专利名称：减径挤压加工方法与加工装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是棒状工件由导向构件支承并沿轴向移动、插入减径挤压模进行减径挤压加工的加工方法与加工装置。
有关于这方面的现有减径挤压加工装置如图4所示。这种减径挤压加工装置1作为对螺栓W的螺纹部Wn进行预加工的装置，它包括有可动模2与减径挤压模4，可动模2在对螺栓W导向的同时，支承着螺栓W的头下部WK；而减径挤压模4对螺纹部Wn进行预加工。
在前述之减径挤压模4中形成了减径挤压螺栓W的螺纹部Wn的台肩(图中未示出)，减径挤压模4成两段重叠起来固定在略成筒状的加强环5的中央。而加强环5置于筒状模壳8的内部，同时该加强环5的法兰部5f由模壳8与压模板6沿轴向夹紧并以此定位。
可动模2是一种在加强环5的上侧可在模壳8内滑动的结构，它的中央与减径挤压模4同轴形成了支承螺栓W的头下部WK的开孔部2K。这里，开孔部2K的内径设定为与螺栓W的头下部WK的外径大致相等。另外，在可动模2的下端固定着沿滑动方向延伸出来的一对弹力销2r，这些弹力销2r穿过了加强环5上形成的导向孔5h。再就是，在弹力销2r的下端同轴固定着弹力板2e，弹力板2e可滑动地置于压模板6上形成的凹部6h中。
在凹部6h内，装了依其弹力能上推弹力板2e的弹簧(图中未示出)，依靠弹簧的弹力，将可动模2与弹力销2r一起推上去，使弹力板2e保持在与加强环5的下面相接触的位置。
还有，在压模板6的下方设置了工件顶出销9，该销9从下方通入压模板6的中央形成的中央开孔6K中，进而插入减径挤压模4内。
为了用减径挤压加工装置1对螺栓W的螺纹部Wn进行减径挤压加工，如图4(A)所示，在把螺栓W的头部嵌入升降机构7的12角修整冲头7C的状态下使该螺栓W的头下部WK等通入可动模2的开孔部2K，将螺栓W插入减径挤压模4内。而后使升降机构从此位置下降，如图4(B)所示，由于克服弹簧的弹力将螺栓W与可动模2一起向下推，螺栓W的螺纹部Wn即由挤压台肩进行减径挤压加工，从而进行了对螺纹部Wn的预加工。一当螺栓W的减径挤压加工结束，升降机构7上升，由工件顶出销9将螺栓W从减径挤压模4中顶出。
在上述这样现有减径挤压加工装置1中，由减径挤压模4对螺栓W进行定位时，可动模2从减径挤压模4离开进行减径挤压加工所必要的距离H。因此，如图4(C)所示，在拉紧部Wt的直径比头下部WK等的直径小的那种螺栓的情况下，当拉紧部Wt通过开孔部2K时，开孔部2K的壁面与拉紧部Wt之间产生了间隙，螺栓W往往发生倾斜。特别是对于横型减径挤压加工装置1，由于重力作用，螺栓W容易产生倾斜。当这种倾斜超过容许范围时，螺栓W的下端与减径挤压模4的上面接触，会发生不可良好地插入减径挤压模4的故障。
本发明的技术课题即是在可动模的开孔部与螺栓间产生间隙，螺栓对减径挤压模产生倾斜的情况下，将螺栓的倾斜修正到容许范围内，确保螺栓插入减径挤压模内。
上述这一课题是由具有如下特征的减径挤压加工方法来解决的。
本发明第一方案的减径挤压加工方法。即，棒状工件由导向构件进行导向并沿轴向移动、插入减径挤压模而进行减径挤压加工；在这样的加工方法中，在工件对减径挤压模倾斜的情况下，将工件的倾斜修正到容许范围内，并插入减径挤压模；这里所谓容许范围即指工件可插入减径挤压模的倾斜范围。
如依照本发明，由于工件对减径挤压模有倾斜时，可将工件的倾斜修正到容许范围内。故可确保工件插入减径挤压模。
如依照本发明，由于可确保工件插入减径挤压模内，故可防止因工件插入不良引起的故障的发生。
