專(zhuān)利名稱(chēng)：齒形管柱冷鍛成形方法及擠齒擠孔模具的制作方法
齒形管柱冷鍛成形方法及擠齒擠孔模具
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬精密 鍛造領(lǐng)域，特別涉及一種齒形管柱冷鍛成形方法及擠齒擠孔模具。
背景技術(shù)：
管柱毛坯是用于電力系統(tǒng)中的一種繞線(xiàn)芯棒，鍛造管柱毛坯須成形兩端面的孔和大端面錐形孔底面的面齒，請(qǐng)參閱圖I所示，其為一種管柱毛坯，110為大端的錐孔，120為錐孔110底部的面齒，130為小端的深孔，所述深孔130的壁厚差Λ O. 5mm,由于對(duì)所述管柱毛坯的孔形和齒形精度要求較高，且要保證很好的同軸度要求。目前，傳統(tǒng)的加工多采用沖孔鐓粗，再銑銷(xiāo)加工的工藝生產(chǎn)管柱毛坯，但是由于管柱的孔口壁厚較薄，切削后的產(chǎn)品經(jīng)過(guò)輕微磕碰，孔口部會(huì)產(chǎn)生裂紋、斷裂等現(xiàn)象，并且生產(chǎn)效率低，切削內(nèi)孔精度不高，強(qiáng)度不足、一致性差，很難保證批量生產(chǎn)且浪費(fèi)材料。因此，有必要提出一種改進(jìn)的技術(shù)方案來(lái)解決上述問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的之一在于提供一種齒形管柱冷鍛成形方法，其可以節(jié)約材料、保證廣品精度，提聞生廣效率。本發(fā)明的目的之二在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)便的擠齒擠孔模具，其可以節(jié)約成本、提高效率，模具壽命長(zhǎng)。為了解決上述問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種齒形管柱冷鍛成形方法，該方法采用純冷鍛技術(shù)鍛造管柱毛坯，其包括下料，反擠孔和擠齒擠孔，所述反擠孔是對(duì)下料后的毛坯進(jìn)行反擠壓以形成具有桶狀盲孔的圓柱體坯料；其中所述擠齒擠孔是將所述具有桶狀盲孔的圓柱體坯料放入擠齒成形模具中，通過(guò)對(duì)所述具有桶狀盲孔的圓柱體坯料的實(shí)體端進(jìn)行擠齒、鐓粗和擠孔以形成具有直徑大小不同一端為錐形孔、另一端為桶狀盲孔的圓柱體以及它們之間的過(guò)渡段的鍛坯，所述錐形孔底部帶有面齒。進(jìn)一步的，所述下料工序之后，反擠孔工序之前還包括退火，拋丸和潤(rùn)滑處理工序；所述反擠孔工序之后，擠齒擠孔工序之前還包括拋丸和潤(rùn)滑處理工序。進(jìn)一步的，所述下料工序采用圓盤(pán)鋸精確下料，毛坯重量波動(dòng)為±0. 5g。進(jìn)一步的，所述反擠孔的壁厚差Λ d < O. 3mm。進(jìn)一步的，進(jìn)行擠齒擠孔工序的擠齒擠孔模具包括沖頭導(dǎo)向套，裝配在沖頭導(dǎo)向套中的齒形沖頭，下模導(dǎo)向套，下模，第一下模模芯和第二下模模芯，所述齒形沖頭與沖頭導(dǎo)向套組合成一個(gè)整體沖頭結(jié)構(gòu)，所述下模導(dǎo)向套圍成的下模腔呈由上至下呈直徑遞減的桶狀。進(jìn)一步的，所述第二下模模芯設(shè)置于第一下模模芯的四周，并與第一下模模芯采用間隙配合。進(jìn)一步的，所述第一下模模芯和第二下模模芯之間的間隙< O. 1_，使得擠壓過(guò)程中第一下模模芯能在第二下模模芯中進(jìn)行橫向細(xì)微的滑動(dòng)。