CN214769509U - 一种顶锤模具下冲加工制造的夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种顶锤模具下冲加工制造的夹具，包括底板、垫板及上下移动的紧固块，所述紧固块连接在下冲上，所述紧固块内设有用于连接螺栓的螺纹孔，所述底板上设有安装所述螺栓的安装孔，所述紧固块通过螺栓设置在底板上，垫板设置在下冲与底板之间，紧固块与垫板之间留有间隙，下冲通过下冲与垫板之间的挤压力固定。本实用新型减少了工艺头结构，减少了原材料浪费；减少了加工工艺头及圆锥套的工序，节省加工成本和加工时间；装夹稳定可靠，加工圆锥面时采用双顶尖顶磨，过程中可以随时从机床上卸下，方便与凹模实配间隙；夹具可重复使用，不同规格顶锤模具下冲通用性好；加工中间方孔与圆锥面时，无需二次装夹，操作便捷，加工精度高。

Description

一种顶锤模具下冲加工制造的夹具

技术领域

本实用新型涉及模具制造技术领域，尤其是涉及一种顶锤模具下冲加工制造的夹具。

背景技术

硬质合金是一种难熔金属的硬质化合物和粘接金属通过粉末冶金工艺制成的合金材料，其具有硬度高，热硬性、耐磨性和耐腐蚀性好的特点。在超硬材料合成行业当中，硬质合金顶锤便是通过静压法合成人造金刚石的超高压高温装置的关键性部件，由于其采用硬质合金制成，具备高强度，良好的耐磨性、韧性和热稳定性。目前顶锤模具下冲在加工圆锥面时，通常采用四爪卡盘装夹或增设工艺头装夹；四爪卡盘装夹因顶锤外下冲被等分四瓣，装夹稳定性及操作难度很大，稍有不慎加工过程出现松动、跌落便会造成产品报废人员伤亡等严重后果；制作工艺头，会造成材料浪费严重，材料利用率不足60%，且工艺繁琐需要增加额外的针对工艺头的加工工序才可以实现。

例如，一种在中国专利文献上公开的“一种硬质合金顶锤成型模的冲头的加工工艺”，其公告号CN104057269A，包括金属切削加工工艺、热处理工艺、钳加工工艺和电火花加工工艺，在冲头的加工过程中设置辅助工件锥套和夹套，该加工工艺加工出的冲头的四块模块高低一致，斜面角度一致，模块拼合后拼缝严密，消除模块翘起的现象发生。通过增加工艺头及圆锥套加工圆锥面及方形内孔，制作工艺头，会造成材料浪费严重，材料利用率不足60%，且工艺繁琐需要增加额外的针对工艺头的加工工序才可以实现；将下冲线切割成四瓣时还需线割工艺头，造成了线割的加工效率降低及加工成本增加；工艺头及圆锥套通用性差，每当下冲的尺寸变化，需重新制作圆锥套，造成浪费及效率低；加工下冲圆锥面时需要与凹模配对，采用工艺头与圆锥套结构，无法实时匹配；当下冲去除工艺头后，模具无法返修，造成了资源的浪费，成本的增加。

实用新型内容

本实用新型是为了克服现有技术的装夹不稳定的问题，提供一种顶锤模具下冲加工制造的夹具，结构简单，可拆卸，可适用于多种尺寸顶锤模具下冲的装夹。

本实用新型还为了克服现有技术的加工圆锥面需制作工艺头，造成材料浪费严重，材料利用率低，且工艺繁琐需要增加额外的针对工艺头的加工工序；夹具的通用性差；去除工艺头后，下冲无法返修；线割中间方孔时需先切割工艺头存在外锥套松动；二次装夹，加工精度无法保证等问题，提供一种顶锤模具下冲加工制造的夹具，取消了工艺头，减少了不必要的加工工序，大大提高了材料的利用率，加工圆锥面及线割内孔在同一个夹具上完成，只需一次装夹，保证了加工的精度；下冲安装方便且适用于多个尺寸的下冲，通用性好。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种顶锤模具下冲加工制造的夹具，包括底板、垫板及上下移动的紧固块，所述紧固块连接在下冲上，所述紧固块内设有用于连接螺栓的螺纹孔，所述底板上设有安装所述螺栓的安装孔，所述紧固块通过螺栓设置在底板上，所述垫板设置在下冲与底板之间，紧固块与垫板之间留有间隙，下冲通过下冲与垫板之间的挤压力固定。