本发明第二方案的减径挤压加工方法。即，将工件通过与减径挤压模同轴设置的锥形孔，把工件对减径挤压模倾斜修正到容许范围内。
如依照本发明，即使工件对减径挤压模有倾斜，但在工件沿轴向移动过程中工件的下端是沿着锥形孔的壁面移动，因此工件的轴心与减径挤压模的中心相重合，工件倾斜得以修正，确保工件插入减径挤压模中。
如依照本发明，由于是利用锥形孔修正了工件的倾斜，故可使装置结构简化。
本发明第三方案的减径挤压加工方法，即，工件被和减径挤压模同轴设置的内径减小机构从半径方向加以限制，将工件对减径挤压模的倾斜修正到容许范围内。
如依照本发明，首先是在内径减小机构的内径比工件的外径大的状态下，使工件通过导向构件和内径减小机构而导入减径挤压模；而后将内径减小机构的内径减小到与工件外径大致相等，以内径减小机构的位置使工件的轴心与减径挤压模的中心相重合；即，即使工件对减径挤压模有倾斜，依靠内径减小机构的位置也可将工件的倾斜修正。
如依照本发明，由于内径减小机构的位置可使工件的轴心与减径挤压模的中心相重合，从而消除了前述利用锥形孔的方法中工件下端的一部分与锥形孔的摩擦，故可防止工件的损伤。
本发明第4方案的减径挤压加工法。即，将导向构件与减径挤压模之间的间距设定大致为零，来修正工件对减径挤压模的倾斜到容许范围之内。
如依照本发明，由于使得导向构件与减径挤压模之间的间距为零，即使工件对减径挤压模有倾斜，当工件通过导向构件那一点时也会自动插入减径挤压模。
如依照本发明，由于导向构件与减径挤压模间不需设置新的构件而可将工件导入减径挤压模的插入口，故可防止装置复杂化。
权利要求5之减径挤压加工方法。即，把导向构件的工件支承长度设定为可将工件对减径挤压模的倾斜修正到容许范围内的长度。
如依照本发明，由于工件通过导向构件，所以工件倾斜能自动修正到容许范围之内。
如依照本发明，由于工件在通过导向构件过程中其倾斜得以修正，故导向构件与减径挤压模间不需设置新的构件，可避免装置的复杂化。
本发明第六方案的减径挤压加工方法，即，实施这种加工方法的加工装置中包括对棒状工件进行减径挤压加工的减径挤压模与将工件导入减径挤压模时对工件导向的导向构件；在这种加工装置中设置了修正机构，当工件对减径挤压模有倾斜时，它可将工件的倾斜修正到容许范围之内。
如依照本发明，由于设置了修正机构将工件对减径挤压模的倾斜修正到容许范围之内，工件通过导向构件后能确保其导入减径挤压模的工件插入口。即依本发明的装置可以实施本发明第一方案所记述的方法的发明。
如依照本发明，可以得到与本发明第一方案所记述的发明之同样效果。
图面简单说明
图1-表示本发明第1实施例减径挤压加工装置与加工方法的纵断面图，图2-表示本发明第2实施例减径挤压加工装置与加工方法的纵断面图，图3-表示本发明第3实施例减径挤压加工装置与加工方法的纵断面图，图4-现有减径挤压加工装置与加工方法纵断面图。
实施例以下以图说明有关本发明第1实施例的减径挤压加工装置与减径挤压加工方法。
本实施例的减径挤压加工装置乃是螺栓W的螺纹部Wn的预加工装置。它包括了支承螺栓W的头下部Wk的可动模12与对螺纹部Wn进行预加工的减径挤压模14以及可动模12和减径挤压模14间修正螺栓W倾斜的修正机构13。另外，由本实施例的减径挤压装置10加工的螺栓W，其拉紧部Wt的外径做成比头下部Wk和螺纹部Wn的外径都小。
在减径挤压模14上形成了减径挤压螺栓W的螺纹部Wn的台肩14r，模14成两段重叠状态固定于略成筒状的加强环15的中央。而加强环15则置于筒状模壳18内，同时加强环15的法兰部15f则由模壳18与压模板16沿轴向夹紧并定位。
