CN108637091A - 一种多向红冲模具及成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多向红冲模具及成型方法，包括上模座、固定设于上模座内的上模、下模座、固定设于下模座内的下模，上模内固定设有上模芯，下模内固定设有下模芯，上模和上模芯之间有空腔，空腔内设有上打料板，上打料板和上模芯之间设有弹性装置，上打料板可以沿着模具开合方向相对上模芯移动，上模芯设有上模芯型腔，上打料板上固设有上顶料杆，上顶料杆穿过上模芯内连通上模芯型腔的通孔；下模和下模芯之间设有空腔，空腔内设有下打料板，下打料板和下模之间设有弹性装置，下打料板可以沿着模具开合方向相对下模芯移动，下模芯设有下模芯型腔，下打料板上固设有下顶料杆，下顶料杆穿过下模芯内连通下模芯型腔的通孔；在下模周边至少设有一个冲头，冲头在与模具开合方向相垂直的方向上可以移动。

Description

一种多向红冲模具及成型方法

技术领域

本发明涉及红冲加工装置的机械改造领域，具体为一种多向红冲模具及成型方法。

背景技术

随着社会前进，科技的发展，机械工业对机械零部件提出了新的机械强度要求，而提高机械零部件的机械强度，一般采用两种方法，一是改变零部件的材质，二是改变它的加工方法。红冲机所运用的红冲工艺就是通过改变加工方法来提高零部件的力学性能的有效方法之一，其实际上是一种热挤压工艺，有着强大的生命力和良好的发展前景，得到了普遍的应用。

红冲工艺的具体加工方法是将黄铜棒或者铁棒加热到赤红以后，放入冲压机的热冲模具中进行一次性挤压成型。

红冲机进行挤压成型过程中，不同的结构和工艺方法对生产效率和产品质量都有着很大的影响，所以如何高效高质生产出合格的产品，成为了行业研究的重要内容。

发明内容

本发明的目的是通过对多向红冲模具的结构工艺进行设计优化，提高红冲产品的质量，提升生产效率，结构简单，加工方便，便于装配。

为了实现上述目的，本发明通过以下技术方案达成：一种多向红冲模具，包括上模座、固定设于上模座内的上模、下模座、固定设于下模座内的下模，上模内固定设有上模芯，下模内固定设有下模芯，上模和上模芯之间有空腔，空腔内设有上打料板，上打料板和上模芯之间设有弹性装置，上打料板可以沿着模具开合方向相对上模芯移动，上模芯设有上模芯型腔，上打料板上固设有上顶料杆，上顶料杆穿过上模芯内连通上模芯型腔的通孔。

下模和下模芯之间设有空腔，空腔内设有下打料板，下打料板和下模之间设有弹性装置，下打料板可以沿着模具开合方向相对下模芯移动，下模芯设有下模芯型腔，下打料板上固设有下顶料杆，下顶料杆穿过下模芯内连通下模芯型腔的通孔。优选的，弹性装置是弹簧。

在下模周边至少设有一个冲头，冲头在与模具开合方向相垂直的方向上可以移动。冲头可以伸入上模芯型腔和下模芯型腔形成的闭合型腔内，也可以远离上模芯型腔和下模芯型腔形成的闭合型腔。上模芯型腔、下模芯型腔和冲头在模具完全闭合后围合成一密闭空间