更進(jìn)一步的，所述擠齒擠孔工序包括擠齒、鐓粗和擠孔，將所述具有桶狀盲孔的反擠圓柱體坯料放入下模腔中，利用沖頭導(dǎo)向套與下模導(dǎo)向套導(dǎo)向擠壓，將反擠圓柱體坯料的盲孔套在第一下 模模芯上；所述齒形沖頭向下運(yùn)動(dòng)壓向圓柱體坯料的實(shí)體端部，圓柱體坯料受力增加，在圓柱體坯料受力增大的情況下，所述齒形沖頭沖進(jìn)圓柱體坯料中進(jìn)而形成一錐形孔，同時(shí)錐形孔外沿的坯料金屬順著沖頭的錐度向上流動(dòng)，使得圓柱體坯料加長(zhǎng)，鐓粗，此時(shí)齒形沖頭端部的齒面使得錐形孔底部成形有面齒。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種擠齒擠孔模具，其用于對(duì)下料，反擠孔后得到的具有桶狀盲孔的圓柱體坯料進(jìn)行擠齒擠孔以形成具有直徑大小不同一端為錐形孔、另一端為桶狀盲孔的圓柱體以及它們之間的過(guò)渡段的鍛坯，所述錐形孔底部帶有面齒，所述擠齒擠孔模具包括沖頭導(dǎo)向套，裝配在沖頭導(dǎo)向套中的齒形沖頭，下模導(dǎo)向套，下模，第一下模模芯和第二下模模芯，所述齒形沖頭與沖頭導(dǎo)向套組合成一個(gè)整體沖頭結(jié)構(gòu)，所述下模導(dǎo)向套圍成的下模腔呈由上至下呈直徑遞減的桶狀。更進(jìn)一步的，使用所述擠齒擠孔模具進(jìn)行擠齒擠孔工序包括擠齒，鐓粗和擠孔，將所述具有桶狀盲孔的反擠圓柱體坯料放入下模腔中，利用沖頭導(dǎo)向套與下模導(dǎo)向套導(dǎo)向擠壓，將反擠圓柱體坯料的盲孔套在第一下模模芯上；所述齒形沖頭向下運(yùn)動(dòng)壓向圓柱體坯料的實(shí)體端部，圓柱體坯料受力增加，在圓柱體坯料受力增大的情況下，所述齒形沖頭沖進(jìn)圓柱體坯料中進(jìn)而形成一錐形孔，同時(shí)錐形孔外沿的坯料金屬順著沖頭的錐度向上流動(dòng)，使得圓柱體坯料加長(zhǎng)，鐓粗，此時(shí)齒形沖頭端部的齒面使得錐形孔底部成形有面齒。本發(fā)明的有益效果與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明齒形管柱冷鍛成形方法，相對(duì)于傳統(tǒng)的切削加工節(jié)約材料，鍛造出的齒形、孔形精確，強(qiáng)度高，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于大批量的生產(chǎn)與制造，節(jié)約成本，提高效率。

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。其中圖I是一種管柱的產(chǎn)品簡(jiǎn)圖；圖2是本發(fā)明齒形管柱冷鍛成形方法在一個(gè)實(shí)施例中的工藝流程圖；圖3是本發(fā)明在一個(gè)實(shí)施例中齒形管柱形狀變化過(guò)程圖；圖4是本發(fā)明中的進(jìn)行擠齒擠孔工序的擠齒擠孔模具結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。此處所稱(chēng)的“一個(gè)實(shí)施例”或“實(shí)施例”是指可包含于本發(fā)明至少一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性。在本說(shuō)明書(shū)中不同地方出現(xiàn)的“在一個(gè)實(shí)施例中”并非均指同一個(gè)實(shí)施例，也不是單獨(dú)的或選擇性的與其他實(shí)施例互相排斥的實(shí)施例。
