CN108436022A - 一种高温合金内六角螺栓冲压优化方法 - Google Patents

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卢世宁
张广
林燚
吴军
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Abstract

本发明公开了一种高温合金内六角螺栓冲压优化方法，包括以下步骤：步骤a：将螺栓的原材料加热融化，然后依次进行下料、镀铜、热镦、退火并形成毛胚杆；步骤b：将步骤a中毛胚杆加热至1100℃并放入下模中。步骤c：需要在上模朝向下模的端面上沿周向可拆卸连接有初冲冲头、精冲冲头和转向手柄；使用初冲冲头、精冲冲头和转向手柄对毛胚杆的头部进行两次镦制处理，即完成内六角孔的加工，制得内六角螺栓；步骤d：利用下模中的顶杆将内六角螺栓从下模中顶出。本方案主要解决了目前内六角螺栓成品率低的问题。

Description

一种高温合金内六角螺栓冲压优化方法
技术领域
本发明属于机械制造领域，特别涉及标准件生产行业中大规格(φ20以上)高温合金热成形，采用冲床改进优化的一种适用装置。
背景技术
在机械制造领域特别是飞机发动机紧固件生产中高温合金材料的使用特别频繁，而大多数高温合金材料的产品为获得更好的疲劳寿命在制造成螺栓的过程中都要求头部采用镦制成形的方式进行加工，大规格(M20以上)的螺栓由于材料本身强度很高，成形比较困难。结合现有制造水平规格M20以上的高温合金内六角螺栓的加工方式通常依次为：下料、镀铜、热镦、退火、钻孔(压内六方之前预钻孔)、冲压(压内六方)、普车(去除内六方孔底铁屑)。
目前，实际加工过程中，这样的工艺路线工序过多而导致生产效率低，装夹次数多，行位公差不易保证，经常出现内六角与螺纹光杆不同心的现象，导致产品报废，因此在保证质量的前提下工序集中优化可以提高生产效率。此发明是冲床在高温合金内六角螺栓生产中的改进优化，既可提高生产率，又使产品质量得以提高，解决了以上难题，简捷高效。
发明内容
本发明意在提供一种高温合金内六角螺栓冲压优化方法，以解决目前内六角螺栓成品率低的问题。
为了达到上述目的，本发明的基础方案如下：一种高温合金内六角螺栓冲压优化方法，包括以下步骤：
步骤a：将螺栓的原材料加热融化，然后依次进行下料、镀铜、热镦、退火并形成毛胚杆；
步骤b：将步骤a中毛胚杆进行高温加热并放入下模中。
还包括以下步骤：
步骤c：需要在上模朝向下模的端面上沿周向可拆卸连接有初冲冲头、精冲冲头和转向手柄；由初冲冲头向毛胚杆的方向移动并对毛胚杆的头部进行第一次镦制处理；再利用转动手柄带动上模转动，使得精冲冲头转动至原初冲冲头的位置；由精冲冲头向毛胚杆的方向移动并对毛胚杆的头部进行第二次镦制处理，即完成内六角孔的加工，制得内六角螺栓；
步骤d：利用下模中的顶杆将内六角螺栓从下模中顶出。
基础方案的优点：1、相较于目前冲床上只安装一个冲头，本方案通过在上模上设置初冲冲头、精冲冲头和转向手柄，通过转向手柄更换初冲冲头和精冲冲头的位置，在毛胚杆通过第一次镦制处理后冷却到终锻温度之前再次对毛胚杆进行成形，由于第一次镦制处理后没有将毛胚杆取出下模，减缓了毛胚杆的冷却速度，实现了毛胚杆的再次成形，既能极大的减少了生产成本，又能提高了内六角螺栓的加工效率，降低了生产管理成本，安全可靠，操作简单，适用于终锻温度较高的产品，具有极高的推广使用价值。
2、通过转动手柄更换初冲冲头和精冲冲头的位置，可精确的控制加工出的内六角与毛胚杆同心，进而提高了内六角螺栓的成品率。
3、初冲冲头、精冲冲头和转向手柄使用时间过长后可更换新的使用；初冲冲头和精冲冲头根据加工需要可更换不同尺寸、头型的冲头。
进一步，所述初冲冲头、精冲冲头和转向手柄任意两者之间的夹角均为120°；通过上述设置，初冲冲头、精冲冲头和转向手柄等距设置在下模底部的端面上，通过控制转动角度实现精准定位，进一步提高内六角螺栓加工的成品率。
