專利名稱：一種礦用釬頭坯體熱沖孔成型模具及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬成型用模具及其應(yīng)用，進(jìn)一步地說，是涉及一種礦用釬頭坯體熱沖孔成型模具及其應(yīng)用。
沖壓成型是金屬制品成型的一種常用方式。礦用釬頭坯體就是使用這種成型方式進(jìn)行熱沖孔成型的。熱沖孔成型是將加熱到所需溫度的毛坯放入凹模中，利用沖壓機(jī)的沖頭帶動凸模沖壓凹模中的毛坯，使之成型為所需形狀結(jié)構(gòu)的金屬制品。在此沖壓過程中，強(qiáng)大的沖擊和摩擦?xí)雇鼓?、凹模及金屬坯料產(chǎn)生瞬間高溫。由于金屬材料在高溫下會產(chǎn)生熱膨脹等物理及相態(tài)變化，從而降低模具的抗沖擊強(qiáng)度及模具的尺寸穩(wěn)定性，影響成品合格率。同時也給成型制品的脫模帶來困難。所以模具的冷卻是很必要的。現(xiàn)有技術(shù)中常用的冷卻方法是在每次或幾次沖壓后，將凸模進(jìn)入冷卻液，進(jìn)行冷卻。這種方法使凸模在工作時常處于驟冷驟熱的狀態(tài)，不僅影響了模具的尺寸精度，更大大降低了其使用壽命。而且這種冷卻方式不能保證連續(xù)生產(chǎn)，影響成品的脫模速度，從而導(dǎo)致生產(chǎn)效率低。
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種礦用釬頭坯體熱沖孔成型模具。其利用循環(huán)冷卻液對模具進(jìn)行冷卻，保證了模具尺寸精度，延長模具使用壽命，使成品易于脫模，大大提高了生產(chǎn)效率。
本發(fā)明提供的一種熱沖孔成型模具，包括凸模、凹模及模具緊固件，其中模具緊固件包括凸模緊固件和凹模緊固件。其特征在于a.凸模的上端面中心向下開有底端封閉的豎直槽，該槽可用于通冷卻液。凸模的上端面壓有一平板，平板上對應(yīng)于凸模上端面上豎直槽槽口的位置有一通孔，通孔壁上向外開有通槽。從外界通過平板的通孔向凸模的豎直槽內(nèi)插入進(jìn)液管，進(jìn)液管與豎直槽的槽壁和槽底之間留有間隙。冷卻液從該進(jìn)液管進(jìn)入凸模內(nèi)的豎直槽，并沿進(jìn)液管與豎直槽的間隙上升，充滿豎直槽。之后冷卻液再上升通過壓板通孔進(jìn)入通槽排出凸模。冷卻液通過如此循環(huán)起到對凸模冷卻的作用，在凸模沖壓過程中能夠保持凸模恒溫，保證其尺寸精度。
b.凹模分為模套和模具。模具中心為型腔，型腔的結(jié)構(gòu)形狀為制品的外部結(jié)構(gòu)形狀。模套為中空的筒狀結(jié)構(gòu)，并將模具套在其間。模具外壁與模套內(nèi)壁的形狀結(jié)構(gòu)相吻合，兩者之間為緊密配合。在模套的內(nèi)壁上，環(huán)繞模具開有冷卻液通槽，在模套內(nèi)壁與外壁之間分別開有進(jìn)液槽和出液槽，進(jìn)液槽和出液槽均與冷卻液通槽相通。冷卻液通過模套上的進(jìn)液槽進(jìn)入冷卻液通槽，環(huán)繞模具，對模具進(jìn)行冷卻，然后再經(jīng)過出液槽排出。如此循環(huán)可使模具及模具內(nèi)的坯料在沖壓過程中保持恒溫，保證模具精度并使成品易于脫模。
本發(fā)明的熱沖孔成型模具，其特征還在于本發(fā)明沖壓模具的凸模分為上下兩部分，凸模上部分套在凸模緊固件中，下部分的外形與制品所需的內(nèi)部形狀相一致。
在所述凹模模套上的冷卻液通槽內(nèi)，冷卻液通槽分別與進(jìn)液槽和出液槽相通的進(jìn)液口和出液口之間，設(shè)有隔斷。這樣可使新鮮冷卻液與過熱冷卻液隔開，不會相互混合，以保證冷卻效果。