前述修正机构13是由导向环13a与该导向环13a的下端部固定的第1弹力销13r等构成的机构。如前所述，用来修正可动模12与减径挤压模14间螺栓W的倾斜。导向环13a与减径挤压模14同轴设置，在加强环15的上侧并可沿模壳18的内部滑动。另外，在其中心形成了与减径挤压模14同轴的锥形孔13t，该锥形孔13t的内径在减径挤压模14一侧成小直径。再者，锥形孔13t小直径一侧的内径与减径挤压模14的内径大致相等。
第1弹力销13r沿导向环13a的滑动方向延伸出来，穿过加强环15上形成的第1导向孔15h。而在第1弹力销13r的下端同轴固定着第1弹力板13e，第1弹力板13e可滑动地置于压模板16上形成的第1凹部16h。
在第1凹部16h的内部装着第1弹簧16m，它的弹力能可把第1弹力板13e推向上方。由第1弹簧16m的弹力可把导向环13a与第1弹力销13r一起推上去，而且把第1弹力板13e保持在正对着加强环15的下面的位置[参照图1(A)]。
前述之可动模12乃是在修正机构13的上侧可在模壳18内滑动的机构，在其中央形成了与减径挤压模14同轴的开孔部12K。开孔部12K在对螺栓W导向的同时，还起着支承螺栓W的头下部Wk的作用。其内径设定为与螺栓W的头下部WK的外径大致相等。另外，在可动模12的下端固定着沿滑动方向延伸出来的第2弹力销12r，该第2弹力销12r穿过加强环15上形成的第2导向孔15j。另外，在第2弹力销12r的下端同轴固定着第2弹力板12e，第2弹力板12e可滑动地装于压模板16上形成的第2凹部16j中。即可动模12在本发明中起导向构件作用。
前述第2凹部16j内装入第2弹簧16n，它的弹力能可以把第2弹力板12e推上去。依靠该第2弹簧16n的弹力可以把可动模12与第2弹力销12r一起推上去，而把第2弹力板12e保持在与加强环15的下面相接触的位置[参照图1(A)]。
另外，在压模板16的下方设置了工件顶出销19，该工件顶出销19从下方通过弹力板16的中央形成的中央开孔16K穿过减径挤压模14的内部。
下边，基于图1的(A)-(D)来说明有关本实施例的减径挤压加工方法。
首先，像图1(A)所表示的那样，升降机构17下降，安装在该升降机构17的12角修整冲头17C上的螺栓W的螺纹部Wh、拉紧部Wt，头下部Wk从可动模12的开口部12k通入修正机构13的导向环13a上形成的锥形孔13t。这里，可动模12的开孔部12k的内径设定为与螺栓W的头下部Wk的外径大致相等。为此，在比螺栓W的头下部Wk直径还要小的拉紧部Wt穿过可动模12的开孔部12k时，拉紧部Wt与开孔部12k间产生了间隙。也就是，当螺栓W的拉紧部Wt穿过可动模12的开孔部12k时，螺栓W不再有可动模12的开孔部12k从半径给予同样的导向作用，因而往往相对减径挤压模14产生倾斜。但是，即使螺栓倾斜，当螺栓W下降的过程中螺栓W的下端会沿着导向环13a的锥形孔13t的壁面移动，依此，像图1(B)所表示的那样，螺栓W的倾斜被修正，螺栓W的下端确保能导入减径挤压模14之中。
从这种状态升降机构17继续下降，如图1(c)所示，螺栓W的螺纹部Wn推入减径挤压模14的同时，螺栓W的头下部Wk插进可动模12的开孔部12K。由此，螺栓W由可动模12与减径挤压模14对其在半径方向给予限制。在这种状态，由于升降机构的继续下降，升降机构17克服第2弹簧16n的弹力把螺栓W与可动模12往下推，再克服第1弹簧16m的弹力把修正机构13的导向环13a向下推。如图1(D)所示，螺栓W的螺纹部Wn即通过了减径挤压模14的台肩14r，进行了减径挤压加工，完成螺纹部Wn的预加工。