进一步，冲床上还铰接有三个限位板，所述限位板位于初冲冲头与精冲冲头之间、或初冲冲头与转向手柄之间、或精冲冲头与转向手柄之间，且相邻两个限位板之间夹角为120°；每个所述限位板与冲床之间均设有第一弹簧；每个所述限位板上均设有用于转向手柄穿过的凹槽；所述初冲冲头、精冲冲头和转向手柄的两侧均设有第二弹簧，且第二弹簧上设有与限位板相抵的抵块；通过上述设置，通过转向手柄实现初冲冲头和精冲冲头位置的更换；初冲冲头或精冲冲头由原位置移动至新位置期间，初冲冲头或精冲冲头会挤压限位板转动，初冲冲头或精冲冲头与限位板摩擦后，由一组相邻限位板之间进入另一组相邻限位板之间；利用第二弹簧配合抵块可将移动后的初冲冲头或精冲冲头进行自动、快速定位(即校正初冲冲头或精冲冲头的位置)，进而实现了半自动化操作，降低了人工劳动强度。
进一步，所述初冲冲头、精冲冲头和转向手柄的两侧均设有用于抵块滑动的导向管，且第二弹簧位于导向管内；通过上述设置，抵块在第二弹簧的作用下可作往复运动，利用导向管可对抵块的移动起到导向、限位的作用。
进一步，所述限位板远离冲床的一端设有装有清水的储存槽，所述储存槽上滑动连接有用于密封储存槽的密封块，且密封块与限位板之间设有第三弹簧；通过上述设置，初冲冲头或精冲冲头由一组相邻限位板之间进入另一组相邻限位板之间期间，初冲冲头或精冲冲头会挤压密封块移动，使得储存槽内的一部分清水溅出作用于初冲冲头或精冲冲头上，可起到降温的作用，一部分清水可起到降尘的作用。
附图说明
图1为本发明用于高温合金内六角螺栓的冲压装置的示意图；
图2为上模底部端面的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
说明书附图中的附图标记包括：上模1、下模2、初冲冲头3、精冲冲头4、转向手柄5、成型腔6、滑槽7、推杆8、限位板9、导向管10、第二弹簧11、抵块12、储存槽13、密封块14、第三弹簧15。
实施例基本如附图1和附图2所示：用于高温合金内六角螺栓的冲压装置，包括冲床和冲压的动力源(本实施例中动力源为气缸)；冲床上安装有上模1和下模2，上模1底部的端面上沿周向等距依次螺纹连接有初冲冲头3、精冲冲头4和转向手柄5；且初冲冲头3、精冲冲头4和转向手柄5任意两者之间的夹角均为120°。
下模2的中部开设有成型腔6和与成型腔6相通的滑槽7，滑槽7内滑动连接有推杆8。
本实施例中，冲床上还铰接有三个限位板9，限位板9位于初冲冲头3与精冲冲头4之间、或初冲冲头3与转向手柄5之间、或精冲冲头4与转向手柄5之间，且相邻两个限位板9之间夹角为120°；每个限位板9与冲床之间均固接有第一弹簧；每个限位板9上均开设有用于转向手柄5穿过的凹槽；初冲冲头3、精冲冲头4和转向手柄5的两侧均固接有第二弹簧11和包裹第二弹簧11的导向管10，第二弹簧11上固接有与限位板9相抵的抵块12，且抵块12与导向管10滑动连接；通过转向手柄5实现初冲冲头3和精冲冲头4位置的更换；初冲冲头3或精冲冲头4由原位置移动至新位置期间，初冲冲头3或精冲冲头4会挤压限位板9转动，初冲冲头3或精冲冲头4与限位板9摩擦后，由一组相邻限位板9之间进入另一组相邻限位板9之间；利用第二弹簧11配合抵块12可将移动后的初冲冲头3或精冲冲头4进行自动、快速定位(即校正初冲冲头3或精冲冲头4的位置)，进而实现了半自动化操作，降低了人工劳动强度。
本实施例中，限位板9远离冲床的一端开设有装有清水的储存槽13，储存槽13上滑动连接有用于密封储存槽13的密封块14，且密封块14与限位板9之间固接有第三弹簧15；初冲冲头3或精冲冲头4由一组相邻限位板9之间进入另一组相邻限位板9之间期间，初冲冲头3或精冲冲头4会挤压密封块14移动，使得储存槽13内的一部分清水溅出作用于初冲冲头3或精冲冲头4上，可起到降温的作用，一部分清水可起到降尘的作用。
使用上述高温合金内六角螺栓的冲压装置的冲压方法为：
步骤a：将螺栓的原材料加热融化，然后依次进行下料、镀铜、热镦、退火并形成毛胚杆；
步骤b：将步骤a中毛胚杆加热至1100℃并放入下模2中。
步骤c：需要在上模1朝向下模2的端面上沿周向可拆卸连接有初冲冲头3、精冲冲头4和转向手柄5；由初冲冲头3向毛胚杆的方向移动并对毛胚杆的头部进行第一次镦制处理；再利用转动手柄带动上模1转动，使得精冲冲头4转动至原初冲冲头3的位置；由精冲冲头4向毛胚杆的方向移动并对毛胚杆的头部进行第二次镦制处理，即完成内六角孔的加工，制得内六角螺栓；
步骤d：利用下模2中的顶杆将内六角螺栓从下模2中顶出。

