一种用于冷镦的组合模具的制作方法

1.本实用新型涉及冷镦技术领域，具体涉及一种用于冷镦的组合模具。


背景技术：

2.本部分提供了与本技术相关的背景信息，这些信息并不必然构成现有技术。
3.冷镦工艺是利用金属的自身形变，对金属在模具中进行外力施压，从而形成所需外形的工件或毛坯的加工工艺，冷镦工艺常用于加工螺杆、螺栓、螺钉等带杆帽的杆件，通过加压机或冷镦机，将金属在不同的模具中加工成型。
4.一种如图1a和图1b所示的异形件100，该异形件100在材质方面主要采用导电性和耐腐蚀性较好的3系、6系铝及t2铜。该异形件100的端面a上设置有十字型的第一内凹槽101和两个第二内凹槽102，两个第二内凹槽102设置在第一内凹槽101的两侧；该异形件100的端面b上设置有第三内凹槽103，第三内凹槽103的槽底面的中部设置有圆柱型的第一凸起104，该第一凸起104的高度大于第三内凹槽103的深度；该异形件100的外侧壁上设置有两个第二凸起105。该异形件100可作为连接件使用。由于该异形件100的结构复杂，目前制备该异形件100的加工方法主要为压铸、油压和cnc，但这三种加工方法存在如下技术问题：
5.1.采用压铸工艺制备该异形件100则产品精度无法达到 /-0.05mm的公差(压铸工艺制备的产品精度最高只能达到 /-0.1mm的公差)，并且外观方面无法满足，会有披锋及模具分型结合线等，另外压铸工艺在材料方面主要采用粉末材料会降低该异形件100的导电性和耐腐蚀性；
6.2.cnc加工工艺或油压成型加工工艺的加工精度均能够达到要求，但同时均存在效率低、产能低、加工成本非常高、废料多、材料利用率低、人员及设备投入大、占用机台多等问题。


