一种可承受高镦压力的多适配性组合模具的制作方法

本实用新型涉及航空航天紧固件加工技术领域，特别是涉及一种可承受高镦压力的多适配性组合模具。

背景技术：

目前，很多紧固件原材料强度高、镦压过程变形量大，导致所需镦压力较大(几吨～上百吨)，主要承力部件为上冲模、下主模及模具型腔内的顶杆，上冲模、下主模较大，与设备底座连接，由设备底座承力，可承受较大镦压力。但是模具型腔内顶杆与设备自带顶棒连接，设备顶棒为机床活动件，承力能力明显低于设备底座，进口镦机自带顶棒价格高达5～15万元，且配件购买周期较长(到货期1～3个月以上)，若损坏将严重制约产品生产进度，若大量备库又会增加库存成本。

设备自带顶棒材料一般为优质结构钢，硬度范围一般约hrc46，部分加强型顶棒使用模具钢硬度约为hrc55，为保护与顶棒配套的其它活动组件，顶棒基本不会再提高硬度，从而顶棒可承受镦压力受限。使镦机设备自带顶棒可承受的镦压力远小于于设备底座可承受的镦压力。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型旨在克服上述现有技术中存在的缺陷，提供一种可承受高镦压力的多适配性组合模具，将顶棒承受的镦压力转化为由设备底座承受镦压力。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种可承受高镦压力的多适配性组合模具，包括由外到内依次套设的模套、模芯和从动杆，所述从动杆与模芯所设滑孔的内侧壁滑动相接，待加工的工件插接于滑孔顶端；

所述模芯和从动杆的底端设有总垫块，所述总垫块包括筒状的垫套和位于垫套内周的垫芯，所述模芯的底端与垫套相接，所述从动杆的底端与垫芯相接，所述总垫块承载于设备底座，所述模套的下端套设于垫套的外周；

所述从动杆包括顶杆和支撑杆，所述支撑杆的直径大于所述顶杆的直径，所述顶杆和支撑杆的相接处设有挡块，所述挡块的直径大于所述支撑杆的直径，所述支撑杆的外周套设有压缩的弹簧。

进一步地，所述模芯由从上到下依次设置的顶芯、第一垫块和第二垫块叠加而成。

进一步地，所述顶芯为硬质合金顶芯。

进一步地，所述顶芯为圆锥体，顶芯的顶部直径小于其底部直径；

进一步地，所述顶芯外侧壁的倾斜角度为2°～10°。

进一步地，所述顶芯的厚度大于其所在的模套锥孔高度，所述顶芯的底部直径大于锥孔的直径且小于所述第一垫块的直径；

进一步地，顶芯厚度与其所在的模套锥孔高度之间的差值为0.1～5mm；

优选的，差值为0.3～1mm。

进一步地，所述第二垫块最薄处的壁厚为第二垫块最大外径的30％～60％；

优选的，所述第二垫块最薄处的壁厚为第二垫块最大外径的45％。

进一步地，所述支撑杆和挡块位于所述第二垫块的内周；

进一步地，所述弹簧的内径与所述支撑杆的外径相匹配，所述弹簧的外径与所述第二垫块的内径相匹配。

进一步地，所述模套与所述第一垫块和第二垫块的相接处相对应的位置上设有第二槽孔，所述模套与垫套顶部相对应的位置上设有第三槽孔，所述第二槽孔和第三槽孔均贯通模套侧壁的内外两侧；

进一步地，所述第二槽孔和第三槽孔的直径为3～6mm；

进一步地，所述第二垫块的顶部开设有通孔，通孔的位置与第二槽孔的位置相对；

进一步地，所述垫套的顶部与模套之间留有缝隙。

相对于现有技术，本实用新型的有益效果是：

(1)该可承受高镦压力的多适配性组合模具，模芯内，由顶芯承受工件变形的镦压力将传递至垫块和垫套承受，并最终将镦压力传递至设备底座；从动杆承受镦压力时，将镦压力传递至垫芯，最终仍将力传递至底座，设备底座承受的为分散的镦压力，降低镦机底座损坏的概率。

(2)该可承受高镦压力的多适配性组合模具，使用了弹簧顶出的结构，使用与所需顶出力相匹配的弹簧，作为顶出机构的动力源，取代原机床活动件结构，简化顶出机构的结构复杂度，且在镦压过程中，弹簧顶住模腔内的挡块，有节奏的升降，使坯件变形有序进行，提高坯件成形质量。