滑动连接限制了下冲的上下左右的移动，当下冲确定好位置好后，通过挤压力及产生的摩擦力固定下冲，此固定方式，结构简单，固定效果好。紧固块的上端与下冲连接，紧固块的下端通过螺栓固定，紧固块与垫板之间的间隙使得紧固块能够向下移动，当螺栓拧紧时，紧固块在螺栓的带动下向下运动，紧固块带动下冲向下运动，又因为垫板设置在下冲与底板之间，因此下冲向下运动并与垫块产生挤压，螺栓拧的越紧，所产生的挤压力越大，下冲的固定便越牢固；当加工圆锥面时，刀具切削产生的力使得下冲向内收缩，下冲与垫板之间的挤压力越大，下冲与垫板之间的摩擦力便越大，防止下冲向内收缩；相比于传统的增设工艺头来加工圆锥面，减少了工艺头结构，下料时按实际高度留取必要的加工余量即可，减少了原材料浪费，减少了粗车工艺头端的工序，结合实际下料时一般采用圆钢取料，现有粗车工艺头端外圆时候，为了装夹需要，车削余量很大，而且热处理后还需要对工艺头处外圆进行精磨，此固定方法减少了该工序加工，可以节省加工成本和加工时间。

作为优选，所述紧固块的数量为4个，紧固块的上端设有燕尾导轨，下冲的下端面设有与燕尾导轨相配的燕尾形滑槽，下冲的单个冲头沿着燕尾形滑槽左右对称，相邻的每两个燕尾导轨相互垂直。紧固块与下冲通过燕尾导轨及燕尾形滑槽滑动连接，燕尾形使得紧固块与下冲的接触面积更大，连接更加稳定，紧固效果更好；单个冲头沿着燕尾形滑槽左右对称表面滑槽设置在冲头的中间位置，四个燕尾导轨两两垂直，保证了下冲安装时方向的准确性与正向性，四个下冲沿着燕尾导轨同时滑入，下冲冲头的左右切割面与相邻的冲头的切割面紧贴时，表明安装完成，此时燕尾导轨延长线的交点即为下冲的中心点。

作为优选，所述燕尾导轨表面设有防滑花纹。当燕尾导轨与燕尾形滑槽发生挤压时，防滑花纹能够大大的提高燕尾导轨与燕尾形滑槽之间的摩擦力，防止下冲移动，进一步提高了下冲固定装夹的稳定性。

作为优选，还包括芯轴及锁紧螺母，所述芯轴呈阶梯状，芯轴的上段设有螺纹，芯轴的下段紧贴下冲的下表面，通过锁紧螺母与芯轴的配合锁紧下冲；所述底板及垫板上均设有用于穿插芯轴的通孔，所述芯轴的下段适配于所述通孔内。芯轴呈阶梯状，芯轴下段的上表面紧贴下冲的下表面，芯轴的上段与紧固螺母螺纹连接，紧固螺母压紧下冲，通过芯轴与紧固螺母的配合锁紧下冲，加工下冲圆锥面时，可以将芯轴的两端顶在加工车床的顶尖上进行圆锥面加工，取消了工艺头，相比于夹具夹持下冲的外圆进行圆锥面加工，采用芯轴双顶尖顶磨加工的同轴度更好，加工后的圆锥面精度更高。