本發(fā)明凹模模套的內(nèi)壁為上窄下寬的錐筒結(jié)構(gòu)，凹模模具的外壁為上窄下寬的楔狀結(jié)構(gòu)。由此的楔狀配合，使模套與模具在由上向下的沖擊中，不發(fā)生松動，以保證模具定位的穩(wěn)定性。而且模套與模具間的這種楔狀緊密配合，使得冷卻水槽得以密封。模套的進(jìn)出水槽槽口與外接的進(jìn)出水管為螺紋連接，以保證密封。
該沖壓模具的凸模緊固件分為上緊固件和下緊固件，上緊固件為上端密封的筒狀結(jié)構(gòu)，其頂部與沖壓機(jī)的沖頭固定連接。下緊固件為中空筒狀結(jié)構(gòu)，凸模套在下緊固件內(nèi)，凸模平板夾在上緊固件與凸模之間。凸模平板與緊固件和凸模的接觸平面具有高的光潔度。上緊固件套在下緊固件的外面，并與下緊固件之間為螺紋式連接。當(dāng)上、下緊固件旋緊之后，凸模及凸模上的平板被牢牢緊固在其間。上緊固件筒內(nèi)圓周大于凸模平板外周，平板外緣與上緊固件筒狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁間形成環(huán)形通槽，上緊固件內(nèi)壁與外壁之間開有進(jìn)液槽和出液槽，進(jìn)液槽與凸模平板通孔外口相通，出液槽與環(huán)形通槽相通。當(dāng)凸模固定在緊固件中時，進(jìn)液管可從上緊固件的進(jìn)液槽插入，并通過凸模壓板上的通孔，插進(jìn)凸模的冷卻液槽。從凸模冷卻液槽出來的冷卻液經(jīng)平板通槽流入環(huán)形通槽，并從與環(huán)形通槽相通的上緊固件的出液槽排出。
凸模緊固件的下緊固件內(nèi)壁為上寬下窄的錐筒結(jié)構(gòu)，凸模套在下緊固件內(nèi)的部分為與下緊固件內(nèi)壁形狀結(jié)構(gòu)相吻合的、上寬下窄的楔狀結(jié)構(gòu)，其兩者之間為緊密配合。由于凸模與下緊固件之間的楔狀配合，當(dāng)上、下緊固件旋的越緊時，凸模楔入下緊固件也越緊。由此使得凸模在連續(xù)沖壓下也不會松動，保證了凸模的定位穩(wěn)定及準(zhǔn)確性。因冷卻液在凸模與緊固件中為自由流動，無壓力，而且由于此楔狀緊密配合及上下緊固件間的螺紋緊密配合，加上平板與凸模和緊固件的接觸面的高光潔度，使得在凸模與緊固件內(nèi)部流動的冷卻液得以密封。
本發(fā)明沖壓模具的凹模緊固件分為上夾板和下夾座，兩者之間固定有凹模。下夾座上對應(yīng)于凹模模具的位置為通槽，通槽中設(shè)有一活塊，活塊上開有一通孔。活塊上端面大于凹模模具的下端面，并與之相貼。該活塊可通過抽動或搖把搖動等方式在下夾座的通槽中的兩個固定位置間作往復(fù)運(yùn)動。當(dāng)凸模向凹模沖擊時，活塊處于其中一個固定位置，使得模具型腔對應(yīng)于活塊上端面的通孔以外的平面，以便于模具型腔中坯料的成型；當(dāng)沖擊完畢，坯料成型后，將活塊處于另一個固定位置，使活塊的通孔與模具型腔處于同一中心軸線，成品脫模并從活塊的通孔中掉出。采用這種脫模方式，可保證連續(xù)生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率。在成品脫模時，為使成品順利從活塊通孔中掉出，同時防止模具脫掉，活塊通孔橫截面上的圓周大于模具下端面上其型腔的外緣，小于在此接觸面上模具外壁的外緣。
本發(fā)明沖孔模具冷卻循環(huán)用的冷卻液為冷卻水或其他通用冷卻介質(zhì)。冷卻液可通過液泵進(jìn)行循環(huán)。