这时一当加工结束，升降机构17上升，则工件顶出销19即将螺栓W从减径挤压模14中顶出。
这样，在本实施例中，由于采用了使螺栓W通过与减径挤压模14同轴设置的锥形孔把螺栓的倾斜修正到容许范围内的这一方法，可确保螺栓W插入减径挤压模14内。因而可以防止由于螺栓插入不良情况引起的故障。另外，由于是利用锥形孔13t修正了螺栓W的倾斜的方法，可以防止了装置复杂化。
第2实施例下边借图2说明有关本发明第2实施例的减径挤压加工装置与加工方法。
本实施例的减径挤压加工装置20，相对于实施例1之加工装置10使用了具有锥形孔13t的修正机构13而使用了内径减小机构23。
内径减小机构23是可以把对螺栓W导向的导向孔23j的内径减小到与螺栓W的拉紧部Wt的外径大致相等的机构。内径减小机构23与减径挤压模24同轴设置，它由锥形环23b与同锥形环23b联动并可减小导向孔23j的内径的可分模23n等构成。
前述之锥形环23b以与减径挤压模24同轴定位状态置于模壳28中，可在模壳28内于可动模22与加强环25间上下滑动。另外，锥形环23b的下面与第1弹簧26m的上端相接触，该第1弹簧26m置于加强环25与压模板26内，依第1弹簧26m的弹力可向上推到上限位置。
另外，在锥形环23b的内侧面23t上设有下方成小直径的锥孔，该内侧面23t(以下称锥面23t)内置入可分模23n。
前述之可分模23n是把倒圆锥台形模于圆周方向分成四块的构造的模，其中央部形成了导向孔23j。另外，该可分模23n的圆锥面与锥形环23b的锥面23t成面接触。由此，当从图2(A)所示的状态可分模23n向下移动时，可分模23n的各模块由于锥面23t和圆锥面的滑动作用，而在内侧移动，从而减小了导向孔23j的内径。以此，使得减小后的导向孔23j的内径与螺栓W之拉紧部Wt的外径大致相等。可分模23n的上面装有可动模22，可分模23n可对可动模22沿半径方向相对移动。
可分模23n由设置于加强环25上的支承棒23r从下边支承着。
支承棒23r由加强环25的导向孔25h将其定位成与减径挤压模24平行，其下端固定着环状的弹力板23e。弹力板23e可滑动地置于压模板26的中央形成的凹部26h内，同时被凹被26h内放置的第2弹簧26n向上推着。即，可分模23n通过支承棒23r、弹力板23e由第2弹簧26n将其上推，在不加外力的情况下位于锥形环23b的上端部。由此，导向孔23j的内径保持在最大状态。
下边，借图2(A)-(C)说明本实施例的减径挤压加工方法。
首先如图2(A)所示，螺栓W的螺纹部Wn、拉紧部Wt、头下部Wk从可动模22的开孔部22K通入内径减小机构23的导向孔23j。在这里，由于内径减小机构23的可分模23n处于上限位置，导向孔23j的内径扩大开了，螺栓W其头下部Wk由可动模22的开孔部22K支承，而拉紧部Wt在半径方向设有限制。而在这种情况下，螺栓W由工件顶出销29从下方支承着。
此时，升降机构27下降，升降机构27的冲头27P推压螺栓W的头部，螺栓W与工件顶出销29下降，同时可动模22与可分模23n克服第2弹簧26n的弹力向下推。但是，这时前述之锥形状23b靠第1弹簧26m的弹力定位于上限位置，可分模23n相对锥形环23b而下降。以此，可分模23n的各个模块由于其相对锥形环23b的锥面23t和可分模23n的圆锥面的滑动作用，沿半径方向向内侧移动，如图2(B)所示，导向孔23j的内径减小。依此，螺栓W的拉紧部Wt由可分模23n从半径方向加以限制。这里，因为前述之导向孔23j与减径挤压模24同轴设置，由于导向孔23j内径的减小，螺栓W即使倾斜，螺栓W的轴心也被强迫与减径挤压模24的中心相重合。