作为优选，所述垫板上还设有用于安装紧固块的方孔。

作为优选，所述垫板及底板均为圆环状，垫板及底板的外径大小相同。

作为优选，每个紧固块设有两个螺纹孔。使紧固块的连接更加稳定，施加在紧固块上的拉力更加均匀。

因此，本实用新型具有如下有益效果：（1）减少了工艺头结构，所以下料时按实际高度留取必要的加工余量即可，减少了原材料浪费；（2）减少了加工工艺头及圆锥套的工序，节省加工成本和加工时间；（3）装夹稳定可靠，加工圆锥面时采用双顶尖顶磨，过程中可以随时从机床上卸下，方便与凹模实配间隙；（4）夹具可重复使用，不同规格顶锤模具下冲通用性好；（5）加工中间方孔与圆锥面时，无需二次装夹，操作便捷，加工精度高。

附图说明

图1是实施例1的一种结构示意图；

图2是实施例2的一种结构示意图；

图3是本实用新型俯视图的一种结构示意图；

图4是本实用新型垫板的一种结构示意图；

图5是本实用新型底板的一种结构示意图；

图6是本实用新型紧固块的一种结构示意图；

图7是图6的一种俯视结构示意图；

图8是本实用新型芯轴的一种结构示意图；

图9是本发锁紧螺母的一种结构示意图。

图中：1、下冲 2、紧固块 3、垫板 4、底板 5、圆锥面 6、基准面 7、燕尾形滑槽 8、螺栓 9、退刀槽 10、芯轴 11、锁紧螺母 12、方孔 13、通孔 14、安装孔 15、燕尾导轨 16、螺纹孔 17、下段 18、上段 19、穿丝孔 20、基线 21中间方孔 22、台阶上端面 23、台阶下端面。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型做进一步的描述。

在图1、图3、图4、图5、图6及图7所示的实施例1中，本实用新型的一种顶锤模具下冲加工制造的夹具，包括底板4、垫板3及紧固块2，所述紧固块与下冲1滑动连接，下冲通过下冲与垫板之间的挤压力固定。下冲由4个冲头组成，每个冲头分别与一个紧固块滑动连接。

所述紧固块内设有用于连接螺栓的螺纹孔16，所述底板上设有安装所述螺栓的安装孔14，所述紧固块通过螺栓8设置在底板上，所述垫板设置在下冲与底板之间，紧固块与垫板之间留有间隙；所述紧固块的数量为4个，紧固块的上端设有燕尾导轨15，下冲的下端面设有与燕尾导轨相配的燕尾形滑槽7，下冲的单个冲头沿着燕尾形滑槽左右对称，相邻的每两个燕尾导轨相互垂直；

如图4所示，所述垫板上还设有用于安装紧固块的方孔12；所述垫板及底板均为圆环状，垫板及底板的外径大小相同；安装孔为阶梯形孔，安装时，螺栓的端面抵在安装孔的阶梯面上；如图6所示，每个紧固块设有两个螺纹孔，紧固块为上端带有燕尾导轨的长方体，两个螺纹孔沿着燕尾导轨的长度方向并列设置，且螺纹孔位于紧固块的左右对称轴线上；底板与垫板均为圆环状，圆换的内圈直径大于下冲的方孔直径，既使得在加工中间方孔21时无需拆卸，又使得在加工圆锥面5时，整个夹具的旋转更加稳定；底板及垫板的直径小于装夹后的下冲的下端面直径。

先将紧固块放入垫板的方孔内，再将下冲的燕尾形滑槽对准燕尾导轨滑入，底板上的螺栓安装孔对准紧固块的螺纹孔，用螺栓进行调节并固定下冲，此时的垫板上表面紧贴下冲的台阶下端面23；当需要取出下冲时，松开螺栓，此时下冲与垫板之间不再产生挤压，取出下冲。

加工圆锥面：通过卡盘夹紧带有夹具的下冲，进行圆锥面的加工，夹具保证了在切削加工过程中，下冲的稳定性，防止下冲松动、跌落。

实施例2

本实用新型的一种顶锤模具下冲加工制造的夹具，包括底板4、垫板5及紧固块2，所述紧固块与下冲1滑动连接，下冲通过下冲与垫板之间的挤压力固定。下冲由4个冲头组成，每个冲头分别与一个紧固块滑动连接。

