CN117066430A - 一种螺栓加工用热镦模具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种螺栓加工用热镦模具，包括模具本体和热镦***，模具本体包括操作台、动模芯以及定模芯，通过在动模芯内侧设置热压盔，使热压盔内侧作为钢条热压成型的型腔，一方面，在热压后，热压后的钢条端部带着热压盔共同脱模，热压盔对仍处于高温塑性状态的热压端起到防护作用，使其不易因外物碰撞产生二次变形，另一方面，在热压过程中钢条脱落的外皮粘附在热压盔内壁上，在进行下一次热压时，可将新的热压盔安装在装配槽内部，对钢条进行热压成型，从而使钢条脱落的外皮不易对后续热压过程造成影响，另外，通过热压盔还可以对成型的钢条端部形状和尺寸进行质检操作，预先排除明显不合格的产品，减少后续加工成本的耗费。

Description

一种螺栓加工用热镦模具

技术领域

本发明涉及的一种热镦模具，特别是涉及应用于螺栓加工领域的一种螺栓加工用热镦模具。

背景技术

热镦工艺是把要加工的工件用高频炉或者其他的加热设备加热到一定的温度后，把加热后的工件放到热镦机上然后通过模具冲压成型。在热镦过程中，钢坯被感应加热或在锻炉或烘箱中，加热到金属再结晶点以上的温度。这种极端高温对于避免金属在变形过程中的应***化是必要的。因为金属处于塑性状态，可以制作出相当复杂的形状，金属保持延展性和韧性。

如中国发明专利CN201721217785.3说明书公开了复合螺栓双道次热镦成型模具，一道次冲压时将复合螺栓坯料由一道次上模芯挤入到下模芯，进行螺栓杆部缩径；二道次上模芯热压装在二道次上模套内，进行二道次热镦时整体安装于上模座，用于螺栓头部成型。双道次热镦成型后，由安装于下顶板上的下冲棒将复合螺栓坯料顶出，进行后续加工。该模具可以保证双金属螺栓在成型过程中变形协调，且结合面处的接触应力满足金属间的冶金复合。

现有带加工的螺栓钢坯的端部在热压成型后，仍处于高温的无防护状态，这使得其在转运冷却过程中，已成型的端部容易受到外部硬物碰撞发生微小变形，另外，螺栓钢坯在热压成型后易脱离一层外皮，容易粘附在模具内，影响后期螺栓的热镦成型效果。

申请内容

针对上述现有技术，本发明要解决的技术问题是螺栓钢坯在热压后仍处于高温塑性状态，容易因外部硬物碰撞发生微小变形，且其在热压时脱落的外皮容易粘附在模具内，影响后期螺栓的热镦成型效果。

为解决上述问题，本发明提供了一种螺栓加工用热镦模具，包括模具本体和热镦***，模具本体包括操作台、固定连接于操作台侧端的动模芯以及位于动模芯一侧的定模芯，动模芯靠近定模芯的一端开设有装配槽，装配槽上远离其槽口的内壁开设有内槽，装配槽的内部放置有热压盔，热压盔包括圆套和端头，圆套位于装配槽的内部且二者相匹配，端头位于内槽的内部且二者相匹配，圆套和端头相靠近的一端固定连接，动模芯的内部固定连接有真空吸盘，端头远离圆套的一端与真空吸盘相贴合，真空吸盘远离端头的一端通过接管与真空发生器固定连接并相通；

圆套靠近端头的一端开设有环形槽，环形槽的内壁开设有多个均匀分布并与圆套内侧相通的支流孔，且支流孔内壁到圆套中心线的最远距离大于圆套的内径，装配槽的内壁上固定连接有与环形槽、支流孔二者均匹配的配孔环。

在上述螺栓加工用热镦模具中，通过热压盔的设置，不仅对热压后仍处于高温塑性状态的成型端起到防护作用，还对热压过程中钢条脱落的外皮起到隔离作用，使钢条脱落的外皮不易对后续热压过程造成影响。

作为本申请的进一步补充，配孔环包括圆环和多个圆柱，圆环固定连接于装配槽的内壁上，多个圆柱均匀固定连接于圆环远离装配槽的一端。

作为本申请的进一步补充，圆套采用与动模芯相同的材料制成，端头采用隔热材料制成。

作为本申请的又一种改进，操作台的侧端还固定连接有支撑台，支撑台的侧端固定连接有夹取机械臂，夹取机械臂包括与支撑台固定连接的多轴机械臂，多轴机械臂远离支撑台的一端固定连接有抓手，通过多轴机械臂和抓手可实现热压盔在动模芯上的连续自动化装配。