Claims (5)

1.一种高温合金内六角螺栓冲压优化方法，包括以下步骤：
步骤a：将螺栓的原材料加热融化，然后依次进行下料、镀铜、热镦、退火并形成毛胚杆；
步骤b：将步骤a中毛胚杆加热至1100℃并放入下模中。
其特征在于：还包括以下步骤：
步骤c：需要在上模朝向下模的端面上沿周向可拆卸连接有初冲冲头、精冲冲头和转向手柄；由初冲冲头向毛胚杆的方向移动并对毛胚杆的头部进行第一次镦制处理；再利用转动手柄带动上模转动，使得精冲冲头转动至原初冲冲头的位置；由精冲冲头向毛胚杆的方向移动并对毛胚杆的头部进行第二次镦制处理，即完成内六角孔的加工，制得内六角螺栓；
步骤d：利用下模中的顶杆将内六角螺栓从下模中顶出。
2.根据权利要求1所述的高温合金内六角螺栓冲压优化方法，其特征在于：所述初冲冲头、精冲冲头和转向手柄任意两者之间的夹角均为120°。
3.根据权利要求2所述的高温合金内六角螺栓冲压优化方法，其特征在于：冲床上还铰接有三个限位板，所述限位板位于初冲冲头与精冲冲头之间、或初冲冲头与转向手柄之间、或精冲冲头与转向手柄之间，且相邻两个限位板之间夹角为120°；每个所述限位板与冲床之间均设有第一弹簧；每个所述限位板上均设有用于转向手柄穿过的凹槽；所述初冲冲头、精冲冲头和转向手柄的两侧均设有第二弹簧，且第二弹簧上设有与限位板相抵的抵块。
4.根据权利要求3所述的高温合金内六角螺栓冲压优化方法，其特征在于：所述初冲冲头、精冲冲头和转向手柄的两侧均设有用于抵块滑动的导向管，且第二弹簧位于导向管内。
5.根据权利要求4所述的高温合金内六角螺栓冲压优化方法，其特征在于：所述限位板远离冲床的一端设有装有清水的储存槽，所述储存槽上滑动连接有用于密封储存槽的密封块，且密封块与限位板之间设有第三弹簧。
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