置连接驱动箱的随行横梁，横梁上设置顶棒，顶棒具有一个与模具的顶杆对齐的工作位置而利用锻压机床的回程力顶开模具取出工件。

本发明一次性热锻压成型的模具结构及其与锻压机床的连接机构设计都非常巧妙，有效地解决了水表壳体发明一次性热锻压成型问题与开模取件问题。本发明热锻压成型方法使水表壳体质量明显提升，各项质量指标均明显提升，产品合格率几乎为100%。而且生产效率高，操作方便、快捷。相对采用铸造成型，可以说是明显的技术升级。

附图说明

图1为本发明优选实施例模具的各构成件分解示意图；

图2为本发明优选实施例模具的模架示意图；

图3本发明优选实施例模具的底座示意图；

图4为本发明优选实施例模具的模座与抽芯滑块示意图；

图5为本发明实施例的水表壳体示意图；

图6为本发明优选实施例模具的模芯及固定环示意图；

图7为冲头示意图；

图8为顶杆示意图；

图9为本发明水表壳体锻压装置示意图。

具体实施方式

以下以图1至图9所示，说明本发明优选实施例的具体实施方式。

本发明水表壳体(15)锻压方法，将直径50mm至75mm的铜棒截取成与目标水表壳体15成型所需的短铜棒，将短铜棒快速加热至700度至800度之间的可锻状态，使用水表壳体锻压装置进行锻压，即锻压机床与锻压模具30进行锻压；短铜棒的重量为：目标水表壳体15重量，加上锻压过程产生的飞边等损耗重量。

本发明水表壳体锻压装置，包如图9所示，包括锻压机床与模具30，锻压机床包括驱动箱33，从驱动箱33向下伸出的冲杆34及其下方的工件台32，模具30固定安装在工件台32上。

如图1所示，锻压模具包括底座1，固定安装在底座1上面的圆盘状模架2，底座1中间开设有底孔3；还包括模座8及其两侧的抽芯滑块4、模芯5、冲头6与顶杆7。

如图1、图2所示，模架2中心开设有容纳模座8的贯穿腔9，模架2贯穿腔9及与其相配的模座8在水平面呈四角圆弧过渡的矩形，贯穿腔9口径上大下小，其侧壁为倾斜壁，模架2贯穿腔9四周的相对倾斜壁分别开设第一贯穿滑槽10与第二贯穿滑槽11；第一贯穿滑槽10与第二贯穿滑槽11可分别选择开设在矩形对边的中间。

如图1、图4及图6所示，模座8由对半劈开的2个对称的半模座8合并而成，每个半模座8包括模座8底与倾斜模座8壁，合并后形成一个有底腔，倾斜模座8壁与模架2贯穿腔9侧壁相配，2个对称的半模座8的外侧壁分别设置第一凸筋12，模座8装入模架2贯穿腔9中，2个半模座8的第一凸筋12分别嵌入模座8的第一贯穿滑槽10中。模座8上方内侧开设环槽21，模芯5上端面与环槽21槽底面过齐，沿环槽21上面固定设置固定环22，固定环22的宽度大于环槽21槽底宽度，固定环22边缘盖压住模芯5上端面边缘。模座8底开设有挡块槽23，挡块槽23中装入挡块24。

如图1、图6所示，模芯5由对半劈开的2个对称的半模芯5合并而成，每个半模芯5设置半个水表壳体15的型腔13与半冲孔14，合并后形成整个水表壳体15的型腔13与供冲头6冲入的整个冲孔14，水表壳体15的型腔13包括水表本体型腔13与水表进出水口型腔13。

如图7所示，冲头6呈圆柱状，从上到下包括装夹部6c、中柱6b、头部6a；冲头6的头部6a形状为目标水表壳体15开口腔16的形状，冲头6的中柱6b与冲孔14相紧配。

如图4所示，半模座8两侧分别开设供抽芯滑块4嵌入的半缺口18，抽芯滑块4嵌入合并后的模座8缺口18中，每个抽芯滑块4外侧分别设置第二凸筋19，每个抽芯滑块4内侧分别安装水表进出水口的抽芯棒20。抽芯滑块4的内侧开设第三贯穿滑槽17，抽芯棒20呈螺钉状，包括作为目标水表进出水口内腔成型的棒头20a与用于自身安装的棒帽20b及中间的棒身20c，抽芯棒20的棒帽20b嵌装在第三贯穿滑槽17中。每个半模座8在模座8底侧壁开设横嵌槽25与中心直容槽26。模座8横嵌槽25两侧可分别塞入限位块29。