作为本申请的又一种改进的补充，热镦***包括热压模块、真空吸附模块和夹取上盔模块，热压模块用于控制动模芯和定模芯对钢条进行热压，真空发生器与真空吸附模块电性连接，夹取机械臂与夹取上盔模块电性连接。

作为本申请的又一种改进的补充，圆套的外壁涂设有一对副磁性涂层，抓手的外表面涂设有一对与副磁性涂层位置相配合的主磁性涂层。

一种螺栓加工用热镦模具，其使用方法包括以下步骤：

S1、将热压盔置于装配槽中，使二者完全匹配，随后启动真空发生器，对热压盔进行吸附固定；

S2、将待加工的钢条上未经过高温处理的一端***定模芯中，随后使动模芯逐渐向定模芯靠近，对钢条高温处理后的端部进行热压；

S3、完成热压后，动模芯与定模芯分离，同时关闭真空发生器，使热压后的钢条带着热压盔共同脱模；

S4、依次重复进行S1、S2和S3，实现连续热压加工。

作为本申请的进一步补充，在步骤S4后，还包括对脱模冷却后带有热压盔的钢条进行质检操作，具体如下：将钢条上带有热压盔的一端朝上，向环形槽中加入足量清水，随后沿着钢条端部水平旋转热压盔，当热压盔的下端内壁处存在明显溢液情况，说明该钢条热压成型的头部存在较大不平整区域，在质检完成后，可将热压盔从钢条上取下，进行回收再利用。

综上所述，本申请通过在动模芯内侧设置热压盔，使热压盔内侧作为钢条热压成型的型腔，一方面，在热压后，热压后的钢条端部带着热压盔共同脱模，热压盔对仍处于高温塑性状态的热压端起到防护作用，使其不易因外物碰撞产生二次变形，另一方面，在热压过程中钢条脱落的外皮粘附在热压盔内壁上，在进行下一次热压时，可将新的热压盔安装在装配槽内部，对钢条进行热压成型，从而使钢条脱落的外皮不易对后续热压过程造成影响，另外，通过热压盔还可以对成型的钢条端部形状和尺寸进行质检操作，预先排除明显不合格的产品，减少后续加工成本的耗费。

附图说明

图1为本申请的立体图一；

图2为本申请的立体图二；

图3为本申请的立体图三；

图4为本申请的侧面结构示意图一；

图5为本申请的热压盔的侧面结构示意图；

图6为本申请的热压盔的立体图一；

图7为本申请的热压盔的立体图二；

图8为本申请的侧面结构示意图二；

图9为本申请的侧面结构示意图三；

图10为本申请中钢条脱模后的侧面结构示意图；

图11为本申请实施方式二中对钢条进行质检时的侧面结构示意图。

图中标号说明：

1操作台、2动模芯、201装配槽、202内槽、3定模芯、4支撑台、51多轴机械臂、52抓手、5201主磁性涂层、6热压盔、61圆套、6101环形槽、6102支流孔、6103副磁性涂层、62端头、7配孔环、71圆环、72圆柱、8真空吸盘、9真空发生器。

具体实施方式

下面结合附图对本申请的3种实施方式作详细说明。

第一种实施方式：

本发明提供了一种螺栓加工用热镦模具，请参阅图1和图4，包括模具本体和热镦***，模具本体包括操作台1、固定连接于操作台1侧端的动模芯2以及位于动模芯2一侧的定模芯3，动模芯2靠近定模芯3的一端开设有装配槽201，装配槽201上远离其槽口的内壁开设有内槽202，装配槽201的内部放置有热压盔6。

结合图4和图5所示，热压盔6包括圆套61和端头62，圆套61位于装配槽201的内部且二者相匹配，端头62位于内槽202的内部且二者相匹配，圆套61和端头62相靠近的一端固定连接，动模芯2的内部固定连接有真空吸盘8，端头62远离圆套61的一端与真空吸盘8相贴合，真空吸盘8远离端头62的一端通过接管与真空发生器9固定连接并相通，当真空发生器9启动时，可通过接管使真空吸盘8对热压盔6产生负压，从而对热压盔6起到真空吸附作用。