由此状态升降机构27进一步下降，可动模22与锥形环23b的上面接触，螺栓W与工件顶出销29、可动模22、可分模23n和锥形环23b则克服第1弹簧26m、第2弹簧26n的弹力向下推。依靠这些，螺栓W的螺纹部Wn插入减径挤压模24内，进行减径挤压加工，即实施对螺纹部Wn的预加工。加工一结束，升降结构27上升，由工件顶出销29将螺栓W顶出减径挤压模24。
这样，如依本实施例，由于内径减小机构23的作用，从半径方向使螺栓W与减径挤压模24的中心相重合，像实施例1使用锥形孔13t那样，螺栓W的下端插入导向环13时引起的与锥形孔13t的壁面摩擦没有了，从而可以防止螺栓W受损伤。
第3实施例以下借图3对第3实施例的减径挤压加工装置与其加工方法加以说明。
本实施例的减径挤压加工装置30，相对于第1、第2实施例之加工装置使用了修正机构13、内径减小机构23等，它被设计成减径挤压模34可升降、可动模32与减径挤压模34之间的间距大致为零。依此，螺栓W的螺纹部Wn穿过可动模32的开孔部32K后，可直接插入减径挤压模34的内部。
前述可动模32是上部有盖的圆筒状构件，其盖的中央部分形成开孔部32K。可动模32可上下滑动地装进筒状模壳38内。在可动模32的下端，固定着沿滑动方向延伸出来的第2弹力销32r，而第2弹力销32r穿过后边将要提到的加强环35的第2导向孔35j与压模板36的第3导向孔36j。再就是，在第2弹力销32r的下端同轴固定着第2弹力板32e，而第2弹力板32e可滑动地置于压模板36上形成的第2凹部36y。另外，在第2凹部36y内装着可以其弹力能上推弹力板32e的第2弹簧36n。由此第2弹簧36n的弹力，可将前述之可动模32向上推而保持在上限位置。
前述之减径挤压模34分三段重叠起来固定在略成筒状的加强环35的中央，而该加强环35可上下滑动地装于可动模32内。另外，加强环35的下部设有法兰部35f，法兰部35f可在模壳38内上下滑动。而且法兰部35f不会妨碍加强环35在可动模32内上下滑动。在法兰部35f的下端固定着沿滑动方向延伸出来的第1弹力销35r，该第1弹力销35r穿过压模板36上形成的第1导向孔36h。在第1弹力销35r的下端同轴固定着第1弹力板35e，而该第1弹力板35e可滑动地装入压模板36上形成的第1凹部36x。另外，第1凹部36x的内部还装着第1弹簧36m，由第1弹簧36m的弹力能可将第1弹力板35e推上去。依靠第1弹簧36m的弹力将前述加强环35推上去，使其上面保持与可动模32的盖部相接触的位置。
下边，依图3(A)-(D)对本实施例的减径挤压加工方法加以说明。如前所述，可动模32依第2弹簧36n的弹力、加强环35依第1弹簧36m的弹力而定位于上限位置，加强环35接触于可动模32的盖部。为此，如图3(A)所示，可动模32的盖部上形成的开孔部32K与固定于加强环35的中央的减径挤压模34大体相接连。
这时，螺栓W的螺纹部Wn、拉紧部Wt由可动模32的开孔部32K通入减径挤压模34。这里，由于开孔部32K与减径挤压模34大体相连接，不管螺栓W对减径挤压模34怎样倾斜，也会在螺栓W穿过开孔部32K的这一点时使螺栓W的螺纹部Wn自动插入减径挤压模34内。