本發(fā)明采用冷鍛工藝鍛造管柱毛坯，相對(duì)于傳統(tǒng)的切削加工節(jié)約材料，鍛造出的齒形、孔形精確，強(qiáng)度高，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于大批量的生產(chǎn)與制造，節(jié)約成本，提高效率。請(qǐng)參閱圖2所示，其為本發(fā)明齒形管柱冷鍛成形方法在一個(gè)實(shí)施例中的工藝流程圖。請(qǐng)參閱圖3所示，其為本發(fā)明在一個(gè)實(shí)施例中齒形管柱形狀變化過(guò)程圖。在一個(gè)實(shí)施例中，所述齒形管柱冷鍛成形方法采用冷鍛技術(shù)鍛造管柱毛坯，其工藝步驟為步驟210 :下料。采用圓盤(pán)鋸精確下料，毛坯重量波動(dòng)為±0. 5g，圖3 Ca)為下料工序得到的坯料棒材形狀。步驟220 :反擠孔。所述反擠孔是將下料后的坯料棒材放入反擠壓模具的模腔中進(jìn)行反擠壓以形成具有桶狀盲孔的圓柱體坯料，同時(shí)保證孔的壁厚差Λ d < O. 3mm。由于是 在模腔內(nèi)成形，因此可以保證坯料內(nèi)孔對(duì)外圓的同軸度。圖3 (b)為反擠工序得到的產(chǎn)品形狀。由于反擠內(nèi)孔的金屬材料通過(guò)流動(dòng)形成桶狀盲孔，反擠孔后的棒材軸向加長(zhǎng)，因此降低了材料損耗。步驟230 :擠齒擠孔。所述擠齒擠孔是對(duì)反擠孔后得到的具有桶狀盲孔的圓柱體坯料放入擠齒擠孔模具中進(jìn)行擠齒，鐓粗和擠孔，以形成具有直徑大小不同一端為錐形孔、另一端為桶狀盲孔的圓柱體以及它們之間的過(guò)渡段的鍛坯，其中所述錐形孔底部帶有面齒。本發(fā)明中在對(duì)坯料棒材擠齒擠孔時(shí)，擠齒，鐓粗和擠孔三道工序合一，在鐓粗臺(tái)階時(shí)將錐孔擠出，同時(shí)也帶出錐孔底部的面齒，節(jié)約成本，縮短生產(chǎn)周期，相對(duì)于傳統(tǒng)的切削加工節(jié)約成本，提高效率。圖3 (C)為將擠齒擠孔工序得到的產(chǎn)品形狀。在所述步驟210之后，步驟220之前還包括退火工序，拋丸工序和潤(rùn)滑處理工序。退火目的是軟化棒材，降低棒材硬度，消除殘余應(yīng)力，穩(wěn)定尺寸，減少變形與裂紋傾向，細(xì)化晶粒，調(diào)整組織，消除組織缺陷。拋丸的目的是對(duì)坯料棒材進(jìn)行表面清理，增加坯料棒材內(nèi)部的錯(cuò)位密度，提高棒材強(qiáng)度。在所述步驟220之后，步驟230之前還包括拋丸工序和潤(rùn)滑處理工序。在步驟230擠齒擠孔后，對(duì)所得管柱坯料進(jìn)行了正火處理以提高管柱坯料的機(jī)械性能。綜上所述，本發(fā)明的齒形管柱冷鍛成形方法，首先下料后退火，拋丸，潤(rùn)滑處理，再反擠孔，反擠孔后再進(jìn)行拋丸，潤(rùn)滑處理，然后再擠齒、鐓粗和擠孔三道工序合一一次成形，最后進(jìn)行正火處理。本發(fā)明工藝中擠齒擠孔一次成形，在反擠孔成形好后的基礎(chǔ)上以孔定位來(lái)擠錐形孔和錐形孔底面的面齒，達(dá)到擠齒、鐓粗、擠孔三道工序合一的效果，相對(duì)于傳統(tǒng)的切削加工節(jié)約材料，縮短生產(chǎn)周期，相對(duì)于傳統(tǒng)的切削加工節(jié)約成本，提高效率。請(qǐng)參閱圖4所示，其為本發(fā)明中的進(jìn)行擠齒擠孔工序的擠齒擠孔模具結(jié)構(gòu)示意圖。圖中所述擠齒擠孔模具包括沖頭導(dǎo)向套410，裝配在沖頭導(dǎo)向套410中的齒形沖頭420，下模導(dǎo)向套430，下模440，第一下模模芯450，第二下模模芯460，所述齒形沖頭420與沖頭導(dǎo)向套410組合成一個(gè)整體沖頭；所述沖頭導(dǎo)向套410設(shè)于所述下模440內(nèi)；所述沖頭420為圓錐體狀，其端部為齒狀結(jié)構(gòu)；所述沖頭420伸出沖頭導(dǎo)向套410 —定距離。所述第一下模模芯450和第二下模模芯460之間采用間隙配合，使得擠壓過(guò)程中第一下模模芯450能在第二下模模芯460中進(jìn)行橫向細(xì)微的滑動(dòng)。所述第一下模模芯450和第二下模模芯460之間的間隙小于O. 1mm。