本發(fā)明的熱沖孔成型模具可用于各種沖擊成型的金屬制品，特別是礦山用沖擊鉆的釬頭坯體等。當(dāng)本發(fā)明的模具用于釬頭坯體的熱沖孔成型時，凸模、凹模相關(guān)部分的結(jié)構(gòu)形狀為釬頭褲體所需的形狀。
本發(fā)明所提供的礦用釬頭坯體熱沖孔成型模具由于在模具中設(shè)計循環(huán)冷卻液回路，模具在沖壓過程中能夠保持穩(wěn)定溫度，從而使得該模具具有比現(xiàn)有技術(shù)中的模具長十倍多的使用壽命，并保證了較高的尺寸穩(wěn)定性，成品合格率可達(dá)99％以上。此外，使用本發(fā)明的沖壓模具，沒有繁復(fù)的冷卻工序，成品也易于脫模，大大保證了生產(chǎn)連續(xù)性，有效提高生產(chǎn)效率。
下面結(jié)合附圖進(jìn)一步描述本發(fā)明的技術(shù)方案。


圖1模具裝配示意2凹模A-A剖視3凹模夾座俯視圖本發(fā)明熱沖孔成型模具如圖1所示，包括凸模9、凹模17及模具緊固件。其中模具緊固件包括凸模緊固件和凹模緊固件。其中
本發(fā)明沖壓模具的凸模9分為上下兩部分，凸模上部分套在凸模緊固件中，下部分的外形與制品所需的內(nèi)部形狀相一致。凸模9的上端面中心向下開有底端封閉的豎直槽21，該槽可用于通冷卻液。凸模9的上端面壓有一平板7，平板7上對應(yīng)于凸模上端面上豎直槽槽口的位置有一通孔4，通孔壁上向外開有通槽3。
該沖壓模具的凸模緊固件分為上緊固件5和下緊固件8。上緊固件5為上端密封的筒狀結(jié)構(gòu)，其頂部與沖壓機(jī)的沖頭固定連接。下緊固件8為中空筒狀結(jié)構(gòu)，凸模9套在下緊固件8內(nèi)。下緊固件8內(nèi)壁可以為上寬下窄的錐筒結(jié)構(gòu)，凸模9套在下緊固件內(nèi)的部分為與下緊固件內(nèi)壁形狀結(jié)構(gòu)相吻合的、上寬下窄的楔狀結(jié)構(gòu)，其兩者之間為緊密配合。上緊固件5套在下緊固件8的外面，并與下緊固件之間為螺紋式連接。當(dāng)上、下緊固件旋緊之后，凸模9及凸模上的平板7被牢牢緊固在其間。凸模平板7與凸模緊固件和凸模9的接觸平面具有高的光潔度。上緊固件5筒內(nèi)圓周大于凸模平板7外周，平板7外緣與上緊固件5筒狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁間形成環(huán)形通槽2，上緊固件5內(nèi)壁與外壁之間開有進(jìn)液槽6和出液槽1，進(jìn)液槽6與凸模平板通孔4外口相通，出液槽1與環(huán)形通槽2相通。當(dāng)凸模9固定在緊固件中時，有一進(jìn)液管從上緊固件5的進(jìn)液槽6通過平板7的通孔4插入凸模9的豎直槽21，進(jìn)液管與豎直槽21的槽壁和槽底之間留有間隙。冷卻液從該進(jìn)液管進(jìn)入凸模內(nèi)的豎直槽21，并沿進(jìn)液管與豎直槽的間隙上升，充滿豎直槽。之后冷卻液再上升通過平板通孔4進(jìn)入通槽3，并從通槽3進(jìn)入環(huán)形通槽2，再通過與環(huán)形通槽2相通的上緊固件5的出液槽1排出。由此對凸模9進(jìn)行冷卻。
如圖1所示，本發(fā)明沖壓模具的凹模17分為模套11和模具20。模具20中心為型腔19，型腔19的結(jié)構(gòu)形狀為所需制品的外部結(jié)構(gòu)形狀。模套11為中空的筒狀結(jié)構(gòu)，并將模具20套在其間。模具20外壁與模套1內(nèi)壁的形狀結(jié)構(gòu)相吻合，模套11的內(nèi)壁可以為上窄下寬的錐筒結(jié)構(gòu)，凹模模具20的外壁則為上窄下寬的楔狀結(jié)構(gòu)，兩者之間為緊密配合。