本发明的多向红冲模具，还设有至少一个压杆，压杆穿过下模芯相应的通孔并高出下模芯外表面，最优的，压杆穿过下模芯相应的通孔并高出下模芯外表面1～10mm。

优选的，下模固设有内导柱，下打料板上设有与内导柱相适应的孔，下打料板可以沿着内导柱上下移动。

优选的，上模座和/或下模座上设有冷却装置，所述冷却装置为冷却管道。

优选的，上打料板上设有限位结构，对上打料板和上模芯之间的弹性装置进行限位，所述的弹性装置是弹簧。

一种红冲设备，具有如前所述技术特征的多向红冲模具。

一种红冲加工的方法，包括如下步骤，

（1）棒料加热；

（2）棒料切割；

（3）将棒料放入下模芯型腔；

（4）上模芯和下模芯压合，压杆在上模芯的压力下向下运动并推动下打料板向下运动，下打料板带动下顶料杆一起向下运动；

（5）冲头在与模具开合方向相垂直的方向上运动并推动棒料向上模芯型腔和下模芯型腔形成的闭合空间内挤压；

（6）棒料在上模芯、下模芯和冲头的挤压下成型为红冲件；

（7）冲头在与模具开合方向相垂直的方向上向远离上模芯型腔和下模芯型腔形成的闭合空间方向运动，与模具型腔和红冲件脱离；

（8）上模芯和下模芯分离，下打料板在弹性装置或红冲设备的作用下带动下顶料杆向上运动并推动压杆向上运动，同时下顶料杆推动红冲件脱离下模芯型腔；

（9）红冲件随着上模芯向上运动，上打料板在红冲设备作用下带动上顶料杆向下运动，上顶料杆推动红冲件脱离上模芯；

（10）上打料板在弹性装置的作用下带动上顶料杆向上运动复位。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：效率高，产品的质量好且稳定，可以自动卸料，多向红冲模具安装和拆卸便捷，具有冷却***，充分冷却，保证产品的质量和提高模具的寿命。不同于以往冲压模具的单向冲压，本发明的多向红冲模具可以实现与模具开合方向垂直的方向进行多冲头冲压，可以加工更加复杂结构的零配件，降低红冲件的重量，减少后续加工的步骤，减少后期切削工艺和材料的浪费，加工精度高、浪费少降低加工成本，更加环保。

附图说明

以下结合附图对本发明作进一步说明。

图1为本发明一种多向红冲模具实施例的立体示意图。

图2为本发明一种多向红冲模具实施例的俯视图。

图3为本发明一种多向红冲模具第一实施例的A方向剖面示意图。

图4为本发明一种多向红冲模具第一实施例的B方向剖面示意图。

图5为本发明一种多向红冲模具第二实施例的A方向剖面示意图。

图6为本发明一种多向红冲模具第二实施例的B方向剖面示意图。

图7为本发明一种多向红冲模具第三实施例的A方向剖面示意图。

图8为本发明一种多向红冲模具第三实施例的B方向剖面示意图。

1、上盖，2、上打料板，3、上模座，4、上模，5、下模芯，6、下弹簧，7、下模座，8、下盖，9、下冷却管道，10、内导柱，11、下模，12、下打料板，13、压杆，14、模具导柱，15、上模芯，16、上弹簧，17、定位杆，18、上冷却管道，19、下顶料杆，20、上顶料杆，21、下模芯型腔，22、上模芯型腔，23、打杆，24、凸缘，25、推杆，26、第一冲头，27、第二冲头，28、第三冲头。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。

请参阅图1、图2所示本发明多向红冲模具整体外观示意图，上模座3顶部具有凸缘24，可以通过凸缘24与压力机进行安装定位，保证模具的安装精度。上盖1固定紧密安装在上模座3上，在上盖1和上模座3之间具有上冷却管道18，冷却液可以在上冷却管道18内流动带走上模座3的热量，从而对上模座3进行散热，通过热传导对上模芯15进行冷却散热。与上模座3固定的上模4上设有模具导柱14，模具导柱14与下模11上相应的孔相配合以便对上模4和下模11进行定位。下模芯5固定安装在下模11内，下模11固定安装在下模座7内。

请参阅图3、图4所示多向红冲模具第一实施例示意图，下模座7固定安装在压力机上，下模11通过螺栓固定安装在下模座7上，下模芯5通过螺栓固定安装在下模11上，在下模芯5和下模11之间有圆柱形空腔，与圆柱形空腔相适应的圆柱形下打料板12位于空腔内并可上下移动。内导柱10固定设与下模11中心，另一端设于下打料板12的中心孔内，内导柱10可以相对下打料板12的中心孔上下滑动。下打料板12与下模11之间设有下弹簧6，下打料板12上还固定设有至少一个下顶料杆19，下顶料杆19穿过下模芯5内连通下模芯型腔21相应的通孔露出下模芯型腔21的表面并可在通孔内上下滑动。下模芯5还设有四个通孔，四个压杆13一端穿过通孔高出下模芯5上表面2～5mm，另一端与下打料板12相接触。下盖8紧固在下模座7上，下盖8与下模座7之间密封有下冷却管道9，冷却油或者水在下冷却管道9内流动，对下模座7进行冷却。