如图2、图3、图5、图6及图7所示，所述紧固块内设有用于连接螺栓的螺纹孔，所述底板上设有安装所述螺栓的安装孔，所述紧固块通过螺栓8设置在底板上，所述垫板设置在下冲与底板之间，紧固块与垫板之间留有间隙；所述紧固块的数量为4个，紧固块的上端设有燕尾导轨15，下冲的下端面设有与燕尾导轨相配的燕尾形滑槽7，下冲的单个冲头沿着燕尾形滑槽左右对称，相邻的每两个燕尾导轨相互垂直；

如图4所示，所述垫板上还设有用于安装紧固块的方孔12；所述垫板及底板均为圆环状，垫板及底板的外径大小相同；如图5所示，安装孔为阶梯形孔，安装时，螺栓的端面抵在安装孔的阶梯面上；如图6及图7所示，每个紧固块设有两个螺纹孔16，紧固块为上端带有燕尾导轨的长方体，两个螺纹孔沿着燕尾导轨的长度方向并列设置，且螺纹孔位于紧固块的左右对称轴线上；底板与垫板均为圆环状，使得在加工圆锥面时，整个夹具的旋转更加稳定。

如图8及图9所示，还包括芯轴10及锁紧螺母11，所述芯轴呈阶梯状，芯轴的上段18设有螺纹，芯轴的下段17紧贴下冲的下表面，通过锁紧螺母与芯轴的配合锁紧下冲；所述底板及垫板上均设有用于穿插芯轴的通孔13，芯轴的下段适配于所述通孔内。芯轴呈阶梯状分为三段，芯轴的下段即芯轴直径较大的一段穿设在垫板及底板的通孔内，且下段适配于通孔内，保证了芯轴与圆环形底板及垫板的同轴度，芯轴的中段设置在下冲的内孔中，芯轴的上段伸出于下冲的内孔且带有螺纹，通过锁紧螺母与芯轴下段的挤压锁紧下冲。

加工圆锥面：将芯轴的两端顶在加工车床的顶尖上进行圆锥面5加工，采用芯轴双顶尖顶磨加工的同轴度更好，加工后的圆锥面精度更高，夹具保证了在切削加工过程中，下冲的稳定性，防止下冲松动、跌落。

一种使用实施例2所述夹具的顶锤模具的下冲的加工工艺，包括金属切削加工工艺、热处理工艺、钳加工工艺和电火花加工工艺，下冲的主体是由互成90度的四个冲头构成，其外锥面与竖直方向成θ角斜度且与凹模成间隙配合设置，在下冲的加工过程中设置实施例1所述夹具，其加工工艺具体包括以下步骤：

下料：

a.在下料阶段选用Cr12钢作为下冲的制坯原料；选用Cr12钢因其具有高强度、比较优良的淬透性和耐磨性，广泛应用于下冲的加工制作。

热处理工艺前金属切削加工和钳加工：

b. 找正材料加工余量，精车削加工制坯原料一端见光形成外圆，尽可能长的见光其余部分，掉头装夹外圆，找正见光部分外圆两点跳动小于0.02，粗车削加工下冲，包括外锥面5、台阶上端面22、台阶下端面23、台阶上端面的退刀槽9及下冲的内孔。

c.在外圆上精铣削加工出两个基准面，两个基准面相互保持至90°± 3’，可通过三爪卡盘进行装夹，找正外圆12后进行精铣削加工。

热处理工艺：

e.热处理工艺包括退火、淬火和回火工序。退火温度为870℃，作为一种实施方式，退火工序为冷炉放入冲头5，在400℃和650℃各等温30分钟，温升至退火温度后，按照0.8分/1mm进行保温。实施退火工序为淬火做充分的准备，消除切削过程中产生的内应力，降低硬度，使组织细化且成分均匀。淬火为HRC55至58，淬火温度为950至980℃，采用油冷。回火为200至220℃，为了充分降低淬火带来的脆性以及消除或者大幅度减少内应力，采用回火时间不少于12小时。