擠齒擠孔模具進(jìn)行擠齒擠孔工序的過(guò)程如下將齒形沖頭420裝配到?jīng)_頭導(dǎo)向套410中，組合成一個(gè)整體沖頭，再利用沖頭導(dǎo)向套410與下模導(dǎo)向套430導(dǎo)向擠壓，將反擠管柱坯料的反擠孔套在第一下模模芯450上，以進(jìn)行校正坯料位置，以反擠孔定位來(lái)擠出錐形孔和面齒，這樣在該工序中形成坯料的孔口不會(huì)出現(xiàn)由于孔口壁厚較薄而產(chǎn)生開(kāi)裂現(xiàn)象。由于反擠有壁厚差，擠壓過(guò)程中第一下模模芯450容易受到橫向的力而折斷，于是在設(shè)計(jì)此模具時(shí)，第一下模模芯450與第二下模模芯460之間采用間隙配合，擠壓過(guò)程中第一下模模芯450可以在第二下模 模芯460進(jìn)行橫向細(xì)微的滑動(dòng),讓第一下模模芯450來(lái)適合反擠管柱坯料的壁厚差，從而減小第一下模模芯450在擠壓過(guò)程中承載的力，提高模具壽命。上述說(shuō)明已經(jīng)充分揭露了本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。需要指出的是，熟悉該領(lǐng)域的技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
所做的任何改動(dòng)均不脫離本發(fā)明的權(quán)利要求書(shū)的范圍。相應(yīng)地，本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍也并不僅僅局限于前述具體實(shí)施方式
。
權(quán)利要求
1.一種齒形管柱冷鍛成形方法，其采用冷鍛技術(shù)鍛造管柱毛坯，其包括下料，反擠孔和擠齒擠孔，所述反擠孔是對(duì)下料后的毛坯進(jìn)行反擠壓以形成具有桶狀盲孔的圓柱體坯料，其特征在于 所述擠齒擠孔是將所述具有桶狀盲孔的圓柱體坯料放入擠齒成形模具中，通過(guò)對(duì)所述具有桶狀盲孔的圓柱體坯料的實(shí)體端進(jìn)行擠齒、鐓粗和擠孔以形成具有直徑大小不同一端為錐形孔、另一端為桶狀盲孔的圓柱體以及它們之間的過(guò)渡段的鍛坯，所述錐形孔底部帶有面齒。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的齒形管柱冷鍛成形方法，其特征在于所述下料工序之后，反擠孔工序之前還包括退火，拋丸和潤(rùn)滑處理工序， 所述反擠孔工序之后，擠齒擠孔工序之前還包括拋丸和潤(rùn)滑處理工序。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的齒形管柱冷鍛成形方法，其特征在于所述下料工序采用圓盤(pán)鋸精確下料，毛坯重量波動(dòng)為±0. 5g。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的齒形管柱冷鍛成形方法，其特征在于所述反擠孔的壁厚差Δ d < O. 3mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的齒形管柱冷鍛成形方法，其特征在于進(jìn)行擠齒擠孔工序的擠齒擠孔模具包括沖頭導(dǎo)向套，裝配在沖頭導(dǎo)向套中的齒形沖頭，下模導(dǎo)向套，下模，第一下模模芯和第二下模模芯，所述齒形沖頭與沖頭導(dǎo)向套組合成一個(gè)整體沖頭結(jié)構(gòu)，所述下模導(dǎo)向套圍成的下模腔呈由上至下呈直徑遞減的桶狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的齒形管柱冷鍛成形方法，其特征在于所述第二下模模芯設(shè)置于第一下模模芯的四周，并與第一下模模芯米用間隙配合。