CN212443052U - 一种小型台阶轴的冷镦挤模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了模具加工领域的一种小型台阶轴的冷镦挤模具，这种冷镦挤模具包括上模和下模，上模包括上模板和上模外套，所述上模外套的中部设有第一台阶孔，所述第一台阶孔的小孔内嵌设有上模芯，所述上模芯的中部设有轴向的上模腔，所述上模腔位于上模芯中轴线处，上模腔的横截面为渐开线齿形花键孔，第一台阶孔的大孔内装有上模芯垫，所述上模芯垫的下端面与上模芯的上端面相抵接，上模外套的两侧设有对称分布的2个第一通孔，所述2个第一通孔内装有2个导销；相对于采用热模锻模具的现有技术，本技术方案中采用导销、导孔作为导向机构的简易冷镦挤模具，具有结构简单紧凑、零件少、制造成本低、拆装方便、导向精度高、使用寿命高等优点。

Description

一种小型台阶轴的冷镦挤模具

技术领域

本实用新型属于模具加工领域，具体是一种小型台阶轴的冷镦挤模具。

背景技术

台阶轴是汽车、摩托车、自行车、电机、工程机械、通用机械、国防军事工业等机械装备行业广泛使用的、量大面广的一类机械基础零件。

台阶轴主要有两大用途：一是利用台阶轴上阶梯的轴肩安装、定位不同内径的零件如齿轮、轴承等，起到定位、安装的作用；其高低不同的轴肩可以限制安装在轴上的零件沿轴线方向的运动或运动趋势，防止安装零件在工作中产生滑移，并能减小在工作中一些零件产生的轴向压力对其他零件的影响。二是利用台阶轴上的键槽、矩形花键或渐开线齿形花键将动力又一端传递到另一端，起到动力传递的作用。

对台阶轴的制造要求主要是在满足强度、使用寿命的前提下要尽量节约材料、减少加工工时、降低生产成本。

小型台阶轴通常采用两种方法进行制造：一种是切削加工，另一种是热模锻+后续切削加工。

采用切削加工方法生产小型台阶轴时存在着材料浪费大、加工工时长、生产效率低、制造成本高等问题，不适宜大批量的工业化生产。

采用热模锻+后续切削加工方法生产小型台阶轴零件是目前最常用的制造方法。采用热模锻模具进行热模锻成形时由于炙热高温的金属坯料氧化和烧损使得热模锻模具的型腔不得不采用较大的圆角半径和拔模斜度，同时热模锻模具的导向精度不高、型腔表面容易拉伤，而且热模锻时炙热高温的金属坯料与热模锻模具的型腔直接接触造成型腔极易塑性变形和疲劳破坏，从而减低了热模锻模具的使用寿命。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种采用导销导孔机构作为导向的、结构简单紧凑、制造成本低、拆装方便、导向精度高、使用寿命高的冷镦挤成形模具。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种小型台阶轴的冷镦挤模具，包括上模和下模，上模包括上模板和上模外套，所述上模外套的中部设有上大下小的第一台阶孔，所述第一台阶孔的小孔内嵌设有上模芯，所述上模芯的中部设有轴向的上模腔，所述上模腔位于上模芯中轴线处，所述上模腔的横截面为渐开线齿形花键孔，所述第一台阶孔的大孔内装有上模芯垫，所述上模芯垫的下端面与上模芯的上端面相抵接，所述上模外套的大孔两侧设有对称分布的2个第一通孔，所述2个第一通孔内装有2个导销；下模包括从下至上依次固定连接的下模板、下模衬垫和下模外套，下模衬垫的中部设有上大下小的第三台阶孔，所述第三台阶孔内装有能上下滑动的上小下大的顶料杆，所述下模外套的中部嵌设有下模芯，所述下模芯的中部设有下模腔，所述下模腔为上大下小的阶梯孔，所述下模外套的两侧设有与2个导销同轴且形状适配的2个导孔，下模板的中部设有第二通孔，第二通孔内穿设有下顶杆，所述下顶杆用于控制顶料杆的上、下滑动。

