一种片体的圆柱部位成型方法及成型设备与流程

本发明涉及一种片体的圆柱部位成型方法及成型设备。

背景技术：

对比图7、图15，某些片体状零件的一端需要成型圆柱23以及法兰盘21(由图7所示的形状冷镦至图15所示的形状)。通常会对胚料段的一端同时成型法兰盘21以及圆柱23。在冷镦成型的过程中，该端部的一部分材料会沿横向流动而形成法兰盘21，而该端部的另一部分材料会沿竖向流动而形成圆柱23。

在设计需求上，圆柱23需要成型的高度较大，即需要成型出较长的圆柱23部位，以至于在成型过程中，即使已经成型出符合设计尺寸的法兰盘21，但圆柱23的高度却还不够。为使材料在成型过程中尽可能往竖向流至圆柱23所在部位，根据“材料向阻力最小的方向流动”这一原则，需要增加法兰盘21所在部位的材料流动阻力，在现有技术中，通常将法兰盘21的横向成型尺寸增加，以至于增大法兰盘21所在部位的材料流动阻力，以使法兰盘21所在部位材料流动阻力大于圆柱23部位。然而，此操作需要增加法兰盘21的横向成型尺寸，以至于法兰盘21的横向成型尺寸比法兰盘21的设计尺寸大得多，因而不得不在后续步骤中切除较多的法兰盘21边缘余料，导致浪费材料。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种片体的圆柱部位成型方法，其能够节省材料。本发明的目的之二在于提供一种片体的圆柱部位成型设备，其能够节省材料。

一种片体的圆柱部位成型方法，应用于方型柱状形胚料，所述成型方法包括以下步骤：

断料步骤：截取一定长度的胚料段；

强束片体步骤：对胚料段的下端进行强束，以使所述下端形成片体，而所述胚料段的上端形成头部；

圆柱部位成型步骤：将所述头部的下局部冷镦成法兰盘，且所述法兰盘的外围留有成型阻力边缘，所述成型阻力边缘呈锥面状，所述成型阻力边缘的厚度比所述法兰盘的厚度小，在对所述头部的下局部进行冷镦的过程中，将所述头部的上局部冷镦成圆柱。

具体地，在所述圆柱部位成型步骤中，所述成型阻力边缘自上往下/自下往上朝外倾斜。

具体地，在所述断料步骤与所述强束片体步骤之间存在第一整形步骤，所述第一整形步骤：对所述胚料段进行冷镦，以使所述胚料段的下端形成倒角或倒圆。

具体地，在所述圆柱部位成型步骤以后，存在第二整形步骤，所述第二整形步骤：对所述胚料段进行冷镦，以将所述成型阻力边缘翻折至水平。

具体地，在所述圆柱部位成型步骤以后，存在余料切除步骤，所述余料切除步骤：将所述法兰盘边缘的多余物料冲裁掉。

一种应用于所述的成型方法的成型设备，包括定模和冲具，所述冲具设有动模，所述定模的顶壁设有外凸部，所述外凸部的侧壁为自下而上逐渐收窄的锥面，称之为第一锥面，所述动模的底壁设有凹入部，所述凹入部的侧壁为自下而上逐渐收窄的锥面，称之为第二锥面，所述外凸部的顶壁与所述凹入部的顶壁用于共同成型所述法兰盘，所述第一锥面与所述第二锥面用于共同成型所述成型阻力边缘。

一种应用于所述的成型方法的成型设备，包括定模和冲具，所述冲具设有动模，所述动模的顶壁设有外凸部，所述外凸部的侧壁为自下而上逐渐收窄的锥面，称之为第一锥面，所述定模的底壁设有凹入部，所述凹入部的侧壁为自下而上逐渐收窄的锥面，称之为第二锥面，所述外凸部的顶壁与所述凹入部的顶壁用于共同成型所述法兰盘，所述第一锥面与所述第二锥面用于共同成型所述成型阻力边缘。

具体地，所述第一锥面/第二锥面在过轴线的横截面的轮廓投影所成的夹角为a，90°≤a≤110°。

具体地，所述第一锥面/第二锥面在过轴线的横截面的轮廓投影所成的夹角为a，a＝100°。

具体地，在所述定模与所述动模合模时，所述外凸部的顶壁与所述凹入部的底壁之间的距离称为第一厚度，所述第一锥面与所述第二锥面之间的距离称为第二厚度，在所述定模与所述动模合模时，所述第一厚度比所述第二厚度大。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