热镦***包括热压模块和真空吸附模块，热压模块用于控制动模芯2和定模芯3对钢条进行热压，真空发生器9与真空吸附模块电性连接，用于控制真空发生器9的启闭。

一种螺栓加工用热镦模具，其使用方法包括以下步骤：

S1、将热压盔6置于装配槽201中，使二者完全匹配，随后启动真空发生器9，对热压盔6进行吸附固定；

S2、将待加工的钢条上未经过高温处理的一端***定模芯3中，随后使动模芯2逐渐向定模芯3靠近，对钢条高温处理后的端部进行热压；

S3、完成热压后，动模芯2与定模芯3分离，同时关闭真空发生器9，使热压后的钢条带着热压盔6共同脱模；

S4、依次重复进行S1、S2和S3，实现连续热压加工。

圆套61采用与动模芯2相同的材料制成，端头62采用隔热材料制成，在使用时，如图9所示，将热压盔6安装至装配槽201内部，使热压盔6内侧作为钢条热压成型的型腔，一方面，在热压后，热压盔6套设在钢条成型端部的外侧，共同从动模芯2中移出，对钢条上仍处于高温状态的热压端起到防护作用，使其在冷却定型前不易因外物碰撞产生二次变形，另一方面，在热压过程中钢条脱落的外皮粘附在热压盔6内壁上，不易对动模芯2形成污染，在进行下一次热压时，可将新的热压盔6安装在装配槽201内部，对钢条进行热压成型，从而使钢条脱落的外皮不易对后续热压过程造成影响。

第二种实施方式：

本申请在实施方式一的基础上，对热压盔6进行了以下设置，同时增设了与其配合使用的配孔环7，具体如下：请参阅图6和图7，圆套61靠近端头62的一端开设有环形槽6101，环形槽6101的内壁开设有多个均匀分布并与圆套61内侧相通的支流孔6102，且支流孔6102内壁到圆套61中心线的最远距离大于圆套61的内径，请参阅图8，装配槽201的内壁上固定连接有与环形槽6101、支流孔6102二者均匹配的配孔环7，配孔环7包括圆环71和多个圆柱72，圆环71固定连接于装配槽201的内壁上，多个圆柱72均匀固定连接于圆环71远离装配槽201的一端。

在进行热压时，配孔环7对环形槽6101和支流孔6102进行封闭，使热压盔6内壁可保持完成闭合状态，方便对钢条进行热压，由于在热压过程中，热压效果受钢条温度、模具等多种因素影响，难以保证每次热压成型的钢条端部质量均处于合格状态，因此需要对成型后的钢条进行质检，现有技术中一般是采用视觉检测或是尺寸测量的方式，但其准确性较差，因此，本申请通过在热压盔6上设置环形槽6101和支流孔6102，实现了在步骤S4后，还可以对脱模冷却后带有热压盔6的钢条进行质检操作，具体如下：

请参阅图10和图11，将钢条上带有热压盔6的一端朝上，向环形槽6101中加入足量清水，随后沿着钢条端部水平旋转热压盔6，当热压盔6的下端内壁处存在明显溢液情况，说明该钢条热压成型的头部存在较大不平整区域，在质检完成后，可将热压盔6从钢条上取下，进行回收再利用。

第三种实施方式：

本申请在实施方式一或实施方式二的基础上，增设了对热压盔6进行自动化夹取安装的结构及其相关控制模块，具体如下：操作台1的侧端还固定连接有支撑台4，支撑台4的侧端固定连接有夹取机械臂，夹取机械臂包括与支撑台4固定连接的多轴机械臂51，多轴机械臂51远离支撑台4的一端固定连接有抓手52，通过多轴机械臂51和抓手52可实现热压盔6在动模芯2上的连续自动化装配，圆套61的外壁涂设有一对副磁性涂层6103，抓手52的外表面涂设有一对与副磁性涂层6103位置相配合的主磁性涂层5201，副磁性涂层6103和主磁性涂层5201可在间隔圆套61的情况下实现磁性吸附作用。

热镦***还包括夹取上盔模块，夹取机械臂与夹取上盔模块电性连接，请参阅图2和图3，在使用时，操作人员手动将热压盔6套于展开后的抓手52外侧，随后通过多轴机械臂51的运行动作，将热压盔6送入装配槽201中，此过程中，由于主磁性涂层5201和副磁性涂层6103的磁性吸附，不仅使热压盔6不易从抓手52上掉落，同时，在送入装配槽201中后，配孔环7刚好与环形槽6101和支流孔6102相吻合，使得热压盔6与装配槽201、内槽202完全匹配，然后启动真空发生器9即可使热压盔6稳定安装于装配槽201和内槽202内部，完成热压盔6的送入后，夹取机械臂移出装配槽201并移动至初始位置。