如圖1、2所示，在模套11的內(nèi)壁上，環(huán)繞模具20開有冷卻液通槽13。模套11內(nèi)壁與外壁之間分別開有進(jìn)液槽12和出液槽18，進(jìn)液槽12和出液槽18均與冷卻液通槽13相通。冷卻液環(huán)繞模具20，對模具進(jìn)行冷卻。冷卻液通槽13內(nèi)，其分別與進(jìn)液槽12和出液槽18相通的進(jìn)液口24和出液口22之間，設(shè)有隔斷23。
本發(fā)明沖壓模具的凹模緊固件分為上夾板10和下夾座14，兩者之間固定有凹模17。如圖3所示，下夾座14上對應(yīng)于凹模模具20的位置為通槽16，通槽16中設(shè)有一活塊15，活塊15上開有一通孔25?；顗K15上端面大于凹模模具20的下端面，并與之相貼。該活塊15在下夾座14的通槽16中的兩個固定位置間作往復(fù)運(yùn)動。當(dāng)凸模9向凹模17沖擊時，活塊15處于其中一個固定位置，使得模具型腔19對應(yīng)于活塊15上端面的通孔25以外的平面，以便于模具型腔19中坯料的成型；當(dāng)沖擊完畢，坯料成型后，將活塊15處于另一個固定位置，使活塊的通孔25與模具型腔19處于同一中心軸線，成品脫模并從活塊的通孔25中掉出。在成品脫模時，為使成品順利從活塊通孔25中掉出，同時防止模具20脫掉，活塊通孔25橫截面上的圓周大于模具下端面上其型腔19的外緣，小于在此接觸面上模具20外壁的外緣。
權(quán)利要求
1.一種礦用釬頭坯體熱沖孔成型模具，包括凸模[9]、凹模[17]及模具緊固件，其中模具緊固件包括凸模緊固件和凹模緊固件，其特征在于a.凸模[9]的上端面中心向下開有底端封閉的豎直槽[21]，凸模[9]的上端面壓有一平板[7]，平板[7]上對應(yīng)于凸模上端面上豎直槽槽口的位置有一通孔[4]，通孔壁上向外開有通槽[3]；b.凹模[17]分為模套[11]和模具[20]，模具[20]中心為型腔[19]，模套[11]為中空的筒狀結(jié)構(gòu)，將模具[20]套在其間，模具外壁與模套內(nèi)壁的形狀結(jié)構(gòu)相吻合，兩者之間為緊密配合，在模套[11]的內(nèi)壁上，環(huán)繞模具[20]開有冷卻液通槽[13]，在模套內(nèi)壁與外壁之間分別開有進(jìn)液槽[12]和出液槽[18]，進(jìn)液槽[12]和出液槽[18]均與冷卻液通槽[13]相通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱沖孔成型模具，其特征在于在所述凹模模套[11]上的冷卻液通槽[13]內(nèi)，冷卻液通槽[13]分別與進(jìn)液槽[12]和出液槽[18]相通的進(jìn)液口[24]和出液口[22]之間，設(shè)有隔斷[23]。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱沖孔成型模具，其特征在于所述的凹模模套[11]的內(nèi)壁為上窄下寬的錐筒結(jié)構(gòu)，凹模模具[20]的外壁為上窄下寬的楔狀結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱沖孔成型模具，其特征在于所述的凸模緊固件分為上緊固件[5]和下緊固件[8]，上緊固件[5]為上端密封的筒狀結