技术实现要素：

7.为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于冷镦的组合模具，该冷镦的组合模具适用于制备所述异形件以及和所述异形件结构类似的工件。所述组合模具在冷镦工艺中使用，采用所述组合模具和冷镦工艺制备所述异形件能在满足加工精度的同时显著提升生产效率。
8.本实用新型的技术方案为：一种用于冷镦的组合模具，包括上模具和下模具，所述上模具位于所述下模具的正上方，所述上模具的底端面和所述下模具的顶端面之间存在间隙，所述间隙用于放置待冷镦加工的粗胚体。
9.所述上模具包括上模套和上模芯，所述上模套包括第一中心孔，所述第一中心孔竖直贯穿所述上模套，所述上模芯的底端由所述第一中心孔位于所述上模套的顶端面的孔口进入所述第一中心孔，在进行冷镦加工时，所述上模芯的底端沿所述第一中心孔方向移动并且由所述第一中心孔位于所述上模套的底端面的孔口顶出。
10.所述下模具包括下模套和下模芯，所述下模套包括第二中心孔，所述第二中心孔
竖直贯穿所述下模套，所述下模芯的顶端由所述第二中心孔位于所述下模套的底端面的孔口进入所述第二中心孔，在进行冷镦加工时，所述下模芯的顶端沿所述第二中心孔方向移动并且由所述第二中心孔位于所述下模套的顶端面的孔口顶出。
11.并且所述第一中心孔和所述第二中心孔均起到了导向孔的作用。
12.在一实施例中，所述第一中心孔的中心线和所述第二中心孔的中心线重合。
13.所述上模芯为柱型，所述上模芯的底端面设置有环形凸起和容纳凹槽，所述容纳凹槽设置在所述环形凸起的内孔处。
14.所述下模芯为柱型，所述下模芯的顶端面设置有十字型凸起和若干个柱形凸起，若干个所述柱形凸起设置在十字型凸起的两侧。
15.在一实施例中，所述上模芯和所述下模芯均为钨钢材料模塑成型。根据待加工件的材料，钨钢材料也可以更换为铁、铝合金等其他金属材料。
16.在一实施例中，所述上模套的底端面上设置有若干凸起的固定块，若干所述固定块绕所述第一中心孔位于所述上模套的底端面的孔口周向设置，所述下模套的底端面设置有与所述固定块一一配合的固定凹槽。通过所述固定块和所述固定凹槽的配合连接实现所述上模套和所述下模套的连接。
17.相对于现有技术，所述组合模具能用于冷镦加工，使用该组合模具能获得优异的加工精度和加工效率。
附图说明
18.附图对本实用新型作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本实用新型的任何限制。
19.图1a和图1b为异形件的结构示意图；
20.图2为粗胚体的剖视图和异形件的剖视图的对比示意图；
21.图3为异形件冲压加工前后的对比示意图；
22.图4为组合模具加工粗胚体的示意图
23.图5为组合模具的爆炸图
24.图6为下模芯的结构示意图；
25.图7a为下模芯的半剖视图；
26.图7b为下模芯的仰视图。
27.其中，附图标记为：100.异形件；101.第一内凹槽；102.第二内凹槽；103.第三内凹槽；104.第一凸起；105.第二凸起；200.上模具；201.上模套；202.上模芯；203.第一中心孔；204.固定块；205.环形凸起；206.容纳凹槽；300.下模具；301.下模套；302.下模芯；303.第二中心孔；304.固定凹槽；305.十字型凸；306.柱形凸起；400.粗胚体；500.夹持部。
具体实施方式
28.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
29.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体地限定。
30.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
31.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
32.本实施例提供一种组合模具，所述组合模具在冷镦工艺中使用时能制备如图1a和图1b所示的异形件100，所述异形件100又被称为“铝钉”，所述异形件100可作为连接件使用。所述异形件100的端面a的上设置有十字型的第一内凹槽101和两个第二内凹槽102，第一内凹槽101位于所述异形件100的端面a的中部，两个第二内凹槽102对称设置在第一内凹槽101的两侧。所述异形件100的端面b上设置有第三内凹槽103，第三内凹槽103的槽底面的中部设置有圆柱型的第一凸起104，该第一凸起104的高度大于第三内凹槽103的深度。所述异形件100的外侧壁上设置有两个第二凸起105，两个第二凸起105以异形件100的中心线为轴对称设置。所述异形件100的中心线、第一内凹槽101的中心线、第三内凹槽103的中心线、第一凸起104的中心线重合。
33.如图2所示，粗胚体400依次经过冷镦加工成型和冲压加工形成所述异形件100。使用本实施例提供的组合模具对粗胚体400进行冷镦加工成型得到所述异形件100的半成品，如图3所示，所述异形件100的半成品包括所述异形件100以及和所述异形件100一体连接的夹持部500，所述异形件100的半成品再经过冲压加工使得所述异形件100和所述夹持部500分离。所述夹持部500为环形薄材结构，粗胚体400的侧壁上也一体连接有夹持部500，夹持部500的作用在于方便夹持设备例如机械手夹持所述粗胚体400，从而能移动所述粗胚体400并且能将所述粗胚体400固定在冷镦加工的工位上。
34.本实施例提供的用于冷镦的组合模具包括上模具200和下模具300，所述上模具200位于所述下模具300的正上方，所述上模具200的底端面和所述下模具300的顶端面之间存在间隙，所述间隙用于放置待冷镦加工的所述粗胚体400。
35.如图4-5所示，所述上模具200包括上模套201和上模芯202，所述上模套201包括第一中心孔203，所述第一中心孔203竖直贯穿所述上模套200，所述上模芯202的底端由所述
第一中心孔203位于所述上模套201的顶端面的孔口进入所述第一中心孔203，在进行冷镦加工时，所述上模芯202的底端沿所述第一中心孔203方向移动并且由所述第一中心孔203位于所述上模套201的底端面的孔口顶出。所述下模具300包括下模套301和下模芯302，所述下模套301包括第二中心孔303，所述第二中心孔303竖直贯穿所述下模套301，所述下模芯302的顶端由所述第二中心孔303位于所述下模套301的底端面的孔口进入所述第二中心孔303，在进行冷镦加工时，所述下模芯302的顶端沿所述第二中心孔303方向移动并且由所述第二中心孔303位于所述下模套301的顶端面的孔口顶出。所述第一中心孔203的中心线和所述第二中心孔303的中心线重合，待冷镦加工的所述粗胚体400位于所述第一中心孔203位于所述上模套201的底端面的孔口和所述第二中心孔303位于所述下模套301的顶端面的孔口之间。所述上模套200的底端面的四个边角处分别设置有凸起的柱型的固定块204，四个所述固定块204块绕所述第一中心孔203位于所述上模套的底端面的孔口周向设置，所述下模套301的底端面的四个边角处分别设置有固定凹槽304，固定凹槽304和固定块204一一配合链接。通过所述固定块204和所述固定凹槽304的配合连接实现所述上模套201和所述下模套301的连接。
36.如图6所示，所述下模芯302为柱型，所述下模芯302的顶端面设置有十字型凸305起和两个柱形凸起306，两个所述柱形凸起306设置在十字型凸起305的两侧。所述十字型凸起305的中心线和所述下模芯302的中心线重合。
37.如图7a和图7b所示，所述上模芯202为柱型，所述上模芯202的底端面设置有环形凸起205和容纳凹槽206，所述容纳凹槽206设置在所述环形凸起205的内孔处。所述环形凸起205的中心线、所述容纳凹槽206的中心线和所述上模芯202的中心线重合。
38.上模芯202的顶端和驱动装置例如往复式气缸的自由端连接，下模芯302的底端和驱动装置例如往复式气缸的自由端连接。
39.将待冷镦加工的所述粗胚体400移动至所述第一中心孔203位于所述上模套201的底端面的孔口和所述第二中心孔303位于所述下模套301的顶端面的孔口之间，然后对所述粗胚体400进行冷镦加工，此时所述上模芯202的底端由所述第一中心孔203位于所述上模套201的底端面的孔口顶出，同时下模芯302的顶端由所述第二中心孔303位于所述下模套301的顶端面的孔口顶出，所述粗胚体400在竖直方向同时受到下模芯302和下模芯302的挤压而产生塑性变形。下模芯302的顶端在粗胚体400的一个端面上挤压形成所述异形件100的端面a(十字型凸起305形成第一内凹槽101，柱形凸起30形成第二内凹槽102)，同时上模芯202的底端在粗胚体400的另一个端面上挤压形成所述异形件100的端面b(环形凸起205形成第三内凹槽103，容纳凹槽206形成第一凸起104)。所述粗胚体400进行冷镦加工后形成所述异形件100的半成品。
40.使用本实施例提供的组合模具进行冷镦加工制备所述异形件100，能实现优异的加工精度和较高的加工效率。
41.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
42.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技
术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。