采用上述方案后实现了以下有益效果：

1、相对于采用热模锻模具的现有技术，本技术方案中采用金属坯料在冷态下进行塑形变形的冷镦挤模具，避免了热模锻模具存在塑形变形和疲劳破坏的问题，提高了模具的使用寿命，减少了模具损耗。

2、相对于采用导向精度不高的热模锻模具的现有技术，本技术方案采用导向精度很高的导销导孔机构进行导向，保证上模腔和下模腔具有高的同轴度，提升了模具的对中性能。

进一步，所述下模由上到下依次包括下模外套、下模衬垫和下模板，所述下模板内开有4个上小下大的第四台阶孔，所述4个第四台阶孔沿下模腔的轴线对称分布；所述下模衬垫内开设有与4个第四台阶孔的小孔同轴且形状适配的4个第三通孔，所述下模外套内开设有与4个第四台阶孔的小孔同轴且形状适配的4个第一螺孔；将4个内六角螺钉***到所述4个第四台阶孔、第三通孔和第一螺孔中，就能将所述下模板、下模衬垫和下模外套紧固在一起。

通过上述设置，保证了下模中的下模外套、下模衬垫和下模板有良好的定位和紧固，而且下模的结构简单、零件少、制造容易、拆装和更换方便。

进一步，上模包括由上到下依次连接的上模板和上模外套，所述上模板内开有上大下小的4个第二台阶孔，所述4个第二台阶孔沿上模腔的轴线对称分布；所述上模外套开有4个与第二台阶孔的小孔同轴且形状适配的4个第二螺孔，将4个内六角螺钉***到所述4个第二台阶孔和第二螺孔中，就能将所述上模板和上模外套紧固在一起。

通过上述设置，既保证了上模中的上模外套和上模板有良好的定位和紧固，又保证了上模的结构简单、零件少、制造容易、拆装和更换方便。

进一步，所述下模外套的中部嵌设有通过锥度过盈配合、冷压装的下模芯，所述下模芯的中部开设有下模腔，所述下模腔为上大下小的阶梯孔。

通过上述设置，在下模外套施加的装配压力作用下，下模芯的下模腔表面处于压应力状态，这种压应力可以部分抵消或全部抵消冷镦挤成形时下模芯在冷镦挤变形力作用下下模芯的下模腔表面产生的拉应力，这有利于避免或延缓下模芯的下模腔表面微裂纹的产生，有利于提高下模芯的使用寿命。

进一步，所述上模外套的中部设有第一台阶孔，所述第一台阶孔的小孔内嵌设有通过锥度过盈配合、冷压装的上模芯，所述上模芯的中部开设有上模腔，所述上模腔的横截面为渐开线齿形花键孔。

通过上述设置，在上模外套施加的装配压力作用下，上模芯的上模腔表面处于压应力状态，这种压应力可以部分抵消或全部抵消冷镦挤成形时上模芯在冷镦挤变形力作用下上模芯的上模腔表面产生的拉应力，这有利于避免或延缓上模芯的上模腔表面微裂纹的产生，有利于提高上模芯的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型实施例的冷镦挤模具装配图；

图2为图1中上模的全剖图；

图3为图1中下模的全剖图。

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：上模板1、上模外套、下模2、第一台阶孔3、上模芯4、上模腔5、上模芯垫6、第一通孔7、导销8、第二台阶孔9、下模板10、下模衬垫11、下模外套12、第三台阶孔13、顶料杆14、下模芯15、下模腔16、导孔17、第二通孔18、下顶杆19、第四台阶孔20、第三通孔21、第一螺孔22、第二螺孔23。