(jié)構(gòu)，下緊固件[8]為中空筒狀結(jié)構(gòu)，上緊固件套在下緊固件的外面，并與下緊固件之間為螺紋式連接，凸模[9]套在下緊固件[8]內(nèi)，凸模平板[7]夾在上緊固件[5]與凸模[9]之間；上緊固件[5]筒內(nèi)圓周大于凸模平板[7]外周，平板[7]外緣與上緊固件[5]筒狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁間形成環(huán)形通槽[2]，上緊固件內(nèi)壁與外壁之間開有進(jìn)液槽[6]和出液槽[1]，進(jìn)液槽[6]與凸模平板通孔[4]外口相通，出液槽[1]與環(huán)形通槽[2]相通。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的熱沖孔成型模具，其特征在于從所述的凸模上緊固件[5]的進(jìn)液槽[6]插入一進(jìn)液管，并通過凸模平板[7]上的通孔[4]，插進(jìn)凸模的冷卻液槽[21]，進(jìn)液管與冷卻液槽的槽壁及槽底間留有間隙。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的熱沖孔成型模具，其特征在于所述的凸模緊固件的下緊固件[8]內(nèi)壁為上寬下窄的錐筒結(jié)構(gòu)，凸模[9]套在下緊固件內(nèi)的部分為與下緊固件內(nèi)壁形狀結(jié)構(gòu)相吻合的、上寬下窄的楔狀結(jié)構(gòu)，其兩者之間為緊密配合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱沖孔成型模具，其特征在于所述的凹模緊固件分為上夾板[10]和下夾座[14]，兩者之間固定有凹模[17]；下夾座[14]上對應(yīng)于凹模模具[20]的位置為通槽[16]，通槽[16]中設(shè)有一活塊[15]，活塊[15]上開有一通孔[25]，活塊[15]上端面大于凹模模具[20]的下端面，并與之相貼，活塊通孔[25]橫截面上的圓周大于模具下端面上其型腔[19]的外緣，小于在此接觸面上模具[20]外壁的外緣；該活塊[15]在下夾座[14]的通槽[16]中的兩個固定位置間作往復(fù)運(yùn)動，當(dāng)活塊處于其中一個固定位置時，模具型腔[19]對應(yīng)于活塊上端面的通孔[25]以外的平面，當(dāng)其處于另一個固定位置時，模具型腔[19]與活塊的通孔[25]處于同一中心軸線。
8.根據(jù)權(quán)利要求1～7之任一項所述的礦用釬頭坯體熱沖孔成型模具在釬頭坯體熱沖孔成型方面的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明提供的一種礦用釬頭坯體熱沖孔成型模具。由于在模具的凸模和凹模中設(shè)計有循環(huán)冷卻液回路,模具在沖壓過程中能夠保持穩(wěn)定的溫度,使得該模具具有較長的使用壽命,可為普通模具的十倍之多;同時該模具具有較高的尺寸穩(wěn)定性,成品合格率可達(dá)99%以上;而且由于該種冷卻方式使得成品易于脫模,從而能夠大大保證了生產(chǎn)連續(xù)性,有效提高生產(chǎn)效率。
文檔編號B21D28/24GK1376548SQ0110991
公開日2002年10月30日 申請日期2001年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月23日
發(fā)明者趙慶法, 陳慶方, 吳東列 申請人:臺州市冶金工具廠