(3)该可承受高镦压力的多适配性组合模具，模腔内承力的从动杆和垫块均可以自由选择材料和硬度(可选择各类模具钢、硬质合金钢等，硬度值可选择hrc65，也可选择更高的hra88等)，原因为：1)模腔内顶杆或垫块承力后，会将力量分散至与之相连的更大的支撑杆或垫块上，再由这些更大的支撑杆和垫块将力传递至设备底座，大大减少了设备底座单点承受的镦压力，不会因压力过大而损坏设备底座；2)模腔内的顶杆或垫块采购较简便，所用材料选择范围较大，各类模具制造厂均可生产，采购成本较低，单次采购3～10件均可。

(4)该可承受高镦压力的多适配性组合模具，通过组合式的模芯和模套，使得该模具可以根据待加工工件的型号进行组件的组装和更换，提高其适配的灵活性，并减少模具部件损坏时的维修成本。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型所述的一种可承受高镦压力的多适配性组合模具剖面结构示意图。

附图标记说明：

1-模套；13-第二槽孔；14-第三槽孔；2-模芯；21-顶芯；22-第一垫块；23-第二垫块；24-滑孔；3-从动杆；31-顶杆；32-支撑杆；33-挡块；34-弹簧；4-总垫块；41-垫套；42-垫芯；6-底座；7-工件；9-紧定螺钉。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型：

如图1所示，一种可承受高镦压力的多适配性组合模具，包括由外到内依次套设的模套1、模芯2和从动杆3，其中，从动杆3与模芯2中部所设滑孔24的内侧壁滑动相接，待加工螺栓工件7的螺杆部分插接于滑孔24的顶端，由从动杆3承受其螺杆部分所受镦压力，螺帽部分位于模芯2顶面，由模芯2支撑其承受镦压；

模芯2和从动杆3的底端设有总垫块4，该总垫块4包括筒状的垫套41和位于垫套41内周的垫芯42，其中，模芯2的底端与垫套41相接，从动杆3的底端与垫芯42相接，以分散底座所受压力，降低单位压强；

垫芯42与垫套41之间通过紧定螺钉9连接固定，总垫块4固设于设备底座6，模套1的下端套设于垫套41的外周，与垫套41螺纹连接；

为了提高从动杆3的承压力，从动杆3由上部的顶杆31和下部的支撑杆32组成，且支撑杆32的直径大于顶杆31的直径，顶杆31和支撑杆32的相接处设有挡块33，该挡块33的直径大于支撑杆32的直径，支撑杆32的外周套设有压缩的弹簧34，用于为从动杆3提供向上的推动力；

为了保证从动杆3移动的稳定性，弹簧34的内径与支撑杆32的外径相匹配，弹簧34的外径与第二垫块23的内径相匹配，且弹簧34的螺距大于从动杆3的移动距离，避免弹簧34的下端变形移位对从动杆3的下降造成阻挡；

工作状态下，从动杆3的顶端与工件的螺杆底端相抵接，从动杆3的底端与垫芯42顶面相抵接，待坯件压型完毕后，再由弹簧34将从动杆3上推，将坯件顶出滑孔24；

为了提高模具的适配性，模芯2由从上到下依次设置的顶芯21、第一垫块22和第二垫块23叠加而成，为了增加顶芯21的抗压能力，作为首要承压部件的顶芯21由硬质合金材质制成，且该顶芯21为上窄下阔的圆锥体，具体的，顶芯21外侧壁的倾斜角度为2°～10°，使其能够支撑坯件，承受坯件所受镦压变形力；

为了使顶芯21的定位更牢固，顶芯21的底部直径大于锥孔的直径且小于第一垫块22的直径，顶芯21的厚度大于其所在的模套1锥孔高度0.3～1mm，该选值为不影响顶芯21装配效果的最佳范围值，而第一垫块22和第二垫块23的直径相同，保证镦压力的传递；

为了保证第二垫块23的承压强度，第二垫块23最薄处的壁厚为第二垫块23最大外径的30％～60％，优选45％；

支撑杆32和挡块33位于第二垫块23的内周，其高度低于第二垫块23的高度，使其可以在第二垫块23内升降，而不会被垫块间的间隙卡住；

为了使从动杆3能够顺利工作，模套1上设有两组槽孔，分别是：模套1与第一垫块22和第二垫块23的相接处相对应的位置上所设的第二槽孔13，模套1与垫套41顶部相对应的位置上所设的第三槽孔14，两组槽孔均贯通模套1侧壁的内外两侧，且直径均为3～6mm；

第二垫块23的顶部开设有通孔，该通孔的位置与第二槽孔13的位置相对，垫套41的顶部与模套1之间留有缝隙，上述通孔和缝隙均与槽孔配合使用，有利于镦压过程中排油、排气。

注：文中所述固定连接方式，如果未进行特殊说明，选用螺纹连接、焊接、粘接等现有的固定连接方式。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。