专利名称：一种螺母温挤压成型模具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种模具，特别是关于一种螺母温挤压成型模具。
技术背景目前温挤压是在冷挤压和热挤压的基础上发展起来的一种少无切削塑性成型 工艺。温挤压成型比冷挤压容易，可以采用比冷挤压大的变形量，从而减少模具费 用和压力机吨位，还可采用刚性不很大的通用设备，模具寿命也比冷挤压模具高很 多。另一方面，与热挤压相比，由于其加热温度低，氧化脱碳减轻，产品尺寸公差 等级较高，产品的力学性能较高。在温挤压成型工艺中，温挤压模具的设计制造又 是其关键所在。一些锻件应用挤压技术生产的潜力很大，其中很多可以尝试应用温挤压技术制 造。目前，这些锻件大都采用自由锻造或胎模锻造的方法生产，其中螺母类的零件 的锻件一般会被锻制成圆柱形、方柱形、六角柱形或圆筒、方筒、六角柱筒等形状。 自由锻造和胎模锻造的锻造余量一般为5 6mm，而且棱角处经常会锻不到位，钢材 的耗用和机械加工量都会很大，例如东风7G型机车保护螺母自由锻生产耗用钢材 3.45kg，锻件为圆柱形，机械切削量有3公斤左右。 发明内容针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种可有效降低工件原材料消耗和机 械加工量的螺母温挤压成型模具。为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案 一种螺母温挤压成型模具， 包括一凸模组合和凹模组合，其特征在于所述凸模组合包括一卸料板和一凸模固 定螺母，二者通过一卸料挡圈和螺钉固定连接在一起，在所述凸模固定螺母上通过 螺纹连接一上模套，在所述上模套中放入一定位套，并将一阶梯轴型凸模穿过所述 定位套、凸模固定螺母和卸料挡圈后座落在所述上模套内，在所述凸模顶部设置一 上模垫块，在所述上模垫块顶部设置一通过螺钉与所述上模套顶部固定连接的上模 板；所述凹模组合包括一下模板，在所述下模板顶部通过螺钉固定连接一下模套， 将一下模垫块穿过所述下模套的空腔座落在所述下模板上，在所述下模垫块顶部放 置套接在一起的凹模内圈和凹模外圈，在所述凹模外圈的顶部压设一凹模固定螺 母，所述凹模固定螺母通过螺纹固定连接所述下模套。所述凸模前端锥形角a为5° 15° 。所述凹模内圈与凹模外圈配合面的压合角e为1° 30' 3° ，所述凹模内圈与 凹模外圈的接触面积大于等于30%。本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点1、本实用新型根据被加工螺母的结构特点设计了凸、凹模组合，因此可以实现对被加工的保护螺母的温挤压加工的目的。2、本实用新型采用温挤压成形的方式加工保护螺母，材料内部组织处于三向压应力状态，晶粒细致均匀，同时挤压机床和挤压模具的精度较之其 它锻压设备和模具有本质的提高，因此有效地保证了包括尺寸精度和表面粗糙度在内的工件内、外部质量。3、采用本实用新型可以大大降低原材料消耗，降低机械加工量，生产效率也有较大提高。