上模座3固定在压力机上，上盖1紧固在上模座3上，上盖1与上模座3之间密封有上冷却管道18，冷却油或者水在上冷却管道18内流动，对上模座3进行冷却。上模座3固定安装在压力机上，上模4通过螺栓固定安装在上模座3的相应腔体内，上模芯15通过螺栓固定安装在上模4内，上模芯15和上模4之间有圆柱形空腔，与圆柱形空腔相适应的圆柱形上打料板2位于空腔内并可在空腔内上下移动。上打料板2内设置有4个圆柱形的盲孔（也可以根据具体的需要设为2个、3个盲孔或者其他数量），相应数量的弹簧16安装在盲孔内，弹簧16的另一端与上模芯15紧密接触。上模4上固定设置有4个定位杆17，定位杆17一端紧配合固定安装在上模4上，另一端穿过上打料板2相适应的圆孔，上打料板2可以沿着定位杆17上下滑动，定位杆17位于盲孔的中心位置穿过弹簧中心并深入弹簧一段距离。上打料板2上还螺纹固定设有至少一个上顶料杆20，上顶料杆20穿过上模芯15上相应的通孔并可在通孔内自由滑动。

上模4或下模11上设有模具导柱14，下模11或上模4上设有相应的孔，模具导柱14在孔内移动，保证上模4和下模11在工作过程中相对位置的可靠性。

铜棒料或者铝棒料经过加热到预定温度，例如铜棒料加热到600～900℃，然后通过切割设备进行设定长度的切割，切割后的棒料被放入下模芯5的下模芯型腔21内，在自然状态下，下顶料杆19上端会露出下模芯型腔21的表面1-3mm，此时棒料在下顶料杆19的支撑下不能完全落入下模芯型腔21内。当上模座3带动上模4和上模芯15向下运动时，上模芯15先与压杆13接触并继续向下运动，压杆13在上模芯15的压力下向下运动并推动下打料板12带动下顶料杆19沿着内导柱10向下运动并压缩下弹簧6，此时下顶料杆19上端部退回到下模芯型腔21的孔内，棒料完全落入下模芯5的下模芯型腔21内。上模芯15和下模芯5完全闭合，第一冲头26、第二冲头27和第三冲头28向上模芯型腔22和下模芯型腔21形成的空腔中心运动对棒料进行挤压成型，棒料被挤压后在上模芯型腔22和下模芯型腔21和第一冲头26、第二冲头27和第三冲头28闭合形成的封闭腔体内延展变形，加工完成成型红冲件。

成型完成之后，压力机带动上模座3、上模4和上模芯15整体向上运动，上模芯15与压杆13分离，下打料板12在下弹簧6的弹力下向上运动并带动下顶料杆19和压杆13向上恢复原状，下顶料杆19向上运动过程中，上端露出下模芯型腔21的通孔并推动成型红冲件脱离下模芯5的下模芯型腔21，成型红冲件则留在上模芯15的上模芯型腔22内并跟随上模芯15向上运动。在自由状态的时候上顶料杆20会完全在上模芯15的通孔内不会露出上模芯型腔22外部。当上打料板2在压力机打杆23的推力作用下带动上顶料杆20沿着定位杆17向下运动并压缩上弹簧16，此时上打料杆20端部露出上模芯15的上模芯型腔22的表面，将成型红冲件推离上模芯15的上模芯型腔22。在打杆23外力消失后，上打料板2在上弹簧16的弹力作用下带动上顶料杆20向上运动恢复原位。

请参阅图5、图6所示本发明多向红冲模具第二实施例示意图，与第一实施例不同的是，不采用下弹簧6而采用推杆25作为下打料板12的复位动力，铜棒料或者铝棒料经过加热到预定温度，例如铜棒料加热到600～900℃，然后通过切割设备进行设定长度的切割，切割后的棒料被放入下模芯5的下模芯型腔21内，此时棒料在下顶料杆19的支撑下不能完全落入下模芯型腔21内。当上模座3带动上模4和上模芯15向下运动时，上模芯15先与压杆13接触并继续向下运动，压杆13在上模芯15的压力下向下运动并推动下打料板12带动下顶料杆19沿着内导柱10向下运动并推动推杆25向下运动，此时下顶料杆19上端部退回到下模芯5的孔内，棒料完全落入下模芯5的下模芯型腔21内。上模芯15和下模芯5对棒料进行挤压，棒料被挤压后在上模芯型腔22和下模芯型腔21闭合形成的封闭腔体内延展变形，加工完成成型红冲件。当棒料放入下模芯5的下模芯型腔21内时候，推杆25也可以提前向下运动，下打料板12在重力作用下带动下顶料杆19沿着内导柱10向下运动，下顶料杆19上端部退回到下模芯5的孔内，棒料可以完全落入下模芯5的下模芯型腔21内。