对于本申请的成型方法而言，在上述圆柱部位成型步骤中，由于成型阻力边缘呈锥面状，且成型阻力边缘的厚度比法兰盘的厚度小。在成型过程中，法兰盘附近的物料在成型阻力边缘处遇到较大的成型阻力，使得法兰盘附近的物料的横向流动受到阻碍，因而部分物料被迫转由沿竖向(朝上)流动至头部处，而非沿横向流向法兰盘处，从而在无需增大法兰盘横向尺寸的前提下，能够实现足够长度的头部的成型，从而能够减小法兰盘的边缘余料，以节省材料。另外，由于法兰盘横向尺寸无需增大，冷镦过程所需用到的锻造力也得以减小，从而实现节能。

对于本申请的成型设备而言，由于外凸部设有第一锥面，相应地，凹入部设有第二锥面，且在定模与动模合模时，外凸部的顶壁与凹入部的底壁之间的距离比第一锥面与第二锥面之间的距离要大，使得成型阻力边缘的厚度比法兰盘的厚度小。在成型过程中，法兰盘附近的物料在成型阻力边缘处遇到较大的成型阻力，使得法兰盘附近的物料的横向流动受到阻碍，因而部分物料被迫转由沿竖向(朝上)流动至头部处，而非沿横向流向法兰盘处，从而在无需增大法兰盘横向尺寸的前提下，能够实现足够长度的头部的成型，从而能够减小法兰盘的边缘余料，以节省材料。另外，由于法兰盘横向尺寸无需增大，冷镦过程所需用到的锻造力也得以减小，从而实现节能。

附图说明

图1为胚料段的三视图；

图2为第一整形步骤中的倒角工位的局部视图；

图3为经过倒角后的物料的三视图；

图4为第一整形步骤中的倒圆工位的局部视图；

图5为经过倒圆后的物料的三视图；

图6为强束片体步骤工位的局部视图；

图7为经过强束片体步骤后的物料的三视图；

图8为圆柱部位成型步骤工位的局部视图；

图9为经过圆柱部位成型步骤后的物料的正视图及仰视图；

图10为经过圆柱部位成型步骤后的物料的侧视图及俯视图；

图11为第二整形步骤工位的局部视图；

图12为经过第二整形步骤后的物料的正视图及仰视图；

图13为经过第二整形步骤后的物料的侧视图及俯视图；

图14为余料切除步骤工位的局部视图；

图15为经过余料切除步骤后的物料的三视图；

图16为圆柱部位成型步骤中，物料的形变前后对比图。

图中：1、片体；2、头部；21、法兰盘；22、成型阻力边缘；23、圆柱；3、外凸部；31、第一锥面；4、凹入部；41、第二锥面；51、切边模；52、导向滑柱；53、切边冲棒；54、卸废料推管；55、复位弹簧。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

一种片体的圆柱部位成型方法，应用于方型柱状形胚料，成型方法包括以下步骤：

断料步骤：截取一定长度的胚料段(如图1所示)。

第一整形步骤：对胚料段进行冷镦，以使胚料段的下端形成倒角或倒圆。在本实施例中，先使胚料段的下端形成倒角(结合图1至图3)，继而使该下端形成倒圆(结合图3至图5)。

强束片体步骤：参考图5至图7，对胚料段的下端进行强束，以使该下端形成片体1，而胚料段的上端形成头部2。

圆柱部位成型步骤：参考图7至图10，将头部2的下局部冷镦成法兰盘21，且法兰盘21的外围留有成型阻力边缘22。成型阻力边缘22呈锥面状，成型阻力边缘22的厚度比法兰盘21的厚度小。在对头部2的下局部进行冷镦的过程中，将头部2的上局部冷镦成圆柱23(结合图16)。