图1是本实用新型被加工的保护螺母结构示意图 图2是图1的俯视示意图 图3是本实用新型凸模结构示意图 图4是本实用新型整体结构示意图 图5是本实用新型凹模内圈结构示意图 图6是本实用新型凹模外圈结构示意图具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。挤压是根据实施挤压时金属流动方向与凸模的运动方向之间的关系进行分类，一般可以把挤压分为四类1、金属流动方向与凸模的运动方向一致的称为正挤压； 2、金属流动方向与凸模的运动方向相反的称为反挤压；3、金属流动方向与凸模的 运动方向相垂直称为径向挤压；4、以上三种中的两种或两种以上的组合挤压称为 复合挤压。如图1、图2所示，本实用新型需要挤压的工件是东风7G型内燃机车 16V275型柴油机上的一个保护螺母l，此工件属于典型的杯杆形件，属于三种挤压 方式都有的复合挤压。在温挤压模具中，凸模和凹模是关键的两个部件。凸模在挤压过程中，承受的 单位挤压力最大，极易磨损和破坏，为此凸模的设计与制造就显得尤为重要。合理 的凸模结构设计、合适的工作部分形状可以改善变形金属的流动、减小挤压力、延 长模具的工作寿命。凹模按照预加预应力的情况分为三种结构形式整体凹模、双层组合凹模、三层组合凹模，预应力组合凹模是挤压模具设计的关键问题之一。如 果这个问题解决不好，则往往在高的单位挤压力作用下，发生凹模的纵向开裂。组 合式预应力凹模的主要优点是在相同凹模外形尺寸条件下，其强度比整体式凹模强度要大得多。本实用新型根据工件的结构特点和其温挤压成型工艺的要求，设计了 凸、凹模组合，下面分别加以描述。如图3、图4所示，本实用新型凸模组合根据螺母l的形状将凸模2设计成阶 梯轴型，前端锥形角a—般为5° 15° ，过大会因为坯料端面不平而导致杯形件 壁厚差过大，从而使凸模2受到很大的侧向力，在挤压过程中易折断。凸模组合还 包括一卸料挡圈3，在卸料挡圈3上外套一卸料板4，在卸料板4顶部设置一凸模 固定螺母5，在卸料挡圈3的底部通过螺钉将卸料挡圈3、卸料板4和凸模固定螺 母5固定连接在一起。将一上模套6通过螺纹联接在凸模固定螺母5上，在上模套 6内插入一定位套7。将凸模2的锥角端穿过定位套7、凸模固定螺母5和卸料挡圈 3后，座于上模套6内腔中。在凸模2的平面端压盖一上模垫块8，在上模垫板8 上再覆盖一面积较大的上模板9，将上模套6与上模板9通过螺钉紧固。如图4 6所示，本实用新型凹模组合根据挤压力的大小，确定凹模采用由凹 模内圈IO和凹模外圈11的二层组合式。凹模内圈IO和凹模外圈11的压合角e — 般是采用l。 30'，不宜超过3。，否则在使用过程中内、外圈IO、 ll会因不自锁 而松脱。配合面必须研磨，其相互接触面积要大于等于30%，才能在整个预应力面 上施加有效的应力，在凹模外圈11上开有起模工艺孔12，凹模内圈10中心的通孔 13与被加工的保护螺母1的形状相适应，下部稍长。下模板14是一大面积平板， 在其上通过螺钉固定一下模套15,下模套15上端车有外螺纹。将一下模垫块16穿 过下模套15的空腔座落在下模板14上，在下模垫板16上面放置凹模内圈10和凹模外圈ll。凹模的内腔放置一凹模垫块n，在凹模垫块n上放置本实用新型需要挤压的保护螺母1的毛坯18，凹模垫块17为六角形，与保护螺母1的六角头形状 相吻合。用一凹模固定螺母19压在凹模外圈11上并与下模套15通过螺纹联接。 在下模板14、下模垫块16上都设置有一中心孔20，用于作为一顶件杆21的进出 通道。上述结构中，上、下模板9、 14是挤压压力的主要支承部分，由于挤压的单位 压力较高，上、下模板9、 14不能采用铸铁材料。上、下模垫块8、 16是为了防止 高的挤压单位压力直接传递给上、下模板9、 14，造成局部凹陷或变形而设计的， 上、下模垫块8、 16必须采用模具钢材料。上、下模套6、 15具有导向作用。卸料 板4既有卸料作用，也有导向作用。