而后，升降机构37下降，升降机构37的冲头37P推压螺栓W的头部，将螺栓W推入减径挤压模34内。这时，由于将第1弹簧36m的弹力设定得比减径挤压加工力小，如图3(B)所示，减径挤压模34与加强环35克服第1弹簧36m的弹力被推下。接着，螺栓W的头下部Wk插入可动模32的开孔部32K，由于螺栓W的头部接触可动模32，将螺栓W连同可动模32克服第2弹簧36n的弹力向下推下。
这样，首先是加强环35的下面与压模板36的上面相接触，减径挤压模34与加强环35的下降即行停止。而后，升降机构37由这种状态继续下降，可动模32与螺栓W亦继续下降，螺栓W的螺纹部Wn即推入减径挤压模34内，进行如图3(C)所表示那样的减径挤压加工。再后，可动环32的盖部与加强环35的上面接触，可动环32的下降停止，减径挤压加工结束。减径挤压加工一结束，螺栓W的头部即压入升降机构37上的12角修整冲头37f，形成12个角。这时，加工全部结束，升降机构37上升，由工件顶出销39将螺栓W从减径挤压模34中顶出。
这样依照本实施例，可动模32与减径挤压模34间不再设新的构件，从而不必为将螺栓W导入减径挤压模34而将装置复杂化。
再者，在本实施例中，在减径挤压加工的最初阶段使可动模32与减径挤压模34间间距大体为零，而在加工中途使其间距为零的方法也可能使用。另外，甚至可动模32与减径挤压模34间的间距不为零，由于将可动模32的轴向厚度增加，也有可能在可动模32的开孔部32K修正螺栓W的倾斜。即，如把导向构件的工件支承长度设计成把工件的倾斜度修正到容许范围内的长度，都有可能实现本技术。
另外，在实施例1-3中，说明了纵向型减径挤压加工装置，对于横向型减径挤压加工装置当然同样成立。
权利要求
1.一种减径挤压加工方法，即，棒状工件由导向构件导向并沿轴向移动、插入减径挤压模进行减径挤压加工的方法，其特征在于在这种加工方法中，当工件对减径挤压模产生倾斜时，把工件的倾斜修正到容许范围内，使其插入减径挤压模。
2.按权利要求1所述的减径挤压加工方法，其特征在于使工件通过与减径挤压模同轴设置的锥形孔，将工件对减径挤压模的倾斜修正到容许范围之内。
3.按权利要求1所述的减径挤压加工方法，其特征在于由和减径挤压模同轴设置的内径减小机构对工件沿半径方向进行限制，将工件对上述减径挤压模的倾斜修正到容许范围之内。
4.按权利要求1所述的减径挤压加工方法，其特征在于把导向构件与减径挤压模间的间距设定成几呼为零，将工件对减径挤压模的倾斜修正到容许范围之内。
5.按权利要求1所述的减径挤压加工方法，其特征在于把导向构件的工件支承长度设定为能将工件相对减径挤压模的倾斜修正到容许范围内的长度。
6.一种减径挤压加工装置，它包括了对棒状工件进行减径挤压加工的减径挤压模和将上述工件导入减径挤压模时对工件进行导向的导向构件，其特征在于在这种加工装置中设置有修正机构，当工件相对减径挤压模发生倾斜时，它可把工件的倾斜修正到容许范围之内。
全文摘要
确保可将工件W插入减径挤压模14，防止因工件W插入不良引起的故障发生。涉及本发明的减径挤压加工方法是棒状工件W以导向构件12进行导向，并沿轴向移动，从而插入减径挤压模14而进行减径挤压加工；在这种减径挤压加工方法中，当工件W对减径挤压模14有倾斜时，可把工件W的倾斜修正到容许范围之内，而后插入减径挤压模14。因此，可以确保工件W插入减径挤压模14内。
文档编号B21K1/00GK1161888SQ9610282
公开日1997年10月15日 申请日期1996年4月10日 优先权日1996年4月10日
发明者中根统亲, 龟田照基, 铃木敏孝 申请人:丰田自动车株式会社