具体地，如图9、图10所示，成型阻力边缘22自上往下朝外倾斜，作为替代(图未示出)，成型阻力边缘22的倾斜方向与前述相反，即自下往上朝外倾斜。

第二整形步骤：参考图10至图13，对胚料段进行冷镦，以使圆柱23的顶部边缘形成倒圆，并且，将成型阻力边缘22翻折至水平(如图12、图13所示)。

余料切除步骤：参考图12至图15，将法兰盘边缘的多余物料冲裁掉。其中，见图14，余料切除步骤工位包括切边模51、导向滑柱52、切边冲棒53、卸废料推管54、复位弹簧55等。

在上述圆柱部位成型步骤中，由于成型阻力边缘22呈锥面状，且成型阻力边缘22的厚度比法兰盘21的厚度小。法兰盘21附近的物料在成型阻力边缘22处遇到较大的成型阻力，使得法兰盘21附近的物料的横向流动受到阻碍，因而部分物料被迫转由沿竖向(朝上)流动至头部2处，而非沿横向流向法兰盘21处，从而在无需增大法兰盘21横向尺寸的前提下，能够实现足够长度的头部2的成型，从而能够减小法兰盘21的边缘余料，以节省材料。另外，由于法兰盘21横向尺寸无需增大，冷镦过程所需用到的锻造力也得以减小，从而实现节能。

一种应用于上述成型方法的成型设备，参考图8，包括定模(位于图8下侧)和冲具(位于图8上侧)，冲具设有动模。定模的顶壁设有外凸部3，外凸部3的侧壁为自下而上逐渐收窄的锥面，称之为第一锥面31。动模的底壁设有凹入部4，凹入部4的侧壁为自下而上逐渐收窄的锥面，称之为第二锥面41。外凸部3的顶壁与凹入部4的顶壁用于共同成型法兰盘21，第一锥面31与第二锥面41用于共同成型上述成型阻力边缘22。具体地，第一锥面31与第二锥面41在过轴线的横截面的轮廓投影所成的夹角均为a，90°≤a≤110°。优选地，第一锥面31与第二锥面41在过轴线的横截面的轮廓投影所成的夹角均为a，a＝100°。

具体地，参考图8，在定模与动模合模时，外凸部3的顶壁与凹入部4的底壁之间的距离称为第一厚度，第一锥面31与第二锥面41之间的距离称为第二厚度，在定模与动模合模时，第一厚度比第二厚度大，因而，在法兰盘21(成型阻力边缘22)成型的过程中，成型阻力边缘22的厚度始终比法兰盘21的厚度要小，因而成型阻力边缘22所在位置的材料横向流动阻力较大，从而迫使部分法兰盘21所在位置的材料沿阻力相对较小的竖向(朝上)流动，以形成圆柱23。

作为替代实施方式(图未示出，可参考图8)，上述成型设备的外凸部3与凹入部4所设的位置相互调转，即动模的顶壁设有外凸部3，外凸部3的侧壁为自下而上逐渐收窄的锥面，称之为第一锥面31。定模的底壁设有凹入部4，凹入部4的侧壁为自下而上逐渐收窄的锥面，称之为第二锥面41。外凸部3的顶壁与凹入部4的顶壁用于共同成型法兰盘21，第一锥面31与第二锥面41用于共同成型上述成型阻力边缘22。此替代实施方式仍能够使法兰盘21的外围形成成型阻力边缘22，只不过此成型阻力边缘22的延展方向与上述实施相反，但此实施例中的成型阻力边缘22同样能够起到“迫使部分法兰盘21所在位置的材料沿阻力相对较小的竖向(朝上)流动，以形成圆柱23”的作用。

由于外凸部3设有第一锥面31，相应地，凹入部4设有第二锥面41，且在定模与动模合模时，外凸部3的顶壁与凹入部4的底壁之间的距离比第一锥面31与第二锥面41之间的距离要大，使得成型阻力边缘22的厚度比法兰盘21的厚度小。法兰盘21附近的物料在成型阻力边缘22处遇到较大的成型阻力，使得法兰盘21附近的物料的横向流动受到阻碍，因而部分物料被迫转由沿竖向(朝上)流动至头部2处，而非沿横向流向法兰盘21处，从而在无需增大法兰盘21横向尺寸的前提下，能够实现足够长度的头部2的成型，从而能够减小法兰盘21的边缘余料，以节省材料。另外，由于法兰盘21横向尺寸无需增大，冷镦过程所需用到的锻造力也得以减小，从而实现节能。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。