卸料挡圈3既有导向作用，也有方便拆装维修 作用，卸料挡圈3必须采用工具钢材料。顶件杆21具有卸料作用，必须采用工具 钢材料。凹模内圈10的材料可以采用高级合金工具钢，凹模外圈11可以采用中碳 钢制造，这样既可以有效地预防凹模的纵向开裂，提高模具的强度和承载能力，又可节省合金工具钢。本实用新型合模挤压时，将凸模组合向下挤压，使凸模2进入凹模组合中的保护螺母1的毛坯18，达到挤压尺寸后停止挤压，向上提升卸料板4拔出凸模2，同 时向上顶出顶件杆21，使被挤压的工件保护螺母1脱落， 一个加工周期完成。
权利要求1、一种螺母温挤压成型模具，包括一凸模组合和凹模组合，其特征在于所述凸模组合包括一卸料板和一凸模固定螺母，二者通过一卸料挡圈和螺钉固定连接在一起，在所述凸模固定螺母上通过螺纹连接一上模套，在所述上模套中放入一定位套，并将一阶梯轴型凸模穿过所述定位套、凸模固定螺母和卸料挡圈后座落在所述上模套内，在所述凸模顶部设置一上模垫块，在所述上模垫块顶部设置一通过螺钉与所述上模套顶部固定连接的上模板；所述凹模组合包括一下模板，在所述下模板顶部通过螺钉固定连接一下模套，将一下模垫块穿过所述下模套的空腔座落在所述下模板上，在所述下模垫块顶部放置套接在一起的凹模内圈和凹模外圈，在所述凹模外圈的顶部压设一凹模固定螺母，所述凹模固定螺母通过螺纹固定连接所述下模套。
2、 如权利要求1所述一种螺母温挤压成型模具，其特征在于所述凸模前端 锥形角ct为5。 15° 。
3、 如权利要求1所述一种螺母温挤压成型模具，其特征在于所述凹模内圈 与凹模外圈配合面的压合角P为1° 30' 3° ，所述凹模内圈与凹模外圈的接触面 积大于等于30%。
4、 如权利要求1所述一种螺母温挤压成型模具，其特征在于所述凹模内圈 与凹模外圈配合面的压合角P为1° 30' 3° ,所述凹模内圈与凹模外圈的接触面 积大于等于30%。
5、 如权利要求1或2或3或4所述一种螺母温挤压成型模具，其特征在于-所述凹模内圈采用高级合金工具钢材料。
6、 如权利要求1或2或3或4所述一种螺母温挤压成型模具，其特征在于 所述凹模外圈采用中碳钢。
7、 如权利要求1或2或3或4所述一种螺母温挤压成型模具，其特征在于 所述卸料挡圈采用工具钢材料。
8、 如权利要求1或2或3或4所述一种螺母温挤压成型模具，其特征在于 所述上、下模板采用模具钢材料。
9、 如权利要求1或2或3或4所述一种螺母温挤压成型模具，其特征在于 所述顶件杆必须采用工具钢材料。
专利摘要本实用新型涉及一种螺母温挤压成型模具，包括一凸模组合和凹模组合，其特征在于凸模组合包括连接成一体的卸料板、卸料挡圈和凸模固定螺母，在凸模固定螺母上通过螺纹连接一上模套，在上模套中放入一定位套，并将一阶梯轴型凸模坐落在上模套内，在凸模顶部设置一上模垫块，在上模垫块顶部设置一通过螺钉与上模套顶部固定连接的上模板；凹模组合包括一下模板，在下模板顶部通过螺钉固定连接一下模套，将一下模垫块穿过下模套的空腔坐落在下模板上，在下模垫块顶部放置套接在一起的凹模内圈和凹模外圈，在凹模外圈的顶部压设一凹模固定螺母，凹模固定螺母通过螺纹固定连接下模套。采用本实用新型加工螺母可以大大降低原材料消耗，降低机械加工量，生产效率也有较大提高。
文档编号B21C25/00GK201102039SQ20072017362
公开日2008年8月20日 申请日期2007年10月15日 优先权日2007年10月15日
发明者涛 王, 王永林, 王长云 申请人:中国北车集团北京二七机车厂有限责任公司