如图3所示，底座1呈被削除了两侧的圆杯容器状，包括底壁与侧壁，底壁中间开设有底孔3，侧壁与模座8固定连接。底座1的沿其底孔3周边设置凸起环27。

如图1所示，顶杆7安装在模座8底部。如图8所示，顶杆7呈螺钉状，包括顶杆7杆身7a与用于自身安装的帽头7b。帽头7b嵌装在模座8底侧壁的横嵌槽25中，杆身7a穿过模座8底侧壁的中心直容槽26与底座1的底孔3向下伸出。顶杆7杆身7a套装有受压弹簧28，受压弹簧28卡在顶杆7帽头7b与底座1凸起环27之间。

本发明水表壳体锻压装置中的锻压机床可专门定制，也可选用或选购现有的锻压机床作局部改进后使用。如图9所示，锻压机床包括两侧立壁31、横架在两侧立壁31之间的工件台32、设置在两侧立壁31上方的驱动箱33，从驱动箱33向下伸出的冲杆34。本发明水表壳体锻压模具30固定安装在工件台32上。模具30下方设置横梁35，横梁35两端部设置连接杆36连接驱动箱33，驱动箱33驱动冲杆34、横梁35、连接杆36同步上下移动。横梁35中部设置顶棒37，顶棒37具有一个与模具30的顶杆7对齐的工作位置a与一个非工作位置b。横梁35中部设置滑槽40，顶棒37下端插入在滑槽40中，并可在滑槽40中滑动，滑槽40的两端分别是顶棒37工作位置a与非工作位置b。横梁35中部还设置有液压驱动装置38。在顶棒37一侧设置回复弹簧39，顶棒37由非工作位置移动至工作位置a时，由于其只是一根无负载的空棒，由回复弹簧39拉动至工作位置。而顶棒由工作位置移动至非工作位置时，由于其上面有模具30重量负载，由液压驱动装置38驱动其由工作位置移动至非工作位置b，期间，回复弹簧39受拉伸；一旦液压力消失，即由复弹簧39拉回至工作位置a。冲头6固定安装在冲杆34的下端。

本发明水表壳体锻压装置如图9所示，水表壳体锻压模具30固定安装在工件台32上，初始状态为合模状态，模座8装入模架2贯穿腔9中，模座8上端面与模架2的上端面过齐，模芯5上端面因被压在在固定环22下面而相对低了固定环22的厚度值，合并后模芯5形成整个水表壳体15的型腔13与供冲头6冲入的整个冲孔14；横梁35中部的顶棒37处在与模具30的顶杆7对齐的工作位置a。将烧红的铜棒放入冲孔14中，启动锻压机床，冲头6跟随冲杆34冲入冲孔14，烧红的铜棒在冲头6强力作用下按设定整个水表壳体15的型腔13一次性成型成水表壳体15。随后锻压机床回程，冲头6跟随冲杆34向上回复，顶棒37与横梁35由连接杆36拉动也同步向上回复，顶棒37对接顶杆7顶动模座8沿模架2贯穿腔9的第一贯穿滑槽10向上移动至开模状态位置，嵌装在模座8缺口18中的抽芯滑块4也跟着沿模架2贯穿腔9的第二贯穿滑槽11向上移动至开模状态位置，由于模架2贯穿腔9口径上大下小，贯穿腔9的侧壁为倾斜壁，向上移动过程是模座8与模芯5张开的过程，向上移动过程安装在抽芯滑块4内侧的抽芯棒20同步向外移动完成抽芯动作，开模状态模座8及嵌装在模座8缺口18中的抽芯滑块4均高出模架2，模座8与模芯5处于张开状态。这时，可方便地将已经成型的水表壳体15工件取出。取出水表壳体15工件后，启动液压驱动装置38将顶棒37移动至非工作位置，这时，顶棒37与顶杆7不起任何作用，模座8与抽芯滑块4各自在其自重作用下分别沿模架2贯穿腔9的第一贯穿滑槽10与第二贯穿滑槽11向下移动至初始的合模状态位置后，关闭液压驱动装置38，液压力消失，顶棒37由复弹簧39拉回至工作位置a。这样就完成了一件水表壳体15工件的一次性锻压成型工作过程。