热处理工艺后金属切削加工、钳加工和电火花加工：

f.配芯轴，找正外锥面两点跳动＜0.05mm，见光外锥面。精磨削加工台阶上端面及台阶下端面，靠磨台阶面见光前，必须检测外锥及最大外圆跳动＜0.01mm，平磨下冲上下两端面见光，∥≤0.02mm，台阶下端面□ ≤0.01mm。

g.在台阶下端面通过电火花线切割出用于安装夹具的燕尾形滑槽7。

h.在靠近外圆的用于切割下冲的基线20上电火花穿孔成形加工出相对称的四个穿丝孔19。

i.找正基准面且跳动小于0.01mm，基于基线通过电火花线切割加工下冲至贯通穿丝孔为止且不进行割断，在切割下冲形成四个冲头后，可选择所留余量为穿丝孔与外圆之间的间隙为6至10mm，切割中间方孔并保留单变量1mm，然后沿穿丝孔处进行割断。

j.研磨下冲的切割面。利用平板进行研平，同时修光拼缝处毛刺及外凸点，检测达到尺寸要求。

k.将研磨后的下冲冲头通过燕尾形滑槽同时安装至夹具上，当下冲拼接完成后，调节螺栓固定下冲，***芯轴并将锁紧螺母拧死固定下冲。

l.找正切割成四块的下冲，将芯轴的两端顶在加工车床的顶尖上进行圆锥面加工，采用芯轴双顶尖顶磨加工，精磨削加工外锥面、台阶上端面及台阶下端面，外锥面与凹模成间隙配合。精磨削加工的外锥面上具有90%以上与凹模的配合型面。

m.取下芯轴及锁紧螺母，电火花线切割加工中间方孔21至尺寸。

n.标示下冲拼缝两面的顺序号，将下冲从夹具上卸下，研磨拼缝处及中间方孔。

o.将下冲的台阶装夹在精密平口钳的钳口上，线切割加工下冲的角度成型尺寸。

p.抛光下冲的角度成型斜面。

Claims (7)

1.一种顶锤模具下冲加工制造的夹具，其特征是，包括底板、垫板及上下移动的紧固块，所述紧固块连接在下冲上，所述紧固块内设有用于连接螺栓的螺纹孔，所述底板上设有安装所述螺栓的安装孔，所述紧固块通过螺栓设置在底板上，所述垫板设置在下冲与底板之间，紧固块与垫板之间留有间隙，下冲通过下冲与垫板之间的挤压力固定。

2.根据权利要求1所述的一种顶锤模具下冲加工制造的夹具，其特征是，所述紧固块的数量为4个，紧固块的上端设有燕尾导轨，下冲的下端面设有与燕尾导轨相配的燕尾形滑槽，下冲的单个冲头沿着燕尾形滑槽左右对称，相邻的每两个燕尾导轨相互垂直。

3.根据权利要求2所述的一种顶锤模具下冲加工制造的夹具，其特征是，所述燕尾导轨表面设有防滑花纹。

4.根据权利要求2所述的一种顶锤模具下冲加工制造的夹具，其特征是，还包括芯轴及锁紧螺母，所述芯轴呈阶梯状，芯轴的上段设有螺纹，芯轴的下段紧贴下冲的下表面，通过锁紧螺母与芯轴的配合锁紧下冲；所述底板及垫板上均设有用于穿插芯轴的通孔，芯轴的下段适配于所述通孔内。

5.根据权利要求2所述的一种顶锤模具下冲加工制造的夹具，其特征是，所述垫板上还设有用于安装紧固块的方孔。

6.根据权利要求4所述的一种顶锤模具下冲加工制造的夹具，其特征是，所述垫板及底板均为圆环状，垫板及底板的外径大小相同。

7.根据权利要求1所述的一种顶锤模具下冲加工制造的夹具，其特征是，每个紧固块设有两个螺纹孔。

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