结合当前实际需求，本申请采用的上述实施方式，保护范围并不局限于此，在本领域技术人员所具备的知识范围内，不脱离本申请构思作出的各种变化，仍落在本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种螺栓加工用热镦模具，包括模具本体和热镦***，所述模具本体包括操作台（1）、固定连接于操作台（1）侧端的动模芯（2）以及位于动模芯（2）一侧的定模芯（3），其特征在于：所述动模芯（2）靠近定模芯（3）的一端开设有装配槽（201），所述装配槽（201）上远离其槽口的内壁开设有内槽（202），所述装配槽（201）的内部放置有热压盔（6），所述热压盔（6）包括圆套（61）和端头（62），所述圆套（61）位于装配槽（201）的内部且二者相匹配，所述端头（62）位于内槽（202）的内部且二者相匹配，所述圆套（61）和端头（62）相靠近的一端固定连接，所述动模芯（2）的内部固定连接有真空吸盘（8），所述端头（62）远离圆套（61）的一端与真空吸盘（8）相贴合，所述真空吸盘（8）远离端头（62）的一端通过接管与真空发生器（9）固定连接并相通；

所述圆套（61）靠近端头（62）的一端开设有环形槽（6101），所述环形槽（6101）的内壁开设有多个均匀分布并与圆套（61）内侧相通的支流孔（6102），且支流孔（6102）内壁到圆套（61）中心线的最远距离大于圆套（61）的内径，所述装配槽（201）的内壁上固定连接有与环形槽（6101）、支流孔（6102）二者均匹配的配孔环（7）。

2.根据权利要求1所述的一种螺栓加工用热镦模具，其特征在于：所述配孔环（7）包括圆环（71）和多个圆柱（72），所述圆环（71）固定连接于装配槽（201）的内壁上，多个所述圆柱（72）均匀固定连接于圆环（71）远离装配槽（201）的一端。

3.根据权利要求1所述的一种螺栓加工用热镦模具，其特征在于：所述圆套（61）采用与动模芯（2）相同的材料制成，所述端头（62）采用隔热材料制成。

4.根据权利要求1所述的一种螺栓加工用热镦模具，其特征在于：所述操作台（1）的侧端还固定连接有支撑台（4），所述支撑台（4）的侧端固定连接有夹取机械臂，所述夹取机械臂包括与支撑台（4）固定连接的多轴机械臂（51），所述多轴机械臂（51）远离支撑台（4）的一端固定连接有抓手（52）。

5.根据权利要求4所述的一种螺栓加工用热镦模具，其特征在于：所述热镦***包括热压模块、真空吸附模块和夹取上盔模块，所述热压模块用于控制动模芯（2）和定模芯（3）对钢条进行热压，所述真空发生器（9）与真空吸附模块电性连接，所述夹取机械臂与夹取上盔模块电性连接。

6.根据权利要求5所述的一种螺栓加工用热镦模具，其特征在于：所述圆套（61）的外壁涂设有一对副磁性涂层（6103），所述抓手（52）的外表面涂设有一对与副磁性涂层（6103）位置相配合的主磁性涂层（5201）。

7.根据权利要求1所述的一种螺栓加工用热镦模具，其特征在于：其使用方法包括以下步骤：

S1、将热压盔（6）置于装配槽（201）中，使二者完全匹配，随后启动真空发生器（9），对热压盔（6）进行吸附固定；

S2、将待加工的钢条上未经过高温处理的一端***定模芯（3）中，随后使动模芯（2）逐渐向定模芯（3）靠近，对钢条高温处理后的端部进行热压；

S3、完成热压后，动模芯（2）与定模芯（3）分离，同时关闭真空发生器（9），使热压后的钢条带着热压盔（6）共同脱模；

S4、依次重复进行S1、S2和S3，实现连续热压加工。

8.根据权利要求1所述的一种螺栓加工用热镦模具，其特征在于：在步骤S4后，还包括对脱模冷却后带有热压盔（6）的钢条进行质检操作，具体如下：将钢条上带有热压盔（6）的一端朝上，向环形槽（6101）中加入足量清水，随后沿着钢条端部水平旋转热压盔（6），当热压盔（6）的下端内壁处存在明显溢液情况，说明该钢条热压成型的头部存在较大不平整区域，在质检完成后，可将热压盔（6）从钢条上取下，进行回收再利用。