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的齒形管柱冷鍛成形方法第一，其特征在于所述第一下模模芯和第二下模模芯之間的間隙< O. 1_，使得擠壓過(guò)程中第一下模模芯能在第二下模模芯中進(jìn)行橫向細(xì)微的滑動(dòng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的齒形管柱冷鍛成形方法，其特征在于所述擠齒擠孔工序包括擠齒、繳粗和擠孔， 將所述具有桶狀盲孔的反擠圓柱體坯料放入下模腔中，利用沖頭導(dǎo)向套與下模導(dǎo)向套導(dǎo)向擠壓，將反擠圓柱體坯料的盲孔套在第一下模模芯上； 所述齒形沖頭向下運(yùn)動(dòng)壓向圓柱體坯料的實(shí)體端部，圓柱體坯料受力增加，在圓柱體坯料受力增大的情況下，所述齒形沖頭沖進(jìn)圓柱體坯料中進(jìn)而形成一錐形孔，同時(shí)錐形孔外沿的坯料金屬順著沖頭的錐度向上流動(dòng)，使得圓柱體坯料加長(zhǎng)，鐓粗，此時(shí)齒形沖頭端部的齒面使得錐形孔底部成形有面齒。
9.一種擠齒擠孔模具，其特征在于其用于對(duì)下料，反擠孔后得到的具有桶狀盲孔的圓柱體坯料進(jìn)行擠齒擠孔以形成具有直徑大小不同一端為錐形孔、另一端為桶狀盲孔的圓柱體以及它們之間的過(guò)渡段的鍛坯，所述錐形孔底部帶有面齒，所述擠齒擠孔模具包括沖頭導(dǎo)向套，裝配在沖頭導(dǎo)向套中的齒形沖頭，下模導(dǎo)向套，下模，第一下模模芯和第二下模模芯，所述齒形沖頭與沖頭導(dǎo)向套組合成一個(gè)整體沖頭結(jié)構(gòu)，所述下模導(dǎo)向套圍成的下模腔呈由上至下呈直徑遞減的桶狀。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的擠齒擠孔模具，其特征在于使用所述擠齒擠孔模具進(jìn)行擠齒擠孔工序包括擠齒，繳粗和擠孔，將所述具有桶狀盲孔的反擠圓柱體坯料放入下模腔中，利用沖頭導(dǎo)向套與下模導(dǎo)向套導(dǎo)向擠壓，將反擠圓柱體坯料的盲孔套在第一下模模芯上； 所述齒形沖頭向下運(yùn)動(dòng)壓向圓柱體坯料的實(shí)體端部，圓柱體 坯料受力增加，在圓柱體坯料受力增大的情況下，所述齒形沖頭沖進(jìn)圓柱體坯料中進(jìn)而形成一錐形孔，同時(shí)錐形孔外沿的坯料金屬順著沖頭的錐度向上流動(dòng)，使得圓柱體坯料加長(zhǎng)，鐓粗，此時(shí)齒形沖頭端部的齒面使得錐形孔底部成形有面齒。
全文摘要
本發(fā)明提供一種齒形管柱冷鍛成形方法，其包括下料，反擠孔，擠齒擠孔和正火處理，所述反擠孔是對(duì)下料后的毛坯進(jìn)行反擠壓以形成具有桶狀盲孔的圓柱體坯料；所述擠齒擠孔將所述具有桶狀盲孔的圓柱體坯料放入擠齒成形模具中，通過(guò)對(duì)所述具有桶狀盲孔的圓柱體坯料的實(shí)體端進(jìn)行擠齒、鐓粗和擠孔一次成形以形成具有直徑大小不同一端為錐形孔、另一端為桶狀盲孔的圓柱體以及它們之間的過(guò)渡段的鍛坯，所述錐形孔底部帶有面齒。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用冷鍛工藝鍛造管柱毛坯，相對(duì)于傳統(tǒng)的切削加工節(jié)約材料，鍛造出的齒形、孔形精確，強(qiáng)度高，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于大批量的生產(chǎn)與制造，節(jié)約成本，提高效率。
文檔編號(hào)B21J13/02GK102909300SQ201210401099
公開(kāi)日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月19日
發(fā)明者蔡冰, 黃榮, 朱亞萍, 季成 申請(qǐng)人:鹽城理研精密鍛造有限公司