实施例基本如附图1所示：一种小型台阶轴的冷镦挤模具，包括上模和下模，上模包括上模板1和上模外套2，所述上模外套2的中部设有上大下小的第一台阶孔3，所述第一台阶孔3的小孔内嵌设有上模芯4，所述上模芯4的中部设有轴向的上模腔5，所述上模腔5位于上模芯4中轴线处，所述上模腔5的横截面为渐开线齿形花键孔，所述第一台阶孔3的大孔内装有上模芯垫6，所述上模芯垫6的下端面与上模芯4的上端面相抵接，所述上模外套2的大孔两侧设有对称分布的2个第一通孔7，所述2个第一通孔7内装有2个导销8；下模包括从下至上依次固定连接的下模板10、下模衬垫11和下模外套12，下模衬垫11的中部设有上大下小的第三台阶孔13，所述第三台阶孔13内装有能上下滑动的、上小下大的顶料杆14，所述下模外套12的中部嵌设有下模芯15，所述下模芯15的中部设有下模腔16，所述下模腔16为上大下小的阶梯孔，所述下模外套12的两侧设有与2个导销8同轴且形状适配的2个导孔17，所述下模板10的中部设有第二通孔18，所述第二通孔18内穿设有下顶杆19，所述下顶杆19用于控制顶料杆14的上、下滑动。

请参考图2，上模包括由上到下依次连接的上模板1和上模外套2，所述上模板1内开有上大下小的4个第二台阶孔9，所述4个第二台阶孔9沿上模腔5的轴线对称分布；所述上模外套2开有4个与第二台阶孔9的小孔同轴且形状适配的4个第二螺孔23，将4个内六角螺钉***到所述4个第二台阶孔9和第二螺孔23中，就能将所述上模板1和上模外套2紧固在一起。

请参考图3，所述下模由上到下依次包括下模外套12、下模衬垫11和下模板10，所述下模板10内开有上小下大的4个第四台阶孔20，所述4个第四台阶孔20沿下模腔16的轴线对称分布；所述下模衬垫11内开设有与4个第四台阶孔20的小孔同轴且形状适配的4个第三通孔21，所述下模外套12内开设有与4个第四台阶孔20的小孔同轴且形状适配的4个第一螺孔22；将4个内六角螺钉***到所述4个第四台阶孔20、第三通孔21和第一螺孔22中，就能将所述下模板10、下模衬垫11和下模外套12紧固在一起。

操作人员将冷态的、已经表面润滑处理的金属坯料***安装在压力机上的冷镦挤模具的下模腔16内，启动压力机，然后按压压力机的压制开关，压力机带动上模向下运动；当上模向下运动到上模外套内的2个导销8***到下模外套12内的2个导孔17时，上模和下模2的导向就起作用，保证了上模腔5和下模腔16具有高的同轴度；当上模继续向下运动到上模腔5的下端面与金属坯料的上端面接触时，就对金属坯料施加镦挤变形力，金属就开始产生塑性变形，开始进行冷镦挤成形；随着上模继续向下运动，金属坯料的上端也逐渐进入上模腔5中，此时金属坯料上端部位的金属逐渐挤入上模腔5、金属坯料下端部位的金属逐渐挤入下模腔16；当上模腔5被金属完全充满后，随着上模继续向下运动，此时金属坯料中的一部分金属沿着轴向方向流动、一部分金属沿着径向方向流动，沿着径向方向流动的金属会形成一段法兰、沿着轴向方向流动的金属继续挤入下模腔16；

当下模腔16被金属完全充满时，小型台阶轴锻件就已经完全充满，此时松开压力机的压制开关，按压压力机的回程开关，压力机带动上模向上运动；当上模向上运动到某一指定位置时，松开压力机的回程开关，按压压力机的顶出开关，压力机的顶出***带动下顶杆19使顶料杆14上移，上移的顶料杆14将冷镦挤成形的小型台阶轴锻件从下模腔16中逐渐顶出，直至将小型台阶轴锻件从下模腔16中完全推出为止；然后操作人员取出小型台阶轴锻件，得到小型台阶轴锻件。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (8)