成型完成之后，压力机带动上模座3、上模4和上模芯15整体向上运动，上模芯15与压杆13分离，下打料板12在推杆25的推力下向上运动并带动下顶料杆19和压杆13向上运动恢复原状，下顶料杆19向上运动过程中，上端露出下模芯5的通孔并推动成型红冲件脱离下模芯5的下模芯型腔21，成型红冲件则留在上模芯15的上模芯型腔22内并跟随上模芯15向上运动。上打料板2在压力机打杆23的推力作用下带动上顶料杆20沿着定位杆17向下运动并压缩上弹簧16，此时上打料杆17端部露出上模芯15的表面，将成型红冲件推离上模芯15的上模芯型腔22。在打杆23外力消失后，上打料板2在上弹簧16的弹力作用下带动上顶料杆20向上运动恢复原位。

请参阅图7、图8所示本发明多向红冲模具第三实施例示意图，与第一实施例和第二实施例不同的是，采用下弹簧6和推杆25组合使用，工作原理同上所述，不再赘述。

本发明的多向红冲模具可以实现与模具开合方向垂直的方向进行多冲头冲压，可以加工更加复杂结构的零配件，降低红冲件的重量，减少后续加工的步骤，减少后期切削工艺和材料的浪费，加工精度高、浪费少降低加工成本，更加环保。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有多种变化、修改、替换和变型，这些变化、修改、替换和变型都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种多向红冲模具，包括上模座、固定设于上模座内的上模、下模座、固定设于下模座内的下模，上模内固定设有上模芯，下模内固定设有下模芯，其特征在于，

上模和上模芯之间有空腔，空腔内设有上打料板，上打料板和上模芯之间设有弹性装置，上打料板可以沿着模具开合方向相对上模芯移动，上模芯设有上模芯型腔，上打料板上固设有上顶料杆，上顶料杆穿过上模芯内连通上模芯型腔的通孔；

下模和下模芯之间设有空腔，空腔内设有下打料板，下打料板和下模之间设有弹性装置，下打料板可以沿着模具开合方向相对下模芯移动，下模芯设有下模芯型腔，下打料板上固设有下顶料杆，下顶料杆穿过下模芯内连通下模芯型腔的通孔；

在下模周边至少设有一个冲头，冲头在与模具开合方向相垂直的方向上可以移动。

2.如权利要求1所述的一种多向红冲模具，其特征在于，还设有至少一个压杆，压杆穿过下模芯相应的通孔并高出下模芯外表面。

3.如权利要求1所述的一种多向红冲模具，其特征在于，下模固设有内导柱，下打料板上设有与内导柱相适应的孔，下打料板可以沿着内导柱上下移动。

4.如权利要求1所述的一种多向红冲模具，其特征在于，上模芯型腔、下模芯型腔和冲头在模具完全闭合后围合成一密闭空间。

5.如权利要求1所述的一种多向红冲模具，其特征在于，上模座和/或下模座上设有冷却装置。

6.如权利要求1所述的一种多向红冲模具，其特征在于，上打料板上设有限位结构，对上打料板和上模芯之间的弹性装置进行限位。

7.如权利要求2所述的一种多向红冲模具，其特征在于，压杆穿过下模芯相应的通孔并高出下模芯外表面1～10mm。

8.如权利要求5所述的一种多向红冲模具，其特征在于，所述冷却装置为冷却管道。

9.一种红冲设备，其特征在于，具有权利要求1至权利要求8任一权利要求所述的多向红冲模具。

10.一种利用权利要求9所述的红冲设备进行红冲成型的方法，其特征在于包括如下步骤，

（1）棒料加热；

（2）棒料切割；

（3）将棒料放入下模芯型腔；

（4）上模芯和下模芯压合，压杆在上模芯的压力下向下运动并推动下打料板向下运动，下打料板带动下顶料杆一起向下运动；

（5）冲头在与模具开合方向相垂直的方向上运动并推动棒料向上模芯型腔和下模芯型腔形成的闭合空间内挤压；

（6）棒料在上模芯、下模芯和冲头的挤压下成型为红冲件；

（7）冲头在与模具开合方向相垂直的方向上向远离上模芯型腔和下模芯型腔形成的闭合空间方向运动，与模具型腔和红冲件脱离；

（8）上模芯和下模芯分离，下打料板带动下顶料杆向上运动并推动压杆向上运动，同时下顶料杆推动红冲件脱离下模芯型腔；

（9）红冲件随着上模芯向上运动，上打料板带动上顶料杆向下运动，上顶料杆推动红冲件脱离上模芯；

（10）上打料板在弹性装置的作用下带动上顶料杆向上运动复位。