1.一种小型台阶轴的冷镦挤模具，其特征在于：包括上模和下模，上模包括上模板和上模外套，所述上模外套的中部设有第一台阶孔，所述第一台阶孔的小孔内嵌设有上模芯，所述上模芯的中部设有轴向的上模腔，所述上模腔位于上模芯中轴线处，所述上模腔的横截面为渐开线齿形花键孔，所述第一台阶孔的大孔内装有上模芯垫，所述上模芯垫的下端面与上模芯的上端面相抵接，所述上模外套的两侧设有对称分布的2个第一通孔，所述2个第一通孔内装有2个导销；下模包括从下至上依次固定连接的下模板、下模衬垫和下模外套，下模衬垫的中部设有第三台阶孔，所述第三台阶孔内装有能上下滑动的顶料杆，所述下模外套的中部嵌设有下模芯，所述下模芯的中部设有下模腔，所述下模腔为台阶孔，所述下模外套的两侧设有与2个导销同轴且形状适配的2个导孔，所述下模板的中部设有第二通孔，所述第二通孔内穿设有下顶杆，所述下顶杆用于控制顶料杆的上、下滑动。

2.根据权利要求1所述的一种小型台阶轴的冷镦挤模具，其特征在于：所述下模板内开有轴向的上小下大的4个第四台阶孔，所述4个第四台阶孔沿下模腔的轴线对称分布；所述下模衬垫内开设有轴向的、与4个第四台阶孔中的小孔同轴且形状适配的4个第三通孔，所述下模外套内开设有轴向的与4个第四台阶孔中的小孔同轴且形状适配的4个第一螺孔；4个内六角螺钉***到所述的4个第四台阶孔、第三通孔和第一螺孔中，将所述下模板、下模衬垫和下模外套紧固在一起。

3.根据权利要求2所述的一种小型台阶轴的冷镦挤模具，其特征在于：所述下模由上到下依次包括下模外套、下模衬垫和下模板，所述下模外套的中部嵌设有通过锥度过盈配合、冷压装的下模芯，所述下模芯的中部开设有下模腔，所述下模腔为上大下小的阶梯孔。

4.根据权利要求3所述的一种小型台阶轴的冷镦挤模具，其特征在于：所述下模外套的两侧开设有轴向的2个导孔，所述2个导孔位于下模芯与第一螺孔之间，且所述2个导孔沿下模腔的轴线对称分布。

5.根据权利要求4所述的一种小型台阶轴的冷镦挤模具，其特征在于：所述下模衬垫的中部开有轴向的、上大下小的第三台阶孔，所述第三台阶孔内滑动连接有上小下大的顶料杆；所述下模板的中部开有轴向的第二通孔，所述第二通孔内穿设有下顶杆，所述下顶杆与第二通孔之间为滑动配合。

6.根据权利要求5所述的一种小型台阶轴的冷镦挤模具，其特征在于：上模包括由上到下依次连接的上模板和上模外套，所述上模板内开有轴向的、上大下小的4个第二台阶孔，所述4个第二台阶孔沿上模腔的轴线对称分布。

7.根据权利要求6所述的一种小型台阶轴的冷镦挤模具，其特征在于：上模外套的中部设有上大下小的第一台阶孔，所述第一台阶孔的小孔内嵌设有通过锥度过盈配合、冷压装的上模芯，所述上模芯的中部开设有上模腔，所述上模腔的横截面为渐开线齿形花键孔；所述第一台阶孔的大孔两侧设有与2个导孔同轴且形状适配的2个第一通孔，所述2个第一通孔沿上模腔的轴线对称分布，且2个第一通孔内装设有2个导销，所述2个导销与2个第一通孔之间为紧的间隙配合，且2个导销的下端伸出上模外套的下端面。

8.根据权利要求7所述的一种小型台阶轴的冷镦挤模具，其特征在于：所述上模外套的大孔中轴线处装设有上模芯垫，所述上模芯垫的下端面与上模芯的上端面相抵接，且上模芯垫的上端面与上模板的下端面相抵接；所述上模外套开有4个与第二台阶孔中的小孔同轴且形状适配的4个第二螺孔，4个内六角螺钉***到所述4个第二台阶孔和第二螺孔中，将所述上模板和上模外套紧固在一起